武汉大学测绘学院GPS静态测量动态测图实习报告Word格式.docx
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具体内容包括:
技术设计、选点、外业观测计划、外业观测、数据传输及格式转换、基线解算、网平差、成果质量控制、技术总结。
测区覆盖面积:
约为5000亩;
地形比较复杂,建筑密集,树林茂密。
精度等级:
国家D级网;
控制点数:
12个;
要求平均点间距:
400米。
1.2.技术依据
《GBT18314-2009全球定位系统(GPS)测量规范》
《GBT18314-2001全球定位系统(GPS)测量规范》
1.3.点位分布
选点要求:
1.为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量,要求测站上空应尽可能的开阔,在15高度角以上不能有成片的障碍物。
2.为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰,在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源,如大功率无线电发射设施、高压输电线等。
3.为避免或减少多路径效应的发生,测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物,如高层建筑、成片水域等。
4.为便于观测作业和今后的应用,测站应选在交通便利,上点方便的地方。
测站应选择在易于保存的地方。
点位分布图
点位介绍
点名
点位描述
点类型
CH01
友谊广场
水准点
CH02
国软校区主教学楼前
CH03
珞珈广场
标记
CH04
武大西门口附近
CH05
教务部前
CH06
工学部自强超市附近
CH07
工学部网球场旁
CH08
工学部世纪广场
控制点
CH09
凌波门附近
标记点
CH10
行政楼附近
CH11
外语学院附近的停车场旁
CH12
珞珈山九区1号住宅楼附近
1.4.外业观测情况
采用GPS静态测量的方法进行观测,仪器采用华测T5,根据《GBT18314-2009全球定位系统(GPS)测量规范》中
对GPS的D级网的要求每个时段的同步观测时间大于六十分钟,平均观测次数大于1.6,我们这个队伍的总观测是段数为20个时段,共12个GPS静态点,平均观测数为1.666,每个时段同步观测65~70分钟,满足规范要求,队伍分成四个小组,每个小组一套仪器,根据预先规划好的迁站方案进行观测,每个时段有四个接收机进行同步观测,迁站方案大部分采用翻转式以减少人员工作量,周三早晨七点整出发,做了一些准备工作后进入计划好的测量过程,观测不是十分顺利,由于校园中高楼比较密集,树木高大密集,结合GPS网形考虑开阔的观测条件较好的地方较少,测量时有部分点位由于不能够很好的接受记录信号临时更改了点的位置,各小组配合比较协调,在外业观测中没有其他突出问题。
1.5.数据处理及结果分析
基线处理和质量控制
1.基线处理软件:
TGO软件
2.解算方案:
采用整体解,即在进行基线解算时,一次提取项目整个观测过程中所有的观测数据,在一个单一解算过程中同时对他们进行处理,得出所有函数独立基线。
同步环闭合差
第一个闭合环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
4
通过的数目:
失败的数目:
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.001m
-.001m
.581
最差
.003m
4.685
平均闭合环
2343.423m
.002m
2.551
标准偏差
141.700m
.006m
1.547
第二个闭合环
.008m
-.041m
23.189
.063m
-.286m
141.115
1793.450m
.034m
-.055m
83.243
246.692m
.024m
.164m
53.682
第三个闭合环
2
.007m
3.075
-.012m
6.846
2251.247m
.004m
-.002m
4.746
277.840m
1.389
第四个闭合环
1.117
-.007m
4.246
1653.491m
2.430
208.682m
1.224
第五个闭合环
.011m
5.549
.047m
.152m
100.544
1686.801m
.014m
47.736
184.155m
.021m
.098m
40.268
异步环闭合差
3边异步环
37
28
9
.080m
.100m
.000m
.093m
143.822
1910.841m
.020m
-.014m
33.954
337.202m
.025m
.091m
42.716
4边异步环
93
73
20
.095m
.120m
2269.161m
-.008m
33.426
483.759m
.097m
37.260
重复基线较差
从
到
基线长度(m)
解算类型
较差
比率
参考变量
RMS
707.53
L1固定
-0.013
1.8
32.182
.018m
707.543
1.6
299.169
.058m
341.383
0.004
19
2.345
341.379
20.8
2.629
528.5
-0.094
300.419
528.594
7
43.084
642.341
-0.004
10
17.86
642.345
51.9
3.574
网平差处理及质量控制
1.网平差软件:
2.坐标参照系:
新建的beijing54坐标系,椭球为克拉索夫斯基椭球,中央经线为武汉经度114°
3.网平差过程:
使用TGO对已处理好的数据进行基线处理和平差计算,计算过程根据经验和老师的讲解视频操作。
首先要进行基线解算,在基线解算的过程中,需要不断的根据基线的比率值、结算类型是否固定、RMS(观测值的均方根误差)及卫星残差图来修改卫星采集的数据,残差部分显示从每颗卫星接收到的数据的质量。
利用该部分来求解中噪声的数量。
该部分显示每个测量周期每颗卫星的残差量。
卫星噪声可能影响来自其他卫星的数据。
直到所有基线都满足以上条件,及颜色变为黄色。
基线解算方法采用TGO默认的缺省值的处理形式。
平差先进行三维无约束平差。
三维无约束平差有以下几步:
1)在12个观测点中选择一个观测时间较长的点作为WGS-84坐标系下的固定坐标;
2)选择平差基准为WGS-84,加权策略中的纯量类型选择缺省;
3)查看平差报告,并作适当的分析;
4)修改加权策略纯量类型为自动,及系统自动加权,然后在平差;
5)查看平差结果会发现,结果比缺省值的时候要好。
无约束平差结束后进行三维约束平差,约束平差的主要目的是为了确定平差的基准。
在约束平差过程中,常常会出现这样的两个问题,其一是约束数据的正确与否对平差结果的影响到底有多大,其二是约束数据的相互兼容性如何判别。
在进行GPS网的三维约束平差时,如果配置足够数量的国家大地坐标系或地方坐标系基准数据作为GPS网的约束起算数据,则最后可得到的GPS网中各个点经过了平差处理的在国家大地坐标系或地方坐标系下的坐标。
三维约束平差的步骤:
1)在坐标系统中添加与已知控制点坐标相同的坐标系(54)和中央经线(114);
2)将项目属性中的坐标系统更改为添加的坐标系统,并将平差基准也改为此坐标系统;
3)将已知控制点输入,如果控制点足够,则留下一个点的坐标当做参考;
不够的话则将平差坐标与结果相对比;
4)查看平差结果,并做相应分析。
成果输出一般有两个报告和两套坐标---环闭合差报告和网的约束平差报告;
以及当地坐标和WGS—84坐标。
流程图:
是
否
三维无约束平差
平差坐标
执行平差在...
WGS-84
点数目
:
12
约束点数目
1
只有水平的和高度
平差网格坐标
用...报告误差1.96σ.
点名称
北坐标
纵轴误差
东坐标
横轴误差
固定
1.736m
.717m
229.941m
-467.116m
1284.535m
284.933m
1583.772m
-356.011m
1378.533m
600.871m
785.539m
.016m
1021.544m
1048.087m
-279.310m
1877.182m
-72.628m
1941.551m
908.537m
984.395m
55.994m
北东高
1813.057m
281.374m
1535.049m
.012m
1243.876m
平差大地坐标
纬度
经度
高度
高度误差
30°
31'
39.95181"
N
114°
21'
19.84575"
E
32.692m
47.36197"
02.29648"
33.190m
32'
21.60796"
30.50830"
38.018m
31.32497"
06.46255"
22.259m
24.65993"
42.36104"
54.267m
.035m
05.40264"
58.14087"
36.333m
.048m
13.92980"
09.34065"
34.349m
40.85304"
17.09403"
32.671m
.022m
42.94206"
53.90519"
23.432m
11.86164"
21.91946"
26.977m
38.77059"
30.37529"
36.728m
标准残差图
二维约束平差
Beijing1954
ConstrainedPoints水平
3378723.030m
.023m
534060.213m
3378949.747m
533591.650m
3380006.747m
534340.346m
.009m
3380303.937m
533698.440m
3380101.744m
534655.991m
北东高度
3379510.075m
.019m
535078.563m
3379768.498m
533776.851m
3380598.255m
533980.886m
北东
3380665.752m
534961.867m
3379705.874m
534112.361m
3380535.258m
534335.098m
3380260.310m
535298.507m
39.61696"
17.60861"
32.869m
.037m
47.02641"
00.05932"
33.367m
21.27277"
28.26909"
38.189m
.031m
30.98857"
04.22325"
22.445m
24.32479"
40.12165"
54.447m
05.06807"
55.90225"
36.539m
13.59400"
07.10218"
34.526m
.036m
40.51689"
14.85396"
32.856m
42.60712"
51.66480"
23.607m
.017m
11.52629"
19.68086"
27.154m
38.43497"
28.13513"
36.908m
29.40626"
22'
04.24467"
25.667m
结果评价与建议
基线解算完成后,必须对基线解算进行质量检查,检查的内容有:
短基线的模糊度是否解出、单位权中误差(RMS)、整周模糊度检验值(RATIO)等。
对于GPS网平差来说,还需要检查同步环闭合差、异步环闭合差和重复基线较差,合格的基线才可以使用,不合格的基线应对其结果进行残差分析,然后重新解算,重新解算仍不合格的基线需重新测量。
RMS表明了观测值的质量,与观测条件好坏无关,它可看作表示内符合精度的一项指标。
RATIO值反映了所确定出的整周模糊度固定为整数的可信度(可靠性),越大越好。
这次实习得到的GPS网质量不是很好,同步环闭合差有明显的超限,部分异步环闭合差也有超限的,重复基线较差相对来说比较小。
平差结果最大残差在三个厘米之内,勉强能够接受。
但这样质量的的GPS网在实际生产中是不能够达到要求的
附录一、GPS控制网示意图
附录二、GPS控制成果资料
25.483m
附录三、GPS控制测量外业观测记录
二、RTK平面测图总结
步骤:
1、将基准站GPS接受机安置在开阔并且相对较高的地方,电台和天线架设好,连上电缆后开机,先启动基准站。
2、建立新任务:
给任务起一个文件名。
3、配置坐标系:
在选择坐标系统窗口中选择WGS-84坐标。
4、连接蓝牙:
选择:
配置-手簿端口配置-搜索蓝牙-选择接收机型号-绑定-确定-接受。
5、配置参数:
输入基准站的点名、天线高,选定一个广播电台,及其他配置
6、启动基准站:
选定:
测量-启动基准站
流动站的连接与设置:
1,新建任务。
新建一个任务,用于存放一天的测量数据。
2,配置坐标系。
选择WGS-84坐标系。
3,连接蓝牙。
4,配置参数。
选择和基准站一样的广播电台,及天线高等配置。
5,启动移动站。
测量-启动移动站。
6,点校正:
键入三个已经点,然后测量这三个点坐标,然后进行点校正。
7,测量:
进行地形地物的测量
友谊广场地形图
友谊广场地形地貌图
三、实习体会
GPS静态测量外业
在这次D级GPS网的静态测量实习中我担任第二队的队长,学到的东西要多一些,从人员的沟通协调到测量的设计以及在测量过程中解决遇到的问题都有很多东西值得总结。
首先,在网形的设计,GPS点点位的大致选取阶段:
按规范的要求在一个同步观测时段中的最长基线不宜大于两最短基线之和的三分之二,四台仪器同步观测的一个同步环中的内角不宜为过大的钝角,另外在点位的选取是也因考虑到迁站问题,在交通工具充足的情况下若翻转式迁站耗时太久应考虑采用平推式迁站,在地图上进行点