工程测量-GPS测量的原理与应用PPT课件.ppt

GPS测量的原理与应用基本原理 GPS基础教程与传统的陆上测量技术相比GPS具有许多优势

传统大地测量技术依赖于测站点至目标点的通视情况

如果视线方向有障碍物，则必须绕道测量

一般来说传统方式的距离测量被限制在5Km左右

气候因素限制着传统测量的运作。如雾，雨等
不受气候条件的限制
无须通视要求
可进行高精度大地测量
能实现全天候测量运作
省时省力
经济效益明显
坐标系统通用
应用领域广泛
具有竞争力的价格GPS系统的完善受控于美国国防部
GPS系统可提供
精确导航
导航精度约为10-20m
全球信号覆盖
24小时工作服务
普通座标系统中的测量工作
计划用GPS系统取代现有的导航系统
GPS系统可应用于民用及军事领域控制部分
1个主控站
5个监控站空间部分24颗卫星(21+3)
6个轨道平面
55º轨道倾角
20200km轨道高度(地面高度)
12小时(恒星时)轨道周期
5个多小时出现在地平线以上(每颗星)
目前在轨实际运行的卫星个数已经超过32颗控制部分5地面控制站距离测定原理XllXllXll我们必定在以R1为半径的球面的某个点上2个球面相交成一个圆弧
点位被限制在一曲线上3个球面相交成一个点
3个距离段可以确定纬度，经度，和高程
点的空间位置被确定卫星可被看作是在固定的轨道上运动空中观测目标

每颗卫星播发独立的时间码进行距离测量

常规GPS接收仪内置较为廉价的钟，这些钟的计时精度比卫星上内置钟的精度低得多

无线电电波以光速传播
(距离=光速x时间)
设想一下接收仪上钟的误差对距离测定的影响
1/10秒的测时误差将引起30,000Km的距离误差
1/1,000,000秒的测时误差将引起300m的距离误差4段距离解决了纬度，经度，高程和时间四个未知数
这就类似于测边交会问题的解决原理GPS的信号结构测距码伪距测定D=cTN点位测定P=正确位置+/-100m(95%)点位测定－－GPS定位的误差源如何提高GPS的测量精度?差分定位技术伪距差分测量精度可达0.5m-5m
此种测量形式一般称为DGPSRTD测量原理图如果使用载波差分或同时使用载波差分及伪距差分则定位精度可达5-10mm+1ppm常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real-timekinematic)方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机。发射电台时间(0)精度(m)一种描述纯粹因卫星几何因素对定点精度的影响
精度因子指出在测量时被跟踪卫星几何结构上的强度
GDOP(Geometrical)
包括经度,纬度,高程和时间等
因子，称为几何精度因子
PDOP(Positional)
包括经度,纬度和高程等因子，
称为空间位置精度因子
HDOP(Horizontal)
包括经度和纬度等因子，称为
平面位置精度因子
VDOP(Vertical)
仅包括高程因子，称为高程精度因子精度因子(DOP)