最近参与了一个GPS静态观测的项目,发现这块儿知识欠缺的厉害,以此为契机好好学习下。
埋石
标石类型:
- 天线墩
- 基本标石
- 普通标石
各种标石规格见《规范》附录B
B级埋设天线墩,C、D、E级根据具体情况选用
B、C 级埋设后需经过一个雨季,冻土地区至少经过一个解冻期,基岩或岩层标石至少经一个月,方可观测。
网型设计
布网形式:
- 跟踪站式(A级)
- 会战式(B级)
- 基准站式(B~E级)
- 同步图形扩展式(B~E级)
- 单基站式(等外)
一般项目中控制网用同步图形扩展式
同步图形扩展式分类:
- 点连式:网型不稳定,检核条件少
- 边连式:相邻同步图形有一条公共基线,以边的方式推进控制点测量
- 网连式:相邻同步图形至少有3个公共点
- 混连式:实际作业中,灵活使用上面几种方式作业,不局限与一种方式
网型与GPS网质量没有关系
上面两个图形如果对应的基线质量相同,则GPS网质量相同
提高GPS网的可靠性
可靠性包括:
可探测观测值中粗差大小
观测值中残余粗差对结果影响大小。
主要是对粗差的识别能力
提高的方法:
- 增加观测时段(增加独立基线)
- 保证一定数量的重复测站数
- 保证每个测站与三条以上独立基线相连
- 布网时保证最简异步环边数不要过多
等级 | B | C | D | E |
---|---|---|---|---|
闭合环或符合导线边数 | <=6 | <=6 | <=8 | <=10 |
提高GPS网精度
精度主要包括:
- 基线向量改正数的大小
- 基线向量重复性
- 闭合差大小
- 符合差大小
- 相邻点距离中误差大小
- 点位中误差大小
平差结果指标
精度质量指标:
- 控制指标:同步环闭合差;异步环闭合差;重复基线较差
根据布网等级得出
- 参考指标:参考方差;均方根误差;确定模糊度时的RMS比值(RATIO)
根据统计原理得出
提高精度方法:
-
短边必测
-
在全面网之上建立框架网,作为全面网的骨架
控制网范围较大时,可采用分级布网,首先布设点数较少,等级较高的的框架网,在根据项目要求布设要求等级的全面网
在网中增测长时间,多时段的基线
同一观测时段数据剔除率小于10%
引入高精度激光测距边,作为起算边联合平差
若要高程拟合,需选定尽可能多的水准点,水准点分布要均匀,还要保证部分点在GPS控制的周围,将其包围。
起算数据选取与分布
起算点的选取与分布
若要求新旧结果吻合最好,选取尽可能多的起算点
若没有这个要求,选取3~5个作为坐标转换参数计算和检核
起算点要均匀分布,不能分布在网型的一侧起算边选取与分布
若需将GPS网成果投影到指定高程面上,在网中任意选取3~5条高精度激光测距边(已归算到指定高程面上),作为起算边,测距边两端点高差不宜过大起算方位的选取与分布
GPS建立独立坐标系下的控制网时,可引入起算方位,但不宜过多,网中任意位置均可
布网设计实例
实例一
观测安排如下
时段 | A | B | C | D |
---|---|---|---|---|
第一时段 | GS2 | GS3 | GS4 | GS5 |
第二时段 | GS3 | GS4 | GS6 | GS7 |
第三时段 | GS6 | GS7 | GS8 | GS9 |
第四时段 | GS2 | GS5 | GS8 | GS9 |
实例二
观测安排如下
GPS网设计指标
理论观测最少时段Smin:
最少观测期数=INT(最少平均测站次数*网的点数/参与观测的接收机数)
设计时段数Sd:
基线总数:
Ba=S*N(N-1)/2
S是观测时段数;N是接受机数量
独立基线数:
Bi=S*(N-1)
必要基线数:
Bn=n-1
n是点数
多余基线数:
Br=Bi-Bn
效率指标
最小观测时段值与设计观测时段值的比值(e)
e=Smin/Sd
可靠性指标
多余基线数与独立基线总数比值,称为整网平均可靠性指标(r)
r=Br/Bi
精度指标
根据网结构得到GPS网协因数阵
Q=(BTPB)-1
B:设计矩阵,与网型,基线向量的数量与分布有关
P:权阵,与基线精度与相关性有关
在GPS网设计阶段可采用sqrt(tr(Q))作为衡量GPS网整体精度的指标。
这个不太懂,渣网速,也没法查资料,暂时存疑
GPS网平差[1]
平差目的:
- 消除GPS网的几何不一致性,如闭合差,基线复测差等
- 改善GPS网质量,评定GPS网精度
- 确定GPS网点在指定参照系下的坐标及转换参数
进行网平差的步骤
基线向量提取
三维无约束平差
不引入会使GPS网发生变化的外部起算数据,平差结果完全取决于GPS的基线向量,是观测值本身质量的反应。
所得到的精度指标 1)衡量GPS网内符合精度。 2)判断粗差观测值及相应处理的依据
目的:1)判断是否存在粗差。 2)调整各基线向量观测值的权约束平差
引入会是GPS网的尺度和方位发生变化的外部起算数据,如边长,方位,两个以上的起算点坐标。
常用于GPS成果转化到特定参照系。联合平差
平差的观测值不仅包括GPS测量,还有边长、角度、方位、高差等常规测量数据。
常用于GPS成果转化到特定参照系。
大地测量应用中常采用约束平差,联合平差常用于工程测量中。
注意事项
- 同一观测时段要同事开关机,即使某测站不用迁动,也要严格遵循该要求;因为如果不关机,生成的基线可能不是同步基线,只和同时开机的测站构成同步环,其他时段构成异步环。
- 一些测站可能信号遮挡,可延长观测时间,或增加独立基线。
- 每个测站的测量时间或独立基线数大致相等。
在查阅资料中,觉得手头有本书就好了,网上的知识太散了,不够系统,我想看武大出的GPS和测量平差的教材。还有整理的资料都是网上搜集的,如果原作者觉得不妥,请告知,我会及时删掉。