静态GPS操作流程.doc

静态GPS基本
基本原理:
全球卫星定位系统是由美国历经约20年,于1993年6月建成,并投入使用。它由三部分构成,分别为空间星座部分、地面控制部分、用户设备部分,目前,20多颗卫星已覆盖了全球,并不断向地球发射调制在两个频率上的卫星信号。控制部分由颁在全坏的若干个跟踪站所组成的监控系统,它的作用是根据各监控站的数据算出卫星的星历和卫星钏的改正参数,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去。用户部分是由接收机、数据处理软件及相应的用户设备构成,这就组成了一个完整的GPS各级系统。
GPS卫星发射的信号经由天线通道进入接收机,信号中包含了卫星运行的轨道参数(测距码)与卫星预报星历(广播星历),是调制在两个载波频率上,我公司的HD8200是12通道单频静态机,Trimble5700是双频12通道动态接收机、HD8900是12通道双频动态机,在实际工作中,动态接收机都能兼作静态机使用,作静态机使用时,其定位效率更高。
当要获取高精度测量成果时,就要使用发布的精度星历,也叫后处理星历。
GPS所用的时间通常是世界时UTC,与所获数据相对应的时刻就叫做历元。
信号在传输过程中要受对流层、电离层影响,一般软件中都提供该改正方法。为获得高精度的观测基线成果,用两台接收机在基线的两端进行同步观测,取其观测量之差,这时因两观测站相距不远,卫星至两观测站电磁波传播路径上的大气状况相似,系统影响就可通过同步观测的差分而抵消。故在短基线相对定位中,即使使用单频接收机也能达到相当高精度。但随着基线长度大于20公里时,精度将明显降低。
对测量而言,单点定位精度很低,相对定位才有实际意义。即同时使用两台以上的GPS接收机进行测量,由于同时工作的相应接收机的信号具有共同的误差,在差分解算的过程中,这些误差将相互抵消,最后可得到具有较高精度的两台接收机之间的相对坐标。
常用的差分有两种,一为静态后处理,一为动态实时,即在运动中利用载波进行实时差分解算。
基线解的形式有三种:在不同观测站,同步观测相同卫星所得观测量之差为单差。在不同观测站,同步观测同一组卫星,所得单差之差为双差。于不同历元,同步观测同一组卫星,所得观测量的双差之差为三差。由于单差条件少,而三差模型使观测方程数目减少,对未知参数的解算可能产生不利影响,因此,实际定位工作中,采用双差模型较为适宜。
WGS-84系统是GPS所采用的默认坐标系统,GPS信号中所发布的星历参数和历书参数都基于此坐标系统的。
GPS观测所得到的是大地高,为了确定出正高或正常高,需要有大地水准面差距或高程异常数据,目前适合我国地球等值模型有 OSU91A等。高程拟合法就是利用一定数量的已知点,采用数学方法,求解出正高、正常高或高程异常。高程异常求解时,若要采用二次多项式进行高程拟合,要确定6个参数,则需要6个以上的已知点。
GPS网形设计有点连接与边连接,它是以同步观测量为基准,网形上可分为同步环、异步环、复测基线。
按照精度要求,GPS网可分为A、B、C、D、E级,不同等级对应了不同的精度要求,基本值a-标准差。
HD8200静态机操作
外业观测:
HD8200静态机是典型的傻瓜机,基本配置为条形电池、天线、基座、电池连接线构成,一次开关机,即形成一个文件。
测前应检验基座的对点器,准备记录手薄,设计网形,确定施测方案。
设置天线数据采样间隔(一般为15”),卫星高度角(一般是0-5度),清除接收机不用的文件
观测过程中,要注意电池供电情况,条形电池有些可在3小时左右,有些只能在1小时左右,如果用外接小电瓶,可达到两天左右。天线高量取统一取天线黑套圈的中线为准。天线高不仅影响各点的高程精度,并影响点的平面精度,很容易造成异步环不合格。
内业数据处理:
随机软件是不带狗的HD2300,它主要是老软件的改进版,适用于C级和C级以下控制网,能处理多种格式的数据。
1) 新建工程项目:
设置项目参数:
当自定义坐标系时,应增加自定义系统。当使用不同仪器时,要选择不同的天线类型。
新建完毕,在对应目录下分别生成datain、dataout、mov、report、res、rinex目录,程序将自动将各文件放入对应的目录下。
2) 数据通讯:通讯软件是随机的,已集成在主程序中了。
录入记录手薄中的点名与天线高信息,设置好连接参数与下载路径,即可通讯。通讯完毕,要注意删除不用的文件。
观测数据导入:

常规导入:
直接导入项目中:
导入后,出现基本操作界面如下:
界面由管理区、计算区、属性区构成。
在属性区,可进行点名与高度的修改。
当有特殊要求时,需要生成标准数据Rinex,可全部选中数据文件,右键中可生成:
生成的文件默认在Rinex目录下。
4) 基线解算