gps测量

gps测量原理简介

GPS测量法适用于各种滑坡不同变形阶段的三维位移监测。GPS测量不受气候条件限制，可进行全天侯监测；观测点之间无需通视，选点方便；可同时进行平面位移与垂直位移监测；自从动数化据。采集、数据处理到分析、管理的全过程易；需如要果大监量测的点G数PS量多、且要全部进行长期自动化监备、微机等安装在野外无人值守的监测房内，安全难以得到保障。

在GPS 测量中,卫星主要被作为位置已知的空间观测目标,从而形成了不需要地面点的后方交会, 每台接收机都是一个独立的控制点,经过接受到的数据解算出点的经纬坐标(WGS-84),在多台接收机同时接收数据便形成了很多三角网形参与平差解算, 自由网无约束平差解算出WGS-84 坐标, 然后把己知的控制点进行约束平差得到BJ-54坐标。

考虑到测区的实际情况,选多于4 台GPS 接收机为一套设备,以两台仪器为一组,成对布设GPS 点。在组成良好网形的前提下,每一对GPS 点必须通视良好,其间距一般500 米左右,以便于以后作为全站仪导线点的起始点。

GPS联测和高等级导线采用软件平差解算。在做较长距离导线时就会产生投影变形, 投影变形处理与否将直接影响整个控制网精度是否达到要求。

GPS测量操作步骤

一、室外架设基准站。

选择视野开阔且地势较高的地方架设基站，基站附近不应有高楼或成片密林（卫星接收不好）、大面积水塘（多路径效应严重）、高压输电线50米，信号发射塔200米（有干扰）。基站一般架设在未知点上，后面的说明均针对这种情况。提示：基站位置第二天还要使用的话，做好标记点用来摆基站。第二天直接对中整平，量好天线高输入基站设置里面即可，切勿再重新平滑，不然前一天的参数会没用。

二、打开GPS基准站接收机，打开手簿，设置项目

a、双击打开Hi-RTK道路版

B、文件→项目→新建→输入项目名

C、参数→坐标系统，在椭球选项卡选择控制点的当地椭球（例如北京-54），投影选项卡输入ZY子午线（例如117。），椭球转换、平面转换和高程拟合均选择无。

三、设置基准站

?a、GPS→接收机信息→连接GPS→连接→选择仪器编号进行连接，如果编号不在列表中点击搜索，搜索到点击停止→连接→等待数据板信息出现后即认为连接成功。

B、菜单→基准站设置→位置（左下角）→等卫星锁定后，输入天线高，点击平滑进行10次平滑采集，打勾→数据链（左下角中间，如使用电台为“外部数据链”，手机卡则为“内置网络”）→内置网络、GPRS、CMNET、服务器IP（右边文件里面选择中海达1或中海达2）、

ZHD、分组号（前四位当地区号，后三位为小于255的三位数如008，163等）、小组号（分组号后面三位数如008，163等）→其他→差分模式（RTK）→差分电文（CMR）→等待弹出设置成功后点OK，观察基站差分灯和电台收发灯是否一秒闪烁一次。 ?

C、菜单→断开GPS

四、设置移动台

同样方法使用手簿连接移动台。

菜单→移动站设置→内置网络（如使用电台为“内置电台”，频道为基站外挂电台的频道）→其他→差分电文格式（CMR），和基站的一模一样→点确定设置成功后点OK。点击右上角“X”退出。

五、求解转换参数（四参数+高程拟合）

a、到达欲参与求解参数的点位后，将对中杆放置水平，点击测量，

进入gps测量界面。点击平滑采集按钮采集坐标，回车保存。同样采集其他欲求参数的实地坐标。 ?b、将控制点坐标添加进控制点库。在测量界面，菜单→控制点库

→→输入点名和x、y、h（类型选择xyh）→对勾保存。同样添加其他控制点坐标。

六、碎部测量和放样

a、测量。进入测量模式，到达采集的点位时，待解类型显示为“固定”时，按“F2”或者点击右边按钮小旗子，采集坐标，输入点名

b、点放样：进入“测量”界面→左上角“碎步测量”→点击“点放样”→左下角diyi个图标→输入待放样点坐标→“√”→把东南西北走到0就可以了。

C、线放样：进入“测量”界面→左上角“碎步测量”→点击“线放样”→左下角diyi个图标→选择“直线”→输入起点与终点坐标→“√”→观察图的左下角K值（里程）与Dist值（边距）。

C、参数→坐标系统→参数计算→添加→

源点右边的→记录点库中选择记录点1→

目标右边的→控制点库中选择记录点1对应的54或80已知控制点→保存。同样的方法将其他参与参数解算的坐标点对添加进来。至少应该有2个坐标点对。

d、点击解算。观察比例缩放因子K是否接近于1（至少0.9999??或者1.0000??）→运用→核对参数无误后点击“保存”“√”。提示：缩放因子显示正常的时候，参数并不是百分bai正确，这只是一个参考，Z好的办法是去第三个或其他非求解参数的控制点上去进行检查。参数求好并没有问题后，可在基站位置附近做一个控制点，出工前或收工回来都要在该点上检查确保外业数据准确。

七、内业数据传输

a、在电脑上安装ActiveSync软件，打开手簿连接到电脑USB端口，驱动可在中海达官网http:// zhdgps.com下载专区中寻找GIS手持机驱动下载即可

B、项目→项目信息→记录点库→右下角按钮→给定文件名，选 择所需的文件类型→确定。 ?c、打开电脑“浏览” →NandFlash→Project→Road→项目名

→Points→拷贝出所需数据文件。

gps测量中的误差和处理方法

在GPS测量中，影响观测精度的主要误差可分为以下三类

一、与卫星信号传播有关的误差

与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应

1、电离层折射的影响

GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，便其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响Z小，而当卫星接近地平线时，则影响Z大。

为了减弱电离层的影响，在GPS测量定位中通常采用双频观测，结合利用电离层模型加以修正，同步观测值求差等方法来应对

2、多路径效应影响

多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点（相位ZX点）位置的变化，从而便观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。

目前减弱多路径效应影响的措施有：

（1）安置接收机天线的环境，应避开较强的反射面，如水面=平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等。

（2）选择造型适宜且屏蔽良好的天线等。

（3）适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响。

（4）改善GPS接收机的电路设计，了减弱多路径效应的影响。

二、与GPS卫星有关的误差

与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差

1、卫星钟差

由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均发精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，以尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟（铷钟和铯钟），但是它们与理想的GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。

2、卫星轨道偏差

估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是，卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站，以难以充分可靠的测定这作用力，并掌握它们的作用规律，目前，卫星轨道信息是通过导航电文等到的。

应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长，此项误差的影响就越大。

在GPS定位测量中，处理卫星轨道误差有以下直种方法:

1）忽略轨道误差

这种方法以从导航电文中所获得的卫星轨道信息为准，不再考虑卫星轨道实际存在的误差，所以广泛的用于精度较低的实时单点定位工作中。

2）采用轨道改进法处理观测数据

这种方法是在数据处理中，引入表征卫星轨道偏差的改正参数，并假设在短时间内这些参数为常量，将其与其它求知数一并求解。

3）同步观测值求差

这一方法是利用在两个或多个观测站一同，对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量的影响，具有系统误差性质，所以通过上述求差的方法，可以明显的减弱卫星轨道误差的影响，尤其当基线较短时，其效用更不明显。

三、接收设备有关的误差

与GPS接收机设备有关的误差主要包括观测误差，接收机钟差，天线相位ZX误差和载波相位观测的整周不定性影响。

1、接收机的钟差

尽管GPS接收机高有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到10的-11方，但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的。

处理接收机钟差较为有效的方法是将各观测时刻的接收机钟差间看成是相关的，由此建立一个钟差模型，并表示为一个时间多项式的形式，然后在观测量的平差计算中统一求解，得到多项式的系数，因而也得到接收机的钟差改正。

2、观测误差

观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。

根据经验，一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1％。故知道载波相位的分辨误差比码相位不小，由于此项误差属于偶然误差，可适当地增加观测量，将会明显地减弱其影响。

3、天线的相位ZX位置偏差

在GPS定位中，观测值是以接收机天线相位ZX位置为准的，因而天线的相位ZX与其几何ZX理论上保持一致。可是，实际上天线的相位ZX位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位ZX的瞬时位置（称为视相位ZX）与理论上的本单位ZX位置将有所不同，天线相位ZX的偏差对相对定位结果的影响，根据天线性能的优劣，可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位，这种影响是不容忽视的。

在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上，同步观测同一组卫星，那么便可通过观测值求差，以削弱相位ZX偏移的影响。需要提及的是，安置各观测站的天线时，均奕按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。