GPS变形监测与数据处理Word文件下载.docx
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1.2测点设置与分工1
1.3外业基本情况2
2.GPS数据处理2
2.1数据预处理2
2.2新建项目与原始数据输入3
2.3GPS基线处理5
2.4GPS网平差6
2.5坐标转换7
3.模拟变形监测数据处理11
3.1坐标成果汇总11
3.2数据图表显示13
3.3数据结果分析16
4.实习心得16
1.实习要求与外业基本情况
1.1实习要求
（1）分组情况：
全班共分为九组，每组5-6人，仪器的架设与数据的采集由专人负责。
（2）仪器设备：
Leica或Topcon等双频GPS接收机共9台，其中，1台需要带三脚架，其余8台采用强制对中观测台。
（3）按静态测量模式，采样频率设置为15s，同步观测时间不少于6小时。
注意将天线高测量准确，记录清楚，同时注意接收机的供电。
（4）在采集完数据后，各小组对数据统一转换为RINEX格式，每组按点号分别建立文件，并附加相应的说明，以便其他组的同学理解，然后进行数据共享。
（5）采集完数据后，每位同学独立完成GPS数据处理和变形监测网分析报告。
可以分析两期或多期，并有针对性分析。
1.2测点设置与分工
实习共需观测九个点（如图1所示），其中A为已知点（点号用GPA）：
四号楼顶东南角，采用三脚架，注意丈量天线高，其坐标为（BJ-54坐标系，中央子午线114度）：
其它8个点为未知点，采用四号楼顶的强制观测墩。
如图，点号为：
GP1-GP8。
图1变形观测作业要求各测站点分布图
1.3外业基本情况
（1）外业时间：
2013年11月1日，8:
54—17:
23。
（2）外业地点：
测绘学院楼楼顶。
（3）天气情况：
晴。
（4）外业进行情况：
可将数据按时间分为多期观测进行处理，根据测量情况，建议每个时段长为1小时，可从原始数据中取5-6个观测时段，最后将每个时段结果分析比较，做变形分析。
2.GPS数据处理
2.1数据预处理
（1）首先对所观测的数据进行整理。
将观测点数据的名称与老师所给的点号对应起来。
然后将所有观测点采集的数据导入到LGO中，然后将数据转化为RINEX格式文件。
此项工作由专人负责。
（2）将数据按时段进行分期输出。
在工具栏选择“输出”—>
RINEX数据，弹出对话框，将分期间隔设置为1小时。
然后将分期数据分别放进相应期的文件夹中。
而由图2能看出，观测时间大概是09:
00—17:
00。
11：
00之前由于各站设站速度不同，因此开始观测的时间也不同，但考虑到这段时间里，接收机同步观测时间比较长，接近1h，因此将此时间段也用作数据处理的一个时间段，而不采取舍弃此时间段的处理方式。
由于GP6和GP8在13:
00-14:
00出现中断，因此此时间段不参加分段处理。
同样，16:
00之后的一段时间，GP4出现接收不到卫星信号的情况，因此，最后将16:
00之后观测的数据全部舍去。
所以，综上所述，此次观测结果共分为六个时段，分别为9:
00-10:
00,10:
00-11:
00,11:
00-12:
00,12:
00-13:
00,14:
00-15:
00,15:
00-16:
（3）将已知点GPA的坐标数据保存成ASCII文件，用以进行坐标转换。
图2观测数据时段情况
2.2新建项目与原始数据输入
以下过程均要分时段对数据进行处理。
新建项目（图3）。
图3新建项目
输入原始数据（图4）。
图4输入原始数据
在“查看/编辑”中，可以看到GPS监测网的网点分布图（图5）
图5监测网点位分布
2.3GPS基线处理
在“GPS-处理”中，单击鼠标右键，选择“处理模式”—>
“自动”；
单击鼠标右键，选择“处理参数”—>
选中“显示高级参数”—>
单击“附加输出”选项卡—>
勾选“残差”，（图6和图7）使处理结果输出残差数据。
单击鼠标右键，选择“全部选择”看到条状图全部变绿—>
单击鼠标右键，选择“处理”，进行基线解算。
基线解算完毕，检查模糊度状态，确定其全部为“是”，如图8所示：
图6：
配置GPS处理参数
图7：
图8基线解算结果
点击存储，然后点击“查看/编辑”，得到如图9所示的网型结构。
图9GPS网型结构
2.4GPS网平差
在屏幕下方用鼠标左键单击“平差”，之后再数据视图区域的空白处单击鼠标右键选择“网平差计算”，进行平差计算，可以得到各点的WGS-84坐标成果，如图10所示。
图10网点的WGS84坐标
平差计算结束后，单击鼠标右键，在“结果”中选择“网”，可以查看平差报告，见附录“GPS网平差报告”，查看平差报告中的F检验，F检验值满足F检验临界值的要求，接受F检验。
2.5坐标转换
由于已知点坐标是在BJ-54坐标系下的坐标，而进行GPS网平差所得到的各点的坐标是在WGS-84坐标系下的坐标，因此，为了得到GPS网中各点的BJ-54坐标，需要进行坐标转换。
（1）新建一个项目，存放已知点的BJ-54坐标。
（2）给已知点新建一个当地坐标系统投影，选择坐标系统图标，用鼠标右键点击“投影”，在下拉菜单中选择“新建”，在弹出的对话框中输入“武测投影”，“类型”选择“TM”，如图11所示。
（3）用鼠标右键点击“坐标系统”，在下拉菜单中选择“新建”，输入新建坐标系名称“BJ-54”，地方椭球为“Xi'
an-80”，选择投影类型为“武测投影”，单击“确定”。
图11：
武测投影
（4）将新建的坐标系统附加到已知点所在项目中。
用鼠标左键单击“项目”图标，在项目中将“坐标系统”改为“BJ-54”坐标系统。
（5）将已知点坐标数据的ASCII数据输入到新建项目中（图12）。
图12已知点坐标输入
点击“下一步”，“下一步”，在“空格”复选框前打勾，如图13所示，点击下一步，在0的位置单击鼠标右键输入“点标识”，在1、2、3位置点击鼠标右
图13
键“坐标”，分别输入“东坐标”、“北坐标”和“正高”，如图14所示，
点击“完成”。
图14已知点坐标输入
（6）左键“工具”—>
选择“基准/投影”，在窗口中上面的视图中选择原项目，在下面的视图中选择新建项目，然后用鼠标左键点击“匹配”，结果如图15所示。
（7）在窗口的空白处点击鼠标右键，在下拉菜单中选择“配置”，选择“转
换类型”为“一步法”。
然后点击鼠标右键，在下拉菜单中选择“自动匹配”。
然
后，在空白处点击鼠标右键，选择“存储”，存储“新参数设置名”为“匹配结
果”，则新建立的转换参数自动添加到原始数据所在项目中。
图15原始数据与已知点数据匹配结果
（8）
打开原项目，可查看转换后的坐标信息。
用鼠标左键点击窗口下方图标栏内的“点”，之后用鼠标左键点击选择窗口右上方的LOCAL和格网图标，即可显示所有点的BJ-54坐标成果，如图16所示。
图16网内GPS点的BJ-54坐标成果
（9）在窗口空白处点击鼠标右键，在下拉菜单中选择“另存为”，将定成果输出保存（图17）。
图17BJ-54坐标成果保存
3.模拟变形监测数据处理
3.1坐标成果汇总
上述GPS数据处理步骤，依次进行各期GPS数据的处理和分析，然后将所求得的各期BJ-54坐标成果汇总，得表1所示成果。
表1监测网中各点观测数据汇总
对表1的说明：
（1）GP1~GP8各点数据从上至下依次为第1时段一直到第6时段的观测数据，各时段对应的时间段为：
时段19:
00；
时段210:
00—11:
时段311:
00—12:
时段412:
00—13:
时段514:
00—15:
时段615:
00—16:
（2）△X，△Y，△H分别为各期坐标值相对于第一期坐标各个方向的坐标变化量。
（3）数据的“平面+高程精度”保持在0m至0.0004m之间，数据精度较好，因此此项未列出。
3.2数据图表显示
根据表1中的数据，做出各个GPS监测点在这六个观测期内的位移变化量，分别如图18至图25所示。
图18：
GP1点位变化趋势图
图19：
GP2点位变化趋势图
图20：
GP3点位变化趋势图
图21：
GP4点位变化趋势图
图22：
GP5点位变化趋势图
图23：
GP6点位变化趋势图
图24：
GP7点位变化趋势图
图25：
GP8点位变化趋势图
3.3数据结果分析
从实验数据和以上各图表显示分析可知各GPS监测点的位移量均不大，且总体上各点的变化趋势是一致。
考虑到测绘楼在一天之内不可能有明显形变，因此分析得出，这种各点具有相似规律的变化量的产生原因可能是由于各GPS观测误差及数据处理带来的误差。
4.实习心得
本次实习包括数据采集，数据处理，变形分析三个阶段，虽然数据采集工作有专门人员去做，但是数据采集过程中还是出现了不少问题，另外在数据处理阶段更是问题层出不穷，刚开始就遇到了不会分段的情况，后来经过请教其他同学，终于解决了这个难题。
再后来就是遇到建立投影和坐标系统时出现了一些问题，这些问题都是经过其他同学的帮忙，才得以解决，因此非常感谢这些同学给与的帮助和指导。
另外在变形分析的过程中，本身采用的是excel画图，可是这就存在一定的缺陷，就是必须一个一个手动画图，这极大的增加了工作量，后来通过matlab画图就简单多了，而且工作量还小。
不过又出现了如何用matlab画图的问题，不过最后还好，总算画出来了。
通过这次实习，我懂得了静态采集数据的过程，以及如何处理数据，这些都是非常有用的，希望以后还能多多参加这样的实习，熟悉各种软件的使用，另外，自己还需要在使用matlab方面进一步学习，满足以后工程应用的需要。
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