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GPS定位原理(二)

1)GPS接收机的选用
对于不同的GPS网的类级和控制等级,精度要求不一,此处提出选用接收机的基本要求,见表3—11
(2)
接收机及附属设备的检验与维护
a
.接收机、天线及其他设备是否完整齐全,可随时出测。
b
.各设备及电缆外部有无损伤、锈蚀,能否确保安全连接。
c
.充电后信号灯、按键、显示系统以及仪表工作是否正常,可用自测试命令进行测试。
d
.用于AB级的接收机,每年出测前至少检定一次,按规范要求应在不同长度的标准基线或规定的比较基线或GPS测量检验场上进行测
试。
e
.新出厂的ABGPS观测的接收设备应进行天线相位中心稳定性检验,经检验或更换插板的接收机,有关检验和试测项目需要重新进行。
f
.通风干湿表及空盒气压表,至少每三年送检一次,天线的圆水准气泡和光学对中器每年至少进行一次检校。
g
.仪器在搬运过程中应注意严格遵守各项安全措施。
三、外业观测
目前,GPS测量已进入了毫米级定位的新阶段,因此,在外业观测阶段一定要严格遵守作业纲要和操作规程,以利于提高观测质量,避免或减少粗差。
GPS
测量是测定天线相位中心的坐标,而人们需要的是地面标志点的坐标,这就涉及如何设置天线并测定其偏心元素。此外,大气状态对测量成果的质量有一定的影响,观测中还要完整地作好气象观测记录,以便在数据处理中顾及这种影响。1.天线设置
机组到达测站后,在安置仪器的同时进行天线的设置,测量中由于一般使用静态定位,故此处只介绍静态定位中的天线设置。
(1)
设置方法若在墩标上设置天线,应将天线装置固定在一个特制的基座上。基座上的三个脚尖应分别落在标志盘上互成120°的三个槽内,然后调节圆水准气泡居中,若在脚架上设置天线,则与传统测量中对中、整平方法一样进行。
(2)
量仪器高,天线装置在相位中心标志线至测量标志中心顶面的高差定义为GPS测量的仪器高。仪器高h分解为两部分:
h=h
+h’ (3—45)
式中:h。为相位中心至天线装置底面的高差(仪器厂方检定并提供),对于双频爆收机,h。有三种:hh。、hc,分别为相应于L112和双频消电离层影响组合观测值的相位中心;h’,为底面至标石顶部的高差的量测值。
(3)
测定归心斗索一般不作偏心观测,若迫不得已进行偏心观测,则需测定归心元素,进行归心计算。
2
.观测作业
(1)
接收机安置接收机必须安置在离天线l0m以外,天线电缆长度所允许的距离范围以内。
(2)
预热接收机本机振荡需要通过相当一段时间的预热才能达到最佳工作状态。预热时间可按厂方提供的操作说明书中的规定确定。
(3)
开机开关置于开机状态,采用静态定位工作模式,输入测区、测站和仪器有关的信息和数据,包括仪器号、点号、近似坐标,作业日期等,作业过程中输入仪器高,气象观测值等。
输人调查和控制接收和记录工作的指令,如开始记录数据,星历、增加观测卫星。停止某一颗卫星的跟踪,停止观测记录等等。
(4)
搜索测站上空完成基本信息数据输入后,可以命令接收机开始搜卫星。一种方法是盲目搜索,主要用于检验接收机性能,观测作业一般不用此法,因为锁定一颗卫星的时间太长(大约30min)。另一种方法是定向搜索。这是在已知搜索目标(卫星号)或卫星星历的情况下搜索,该种方法搜索效率甚高,一般能在二、三分钟内可将预定信号捕获并锁定。
(5)
数据记录观测卫星人武部锁定后,可按键发布命令或由程控命令自动开始记录观测数据。记录过程中,机组值班人不得离开观测现场。随时注意接收是否正常,作业员应将外业观测过程中出现的问题,显示信息按时序一一记入记簿。如果某一卫星或几颗卫星交替失锁时间累积超过该时段的13时,应考虑重严。对于精度要求高于二等或边长大于101KmGPS测量,每时段开始前和结束后至少各记录一次气象元素,气温、湿度读数到01,气压读至05mb
3
.停机和迁站
(1)
停机按照调度命令的要求完成测站的观测任务之后,应调用相应的操作命令,停止卫星的跟踪,卸下观测数据,并将作业状态键置于等待状态,然后按调度命令规定迁站或待命。
(2)
迁站完成关机程序后,应全面检查调度命令规定的每一项测绘工作是否已经全面完成;各项记录资料是否完整、齐全;各种仪器设备是否已经妥善装箱或装车;接收机电源处于关闭还是带电等待状态。
相继作业点间的迁站,接收机原则上采取带电等待状态,不要关闭电源,以维持晶振的供电和稳定。
四、作业成果检验
1
.外业检验
外业期间要及时对观测工作及其质量进行检查评估,检验的内容有:
(1)
外业观测组出发前,对分发各机组的调度命令进行审查,注意有无缺漏,同步观测机组的观测星组和时间是否一致,打印的数据、字迹是否清晰可辨;
(2)
每一个观测时段结束后,各机组上交的数据资料,是否符合调度命令规定的要求;
(3)
记簿中应该记录的项目是否完整;
(4)
实时定位成果检验;
(5)
观测数据中整周间断点数量的统计检验;
(6)
观测值残差的统计检验;
(7)
重复设站互关的检验;
(8)
重复边长成果互差的检验;
9)
环闭合差的检验。
2
.测站成果检验
机组人员评定在各种主客观条件制约下,观测成果的质量如何,大致分为:良好、一般、存疑、报废四种。
无干扰、大气稳定、接收机运转正常,其他状态正常为良好;有明显干扰信号,大气过程有明显波动,接收机运转不很正常,仪器故障失锁致使10%左右观测数据无效等状态为一般;以上各项更严重,致使20%的数据不能被正常记录,实时定位解的收敛过程起伏大,解向量各分量的内符合精度在30-50m状态的存疑
由于种种因素影响,使一个时候的额定工和量丧失1/3以上;或测站实时定位解算过程中收敛十分困难,最后解向最多数分量的内符合精度超过50m等状况为报废
3
.同步边观测质量分析检验
同步边又称基线或直接边,它的检验项目:
(1)
观测值质量检查
a
.剔除比平差中由于整周间断或误差超限剔除的观测值比例就小于10-25%。
b
.残差分布观测值与最或然值之差称为残差,由于软件中采用的模型不同,系统误差的残余部分对解的影响也不一样,目前尚未有更优秀的GPS定位软件能使系统误差的残差所占比重降到与偶然误差相当的水平,而是远大于偶然误差部分,这是一个有待深入研究的课题。
(2)
成果精度检验
同步边平差值的相对中误差应小于相应等级的限差。在国家和地方基准网点及国家基准网点的特级、零级GPS测量中,外业直接边用普通软件进行概略平差,内符合精度以及和以往历次重复平差值的互差均应在1-2ppm之间。
4
.相关成果检验
(1)
重复边成果互差,同一条边若先后观测多于一个时段,得到两个以上的边长成果,其互差的绝对值应小于014m,相对,误差的上限为本级精度指标的2倍。重复数在三个时段以上时,各时段的平差结果与边长平均值比的偏差应小于010m

  (2)环闭合差的检验当测区内务同步边也组成一个封闭环时,各坐标差之和应为零,由于各种误差存在,三个坐标差分量(m为环中边数)
 
3)重合点的检验
 
若测区内有两个以上高级起算点,分别通用不同传算途径,推出同一点的坐标差应满足
式中:(dx,dy,dz)表示其中任何一个分量,m为传算边的总数。
同时还应满足
5
.补测与重测
凡不符合规范及要求的成果,超差超限的成果须进行重测;凡缺测、漏测或经质量检查和数据处理后,观测数据不足时,有关成果则应补测。需补测、重测的成果,应统筹安排,同步进行。
五、平差计算及成果转换
先将观测值文件标准化,主要是:记录格式标准化,记录类型标准化,记录项目标准化,采样密度标准化,数据单位标准化,标准化后观测值即可输入计算机主处理程序进行GPS阿平差计算及成果转换。

来源: 互联网
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