GNSS数据采集与处理技术设计书

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1、*大学GNSS数据采集与处理技术设计书课程名称专 业班 级组员姓名任课教师GNSS数据采集与处理技术设计书目录1基本概况42主要任务43作业依据44使用的仪器及物品45已有起始资料情况56坐标系统57 GPS控制网的布设57.1 GPS网图形设计及设计原则 57.1.1 GPS网图形设计原则 67.1.2 GPS网图形设计 57.2 GPS网的密度设计67.3 GPS控制网的选点77.4埋石88制定观测计划89静态外业观测99.1 外业基本要求99.2外业观测记录要求 1.0.9.3静态数据传输与备份 .10.10静态数据处理 .1.1.10.1静态数据处理任务 1.1.10.2数据处理的具体

2、事项 1.1.10.2.1基线解算及其质量检验 1.1.10.2.2 GPS 网平差12.11提交的成果13.附录1.5.19GNSS数据采集与处理技术设计书1基本概况*大学北校区位于*省*市*新城，校园地势整体平坦，校内绿化面积较大，校园环境优美，周末时间人流量较少。2主要任务进行GPS外业静态测量，并进行数据处理，建立二级 GPS控制网3作业依据a. 全球定位系统 GPS测量规范 GB/T 18314-2009b. 工程测量规范 GB 50026-2007 ;c. 全球定位系统城市测量技术规程CJJ73-2010 ;d. 测绘成果质量检查与验收GB/T 24356-2009 。4使用的仪器

3、及物品表1仪器及物品列表仪器及物品名称型号/规格数量GPS接收机（含基座）南方灵锐s864台脚架大4个小钢尺3m4把计算机联想 ThinkCentre若干数据传输软件与GPS接收机配套若干数据处理软件中海达HDS2003若干数据传输线与GPS接收机配套1根铅笔HB4支5已有起始资料情况校园内已有供实习使用的 GPS控制点，标石保存完好。已知控制点坐标:G24，G42。点名XYHG24*G42*6坐标系统a.平面坐标系统：GPS坐标为WGS-84坐标系;b. 高程系统：1985国家高程基准；c. 时间系统：采用北京GTM+8时区时间系统7 GPS控制网的布设7.1 GPS网图形设计及设计原则7.

4、1.1 GPS网图形设计原则a. GPS网应根据测区实际需要和交通状况， 作业时的卫星状况，预期达到的 精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。b. GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测 环，或者附合路线形式，以增加检核条件，提高网的可靠性。c. GPS网的点与点之间不要求通视，但应考虑常规测量方法加密时的应用， 每点应有一个以上通视方向。d. 在可能条件下，新布设的 GPS网应与附近已有的GPS点进行联测；新布 设的GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于 三个，且分布均匀，以便可靠地确定 GPS网与原有网之间的转换参数。

5、e. GPS网点，应利用已有水准点联测高程。C级网每隔36点联测一个高程点，D和E级网视具体情况确定联测点数。A和B级网的高程联测分别采用 三、四等水准测量的方法；C至E级网可采用等外水准或与其精度相当的方法进 行。7.1.2 GPS网图形设计a. GPS网网形：三角形网，如下图1所示：b. 观测作业方式：边连式；图1 GPS网网形概略图7.2 GPS网的密度设计在GPS方案设计时，一般首先根据测量任务书提出的 GPS网的密度和经济 指标，再结合规范（工程测量规范）规定并现场踏勘具体确定各点间的连接方法， 各点设站观测的次数、时间长短等布网观测方案。各种不同的任务要求和服务对象，对 GPS点的

6、分布要求也不同。对于一般 城市和工程测量布设点的密度主要满足测图加密和工程测量的需要，平均边长一般在几公里以内。表2GPS网中相邻点间距离 （km）级别项目二等三等四等一级二级相邻点平均距离94.5210.5闭合环或附合路线的边数681010107.3 GPS控制网的选点a. 点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其他测量手段进行扩展与联测；b. 点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业；c. 周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，被测卫星的地平高度角应大于 15 ；d. 点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于200m并应远离高压输电线其距离不得小于

7、50m ；e. 附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体或产生多路径效应的环境；f. 交通应便于作业；g. 充分利用符合要求的旧有控制点及其标石和觇标。7.4埋石控制点为原有控制点，其埋石情况如下图2所示:图2 GPS控制点标石埋设图1-土面 2-素土 3-贫混凝土8制定观测计划根据实际作业的进展情况，及时调整观测计划和调度命令。表3GPS测量作业调度表作业组接收机时段1时段2时段3时段4时段5型号测站点测站点测站点测站点测站点第一组9254G24G24G42G42D07第二组9252G06G06G29G01G01第三组9177G09G54G54G54G09第四组9624G20G35G35G24G

8、249静态外业观测9.1外业基本要求a 各级测量作业基本技术要求:表4各级GPS测量基本技术要求规定别项目AAABCDE卫星截止高度角101015151515同时观测有效卫星数绍绍绍绍有效观测卫星总数支0绍绍观测时段数为羽.6N.6PDOP 值 6 6 6 6 6 10Rms(m)0.0100.0120.015Ratio迄5迄1迄0表6同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定（1 X10-6 ）等级限差类型E级坐标分量相对闭合差6.0环线全长相对闭合差10.0C.重复基线边检验重复基线的长度较差不宜超过下式的规定:式中：匚为E级GPS控制网规定的精度（按实际平均边长计算）。（4 ）独 立环闭合

9、差检验无论采用单基线模式或多基线模式解算基线，都应在整个GPS网中选取的独立基线构成独立环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规 疋:式中：n:为闭合环边数| x 乞 3 n 匚 3 ； n 匚 | z 乞 3n 二 s - 3 n 二二:为E级GPS控制网规定的精度（按实际平均边长计算）10.2.2 GPS网平差a.起算数据与坐标系统首先要了解测区中央子午线经度，起算数据的带号，采用的坐标系等。中央 子午线经度为121 故采用1980西安坐标系，取中央子午线经度 L0 = 121 的 3 带高斯投影。即有：参考椭球为克拉索夫斯基椭球，长半径 a=6378245m,扁率0=1/2

10、98.257 ;中央子午线经度L0 = 121 0000。高程系统采用1985国 家高程基准。b. 三维无约束平差当GPS基线各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形， 以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS 84系三维坐标作为起算依据，进行 GPS网的三维无约束平差。当超限时，可认为该基线或其 附近存在粗差基线，应采用软件提供的方法或人工方法剔除粗差基线，直至符合上式要求。c. 二维约束平差在无约束平差确定的有效观测量基础上，以起算数据中提供的已知点作为强 制约束的固定值，进行二维约束平差。平差结果就输出各GPS控制点在前述的坐标系统中的二维平面坐标，基线向量改

11、正数，基线边长、方位以及坐标、基线 边长、方位的精度信息，转换参数及其精度信息。约束平差中，应将已知坐标点组合成不同的约束条件， 以发现作为约束的已 知坐标与GPS网不兼容（即约束平差结果严重扭曲 GPS无约束平差结果的精 度）。11提交的成果a. GPS控制网图；b. 平差报告及成果表；C.外业观测记录；d. GPS测量技术设计书;e. 实习报告。附录附录:1: GPS外业观测手簿工程GPS外业观测手簿观测者姓名日期年月日测站名测站号时段号天气状况测站近似坐标：经度：E纬度：N高程：本测站为 新点 等大地点 等水准点记录时间：北京时间QJTC 区时开录时间结束时间接收机号天线号天线高：（m ）测后校核值1.2.3.平均值天线高量取方式略图测站略图及障碍物情况观测状况记录1. 电池电压（快、条）2. 接收卫星号3. 信噪比（SNR）4故障情况5备注附表2GPS点点之记日期：20 年 月曰记录者：绘图者：校对者:占八、名及种类GPS点名土质号相临点（名、号、程、通视否）里标石说明（单、双层、类型）旧点旧点名所在地交通路线所在图幅号概略位置XYLB（略图）备 注