武汉大学测绘学院GPS静态测量动态测图实习报告.docx
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武汉大学测绘学院GPS静态测量动态测图实习报告
课程编号：
课程性质：
必修
GPS测量与数据处理实习
实习报告
学院：
测绘学院
专业：
测绘工程
地点：
武汉大学
班级：
班
组号：
队组
姓名：
学号：
教师：
2013年4月15日至2013年4月26日
目录
GPS测量与数据处理实习1
一、武汉大学GPS控制网技术总结3
1.1.项目概况3
1.2.技术依据3
1.3.点位分布3
1.4.外业观测情况5
1.5.数据处理及结果分析6
附录一、GPS控制网示意图16
附录二、GPS控制成果资料17
附录三、GPS控制测量外业观测记录18
二、RTK平面测图总结19
步骤：
19
友谊广场地形图20
友谊广场地形地貌图21
三、实习体会22
GPS静态测量外业22
GPS静态观测数据处理22
GPS动态测量22
GPS放样23
建议及意见23
一、武汉大学GPS控制网技术总结
1.1.项目概况
测区位于湖北省武汉市武昌区武汉大学，项目源自武汉大学测绘学院，要求采用GPS静态测量技术，采用GPS静态测量技术，在武汉大学1区~3区及国际软件学院范围内布设一个控制网。
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
水准点
CH03
珞珈广场
标记
CH04
武大西门口附近
CH05
教务部前
水准点
CH06
工学部自强超市附近
标记
CH07
工学部网球场旁
标记
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
控制点
CH11
外语学院附近的停车场旁
标记
CH12
珞珈山九区1号住宅楼附近
水准点
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:
4
失败的数目:
0
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.001m
-.001m
.581
最差
.003m
.010m
4.685
平均闭合环
2343.423m
.002m
.001m
2.551
标准偏差
141.700m
.001m
.006m
1.547
第二个闭合环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
4
通过的数目:
0
失败的数目:
4
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.008m
-.041m
23.189
最差
.063m
-.286m
141.115
平均闭合环
1793.450m
.034m
-.055m
83.243
标准偏差
246.692m
.024m
.164m
53.682
第三个闭合环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
4
通过的数目:
2
失败的数目:
2
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.001m
.007m
3.075
最差
.007m
-.012m
6.846
平均闭合环
2251.247m
.004m
-.002m
4.746
标准偏差
277.840m
.002m
.010m
1.389
第四个闭合环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
4
通过的数目:
4
失败的数目:
0
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.001m
-.001m
1.117
最差
.003m
-.007m
4.246
平均闭合环
1653.491m
.002m
-.002m
2.430
标准偏差
208.682m
.001m
.004m
1.224
第五个闭合环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
4
通过的数目:
0
失败的数目:
4
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.005m
.010m
最佳
.001m
.011m
5.549
最差
.047m
.152m
100.544
平均闭合环
1686.801m
.024m
.014m
47.736
标准偏差
184.155m
.021m
.098m
40.268
异步环闭合差
3边异步环
闭合环节点:
3
闭合环数目:
37
通过的数目:
28
失败的数目:
9
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.080m
.100m
最佳
.001m
.000m
.581
最差
.093m
-.286m
143.822
平均闭合环
1910.841m
.020m
-.014m
33.954
标准偏差
337.202m
.025m
.091m
42.716
4边异步环
闭合环节点:
4
闭合环数目:
93
通过的数目:
73
失败的数目:
20
长度
∆水平
∆垂直
PPM
通过/失败指标
.095m
.120m
最佳
.001m
.000m
.581
最差
.093m
-.286m
143.822
平均闭合环
2269.161m
.024m
-.008m
33.426
标准偏差
483.759m
.024m
.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
CH05
CH06
707.53
L1固定
-0.013
1.8
32.182
.018m
CH05
CH06
707.543
L1固定
1.6
299.169
.058m
CH03
CH04
341.383
L1固定
0.004
19
2.345
.005m
CH03
CH04
341.379
L1固定
20.8
2.629
.005m
CH05
CH07
528.5
L1固定
-0.094
1.6
300.419
.058m
CH05
CH07
528.594
L1固定
7
43.084
.025m
CH09
CH10
642.341
L1固定
-0.004
10
17.86
.014m
CH09
CH10
642.345
L1固定
51.9
3.574
.006m
网平差处理及质量控制
1.网平差软件：
TGO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
:
1
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
CH01
1.736m
.005m
.717m
.004m
CH02
229.941m
.004m
-467.116m
.004m
CH05
1284.535m
.008m
284.933m
.007m
CH06
1583.772m
.006m
-356.011m
.005m
CH10
1378.533m
.011m
600.871m
.011m
CH12
785.539m
.016m
1021.544m
.016m
CH04
1048.087m
.003m
-279.310m
.003m
CH08
1877.182m
.008m
-72.628m
.007m
CH09
1941.551m
.011m
908.537m
.011m
CH03
984.395m
.000m
55.994m
.000m
北东高
CH07
1813.057m
.008m
281.374m
.007m
CH11
1535.049m
.012m
1243.876m
.012m
平差大地坐标
点名称
纬度
纵轴误差
经度
横轴误差
高度
高度误差
CH01
30°31'39.95181"N
.005m
114°21'19.84575"E
.004m
32.692m
.010m
CH02
30°31'47.36197"N
.004m
114°21'02.29648"E
.004m
33.190m
.011m
CH05
30°32'21.60796"N
.008m
114°21'30.50830"E
.007m
38.018m
.021m
CH06
30°32'31.32497"N
.006m
114°21'06.46255"E
.005m
22.259m
.014m
CH10
30°32'24.65993"N
.011m
114°21'42.36104"E
.011m
54.267m
.035m
CH12
30°32'05.40264"N
.016m
114°21'58.14087"E
.016m
36.333m
.048m
CH04
30°32'13.92980"N
.003m
114°21'09.34065"E
.003m
34.349m
.007m
CH08
30°32'40.85304"N
.008m
114°21'17.09403"E
.007m
32.671m
.022m
CH09
30°32'42.94206"N
.011m
114°21'53.90519"E
.011m
23.432m
.035m
CH03
30°32'11.86164"N
.000m
114°21'21.91946"E
.000m
26.977m
.000m
CH07
30°32'38.77059"N
.008m
114°21'30.37529"E
.007m
36.728m
.022m
标准残差图
二维约束平差
平差坐标
执行平差在... Beijing1954
点数目
:
12
约束点数目
:
2
ConstrainedPoints水平
:
1
只有水平的和高度
:
1
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
CH01
3378723.030m
.023m
534060.213m
.025m
CH02
3378949.747m
.021m
533591.650m
.024m
CH05
3380006.747m
.008m
534340.346m
.009m
CH06
3380303.937m
.008m
533698.440m
.010m
CH10
3380101.744m
.000m
534655.991m
.000m
北东高度
CH12
3379510.075m
.019m
535078.563m
.019m
CH04
3379768.498m
.012m
533776.851m
.014m
CH08
3380598.255m
.000m
533980.886m
.000m
北东
CH09
3380665.752m
.009m
534961.867m
.010m
CH03
3379705.874m
.012m
534112.361m
.014m
CH07
3380535.258m
.006m
534335.098m
.006m
CH11
3380260.310m
.011m
535298.507m
.011m
平差大地坐标
用...报告误差1.96σ.
点名称
纬度
纵轴误差
经度
横轴误差
高度
高度误差
CH01
30°31'39.61696"N
.023m
114°21'17.60861"E
.025m
32.869m
.037m
CH02
30°31'47.02641"N
.021m
114°21'00.05932"E
.024m
33.367m
.037m
CH05
30°32'21.27277"N
.008m
114°21'28.26909"E
.009m
38.189m
.031m
CH06
30°32'30.98857"N
.008m
114°21'04.22325"E
.010m
22.445m
.034m
CH10
30°32'24.32479"N
.000m
114°21'40.12165"E
.000m
54.447m
.000m
CH12
30°32'05.06807"N
.019m
114°21'55.90225"E
.019m
36.539m
.047m
CH04
30°32'13.59400"N
.012m
114°21'07.10218"E
.014m
34.526m
.036m
CH08
30°32'40.51689"N
.000m
114°21'14.85396"E
.000m
32.856m
.036m
CH09
30°32'42.60712"N
.009m
114°21'51.66480"E
.010m
23.607m
.017m
CH03
30°32'11.52629"N
.012m
114°21'19.68086"E
.014m
27.154m
.036m
CH07
30°32'38.43497"N
.006m
114°21'28.13513"E
.006m
36.908m
.034m
CH11
30°32'29.40626"N
.011m
114°22'04.24467"E
.011m
25.667m
.018m
标准残差图
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
点名称
北坐标
东坐标
高度
CH01
1.736m
.717m
32.692m
CH02
229.941m
-467.116m
33.190m
CH05
1284.535m
284.933m
38.018m
CH06
1583.772m
-356.011m
22.259m
CH10
1378.533m
600.871m
54.267m
CH12
785.539m
1021.544m
36.333m
CH04
1048.087m
-279.310m
34.349m
CH08
1877.182m
-72.628m
32.671m
CH09
1941.551m
908.537m
23.432m
CH03
984.395m
55.994m
26.977m
CH07
1813.057m
281.374m
36.728m
CH11
1535.049m
1243.876m
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。
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。
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。
选择：
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
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