基础理论及应试知识点总结讲稿

第一节：GPS 全球的组GPS的系统组GPS⑤设计星座：21+3；21颗正式的工作+3颗活动的备用；保证在每天24小时的任何时刻，在高度角15度以上，能够同时观测到4颗以上；当前星座：28颗。①试验：Block②工作：BlockBlockⅡ：星历能力为14天，具有SA和AS地能力（Advanced（epaceen/epenshen主控站监测站主控站主控站监测站监测站（5个

注入站

注入站主控站（1个注入站（3个）GPS信号组单极天微带天线

四丝螺旋天线背腔平面盘旋天线空间螺旋天线锥形（螺旋）天线：间螺旋天线–双频、增益特性好、侧视角高、非方位对称GPS天线单元天线特性：相位中心、增益方式、带宽、极化；HHHHRh

HH'H h2h2器信号通道微器信号通道微处理器电源输入输出 全球（GPS）定位中的误差GPS测量误差的来系统误差（1-sigma误差，单位2钟观测用户等效距离误差(UERE),1-sigma垂直误差–VDOP=1-sigma水平误差–HDOP=误差来1-sigma误差，单位偏随机星历数2钟观用户等效距离误差(UERE),1-sigma垂直误差–VDOP=1-sigma水平误差–HDOP=误差来1-sigma误差，单位偏随机误总误星历数2钟电离对流多路用户等效距离误差(UERE),滤波1-sigma垂直误差–VDOP=1-sigma水平误差–HDOP=对GPS钟的影响：若安置到上，其频率fs将变为 Vff[1(s)2]12f(1s fs

fs

VfsV ms，f0.8351010s论：在狭义相对论效应作用下，上钟的频率将变慢。对GPS钟的影响：若所在处的重力位为Ws，地面测站处的重力位为则同一台钟放 上与放在地面上时钟频率将的差异f2为(fWsWTf f1( 其中3. m3s2，若地面处的地心距R近似取6378kmf25.2841010①在地面上调低将要搭载到上去的钟的频率，调低后的频率②10.23MHz(14.4491010)在时刻t时，在钟读数上加上改正数trtr(t)Fe21F c

AsinE(t 1010sm1因而，实际钟的改正t(t)应tL1(t)a0a1(ttoc)a2(ttoc)2tr§1.3全球（GPS）测量设计与实GPS控制网的基准设为求定GPS点在国家或地方坐标系中的坐标，应联测地方点，用以坐标变GPS网与旧控制点进行联测，联测点一般不应少于3个。GPS网的坐标系统尽量应与测区过去采用的坐标系统一致，一般应了解以下几个参GPS点的WGS84坐标，同样要联测具有WGS84GPSGPS控制网图形设线数为N一1。独立基线之间没有相关性。 11J＝N台一个观测时段所构成的同步基线T=N(N-1)/2中，有N-1条基线是独立的基线理论上，同步闭合环中各GPS的坐标差之和即闭合差应为零，但实际上并非如此，同步闭合环的闭合差较小只能说明基线向量的计算合格，并不能说明GPS边的观测GPS网中的独立边构成一定的几何图形。这种几何图形可以是由数条独立边构成的非同步多边形（亦称非同步闭合环）GPS网中有GPS独立边构成的附合路线。GPS网GPS网形设GPS控制网布设的问题就是怎样将各同步环有机地连成一个整体，构成一定数量的同步观根据不同的用途和不同的精度要求，根据以上布网原则，GPS网的布设通常有四种方式：两台同步观测中，一台A固定不动，另一台B在A周围的一些点上进；少2个，高程公共点最好3个以上；⑥GPS点位应选在便于观测的地点，交通便利，视野开阔，远离高压线、无线电发射台， GPS测量外业实设计GPS网与地面网联测方案、GPS选型及检验、技术设计书编写。6.7.8.天文，地理，气候气象情况施工人员及岗位；⑤进行详细的投资预算。外业观测计划的拟定：观测工作是GPS测量的主耍外业工作。观测开始之前，③GPS星座分布的几何图形强度点。约束点的选设要求满足GPS网基准设计要求。GPS选型及检③实测检验：测试检验是GPS检验的主要内容。其检验方法有：用标准1mm。否则应送③GPS不同测程精度指标的测试1*10－5 ⑤对于双频GPS应通过野外测试，检查在 执行SA技术时其定位精GPS项目的来源、下达任务的项目、用途及意义；GPS测量点的数量（包；GPSGPS网点的图形及基本连接方法；GPS要求措施具体，方法可靠，能在实际工作中执行选点（2）埋设标石（3）观测（安置天线、量天线高、联线开机、关机挡或物吸收。点位应远离在功率无线电发射源（如电视机、微波炉等200m；远离高压输电线，其距离不得少于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。4．点位附近不应有在面积水域或不应有强烈干扰信号接收的物体，以减弱防止对GPS信号的遮挡。3mm，取其三次结果的平均值记入测量手薄中，天线高记录取值0.001m。GPS测量中，要求测定气象元素。每时段气象观测应不少于3次（时段开始、中间）气0.1mbar，气温读至0.1ºC，观测作业的主要目的是捕获GPS信号，并对其进行、处理和量测，以天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放 ，接 残差、实时定位结果及其变化、介质记录等情况。故障除外；改变高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文⑥在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足，业观人不远听仪的电及予处否能电或车进行电。观测记录由GPS自动进行，均记录在介质（如硬盘、硬卡或GPS星历及钟差参数列出《规程》中城市与工程GPS网观测记录格式（见表）供参考。GPS精密定位的依据，必须认真、及时填写，坚决杜网区名、点名、时段名、日期、测量手薄编号等。⑤选点所遇物和的评价，埋石与重合点情况③可见性预报表和观测计划⑨技术总结和成果第二节：GPS等）的距离小于200m；④避开易产生振动的地带（如采矿区、铁路、公路等①便于接入公共或通讯网络③交通便利，便于人员往来和车辆②勘选站址（点位的远、近景号传送通道，其距离不得小于50m；③附近不应有强烈反射信号的物件（如高大建筑、湖泊等②数据可利用率GNSS②复测基线的长度差：BC、D、E级基线处理后，若某基线向量被多次重复测量，则任意两个基线长度之差ds应满足式（1-1）。2ds2式中 —基线测量中误差（mm）313

（1-Wxxi53

i31y 5 5 3Wz3ii

（1-n nxn x

nWnW yi

zn z nWWWW W

W2 （1-n—闭合环边数；—基线测量中误差（mm）。b.GPS网基线精处理结果质量检核包括以下内容：设C为观测时段数，n为网点数；m为每点的平均设站次数；N为数①时段数 C②总基线数：J总=C×N×（N-③必要基线数：J必=n-④独立基线数：J独=C×（N-⑤多余基线数：J多=C×（N-1）-（n-对于由N台GPS构成的同步图形中,一个时段包含的GPS基线(或简GPS边)数为 JN(N1)/N-1条是独立GPSGPSGPS数N≥3时，同步闭合环的最少个数为TJ(N1)(N1)(N2)/⑥最少同步图形数=1+INT（n-N）/（N-相邻同步图共点数） 某GPS网共有50个点采用5台同步作业每点平均设站次数为4次， ；（ ）（必要基线数分别 总基线数分别 若采取（点）连式布网，则最少同步图形为别为 ，独立基线数分 全网基线数分 必要基线数分别4.GPS网在B级网基础上共布设C19个点B级网3（要求联测4GPS观测。试计算全网最少同步环个数（时段数，所需要1：每点设站4次，50点共设50*4=200次5台仪器同步测（构成5-1=4条独立基线，平均每台测200/5=40次（C=M*n/N;构成40个同步环，即全网的观测时段数为40个，没有公共点连接5台仪器一次同步独立基440次共40*4=160条独立基线。5台仪器每测一个时段的基线总数为5*（5-1）/2=10条，则总基线数为10*40=400个。21+INT(（50-5）/(5-1))=13个同步环。每个同步，5台仪器同步测（5-1=4条独立基线52次（52步环，即全网的观测时段数为52个，一个公共点连接5台仪器一次同步独立452次共52*4=208条独立基线。5台仪器每测一个时段的基线总数为5*（5-1）/2=10条，则总基线数为10*52=520个。3：边连时：最少同步环数为1+INT(（50-5）/(5-2))=16个同步环。若每个同5台仪器同步测（5-1=4条独立基线64次（64同步环，即全网的观测时段数为64个，2个公共点连接；由于5台仪器一次同步独立基线464次共64*4=256条独立基线。5台仪器每测一个时段的基线总数为5*（5-1）/2=10条，则总基线数为10*64=640个。①最少同步图形数=1+INT（n-N）/（N-相邻同步图共点数天主要①《全球（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009； 2005； 2010④《全 （GPS）测量 1995 系统（GNSS）测量 2009； 2004回顾 测绘师资格考试综合能 为求定GPS点在某一参考坐标系中的坐标，应与该参考坐标系中的原有控制点联测，联 GPS的大地高H、正常高h和高程异常ζ三者之间正确的关系是 A、C级及以下各级GPS网基线解 D、A级GPS网基线处 A、国家布设的GPSA、B缓 D、陆环境构造监测 测绘师资格考试测绘案例分第一题（18分数据及精确坐标；城市及周边地区近期布设的国家GPS点及成果。b(11061/80333333WX 5，WY 5，WZ 5。a2bd其中为基线测量误差。nWXn

,WY

,WZ

,Ws nn式中：的含义同上，nnn重复基线的长度较差ds三维无约束平差ii.三维约束平差该市基于2000国家大地坐标系建立了城市独立坐标系，该独立坐标系使用子午线20005个高等级三角点成果，问题第一题MSlim/S=（2*MS/S）=1/80000 题中指定边的误差的极限值MSlim=2*MS= 因为边长测量值S=（s1+s2）/2 （s1、s2分别为往返测量值）往返测较差ds=s1-s2（MS）2= （m1、m2分别为往返测量中误差（Mds）2=（m1）2+（m2）2222假定往返测精度相同，即m1=m2=m222可推得：MS=m ，m= m题中往返较差为95.5mm<250mm，故不超限。2 2其中，

a2bd)2d 102(5 102(510610106)2ds2

2

a2a2(bd102(55 独立环坐标闭合差W=

nn

W2W2W2Wx 因此，独立环坐标闭合差不超限。该独立环坐标分量闭合差Wx，Wz不超限；Wy6）1980西安坐标系下二维平差（51980西安坐标系坐标作为约束条点与城市独立控制网联测，得到5个高等级三角点的城市独立坐标系坐标（A，B；独立坐标系子午线相同的任意带坐标（X，Y）； 测绘师资格考试综合能选取GPS连续运行参考站时，视场内物的高度角一般不超过（ 1.2米，埋设BGPS点土层天线墩需要挖坑深度为（）m 0.074、0.076,此时，对天线高的正确处理方法是（A、取中数0.0743作为天线高 B、取中数0.074作为天线高 2000国家大地坐标系定义的描述中，正确的是（C、Z轴由原点指向历元2000.0的地球磁极方向E、Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系 测绘师资格考试测绘案例分岸边，有些验潮站码头的大型作业设施或高压输电线。因顾及GPS点尽量靠近验潮站水准点，给GPS点位的选择造成一定的。WX、WY、WZ进行了检核。W2+W2+W Ws ，限差为W2+W2+W 5定误差和比例误差系数采用GPS标称精度。GPSA1.986米，基于当地深WZ的限差（结果取至01mm。计算暗礁B的大地高和基于国家高程基准的高程（0.00150m120m。视线应尽量③还应位周围地平仰角，GPS海控级点周围15°以上应无物，距点位1公里点，方位点与GPS点间的距离一般不小于300m，其观测精度与GPS点相同。3①由于WS的限差为 按照设计要求限差为6mm，这样计算出来基线测量中误差 52(110；而σ （l为基线长度，单位为km。这样，σ5252(1算出来l8.66km

3w w3 ，

3 ， 3wx≤21.733.463.5mmwy≤3.5mmwz≤3.5mm（0.1mmGPS点A1.986m，基于当地深度基准面的高程为4.434m，该区域高程异常0.776m，该海岛验潮站附件海中有一处暗礁B，海图上标注的最浅水深为1.2m。设大地高为H，正常高为h正常高Hh正常高暗礁BhB正常高1.9864.4341.2003.648m。暗礁B的大地高为：HB正常高hB正常高 3.6480.7762.872m 测绘师资格考试综合能2.布测C、D、E级GPS网时，可视测区范围的大小实行分区观测，分区观测时，相邻分区 A、 B、C、 D、 测绘师资格考试测绘案例分第三题（18分某沿海港口在航道疏浚工程完成之后，委托某测绘单位实施航道水深测量，以检验疏浚是否达到15m的设计水深要求，有关情况如下：1、测量基准：平面采用2000国家大地坐标系，高程采用1985国家高程基准，深度基准面采用当地理论最低低潮面。2、测区概况：附近有若干三等、四等和等外控制点成果，分布在山丘、码头、建筑物顶部等处，港口建有无线电发射塔、灯塔等设施。3、定位：采用载波相位实时动态差分GPS定位。选择港口附近条件较好的控制点A作为基准台，测量船作为流动台，基准台通过无线电数据链向流动台发差分信息。测量开始前了A点高程hA和在1980西安坐标系中的平面坐（xA、yA），以及A点基于1980西安坐标系参考椭球的高程异常值ζA。另外还收集了4个均匀分19802000国家大地坐标系的三维大地坐标。通过坐标转换，得到A点2000国家大地坐标系的三维大地坐标（BA、LA、HA4、验潮：在岸边设立水尺进行验潮，水尺零点在深度基准面下1m5、测深：在测量船上安装单波束测深仪，经测试，测深仪总改正数ΔZ2m。在航道最浅点B处，测深仪的瞬时读数为16.7m，此时验潮站水尺读数为4.5m1、简述A点作为差分基准台应具备的条件。2、根据已知点成果资料，本项目最多可以计算得到几个坐标系转换参数？分别是什么参数？3、简述将A点已知高程hA转换为2000国家大地坐标系大地高HA的主要工作步4、计算航道最浅点B视场内物的高度角不宜超过15º93个平移参数、3个旋转参数、1个尺度变化参数，还包括2个地球椭球元素变化参数da、db。将A点已知高程hA2000国家大地坐标系大地高HA西安坐标系下的A点大地坐标根据公式：H大地高=h正常高+ζ计算AHA=hA+ζA，结合步骤（2）获得A点在+2=15.2（m； 测绘师资格考试综合能某大地点的大地高92.51m，正高94.40m，正常高94.26m-1.89m，则该点的高程异常是 ）mA、- D、区域似大地水准水准面精化时，下列数据中，不需要的是 A、区域沉降测量数 81.下列误差中，与GPS有关的包括 A、多路径效应误 B、钟 D、电离层误83.下列检验工作中首次用于大地控制网观测的GPS仪器需进行检验的 A、零基线检 测绘师资格考试测绘案例分10GPSCGPS联测，三等水准联测及建立测区高程异常拟合模型，测量基准采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）及1985国家高程基准。技术要求：GPSC级网按同步环边连接式布网观测；按照三等水准联测GPSC级点；采用函数fxya0a1xa2ya3x2a4y2a5xy计算测区高程异常拟合模型。XYZ123点数；m为每点的平均设站次数；N为数。C级网观测需要在一个点上观测两个时段，所以WXX14876.3837285.8217590.5602mm；WYY2631.812 .40317178.2183mm；WZZ8104.31915378.5817274.2575mm；49W249W2W2W Hh 式中：GPS为高程异常H为大地高，由GPS测量方法h为正常高，由水GPS水准高程拟合方法是:GPS网中联测一些水准点,的高程异常值,再根据这些点上的高程异常值与坐标的关系,用最小二乘的方法拟合出测区的似大地水准面,利用拟合出的似大地水准面,GPS点的高程异常,从而求出各个未知点的正常高。用于GPS水准拟合的数学模型很多,不同的数学模型对不同地形条件具有不同的拟合精度,因此GPSGPSGPS水准拟合ζ=f(x,y)+ζζi=f(xi,yiεi其中,f(xi,yi)ζ的趋势值,εi为误差。选用空间曲面函数f(xiyia0a1xia2yia3x2ia4xiyia5y2ia6x3ia7x2iyia8xiy2ia9y3i(4)合,式中aiai,异常。根据测区的不同情况,也可以选用不同的参数进行拟合。选用的参数不同,拟合出的曲面的形式在小范围或平原地区,可以认为大地水准面趋近于平面。此时可选用式4)前三项,将大地水准面拟合为fx,y)=ao+a1x+a2y(6)其中,ai(i=0,1,2)为未知参数,3个。相关平面拟合也叫做四参数曲面拟合,若选用式4)前三项和第五项进行拟合,则拟合曲面的表达式变为f(x,y)aoa1xa2ya3xy，其中aii0,1,2,3)为未知参数,4选用式4)前五项进行拟合,fxya0a1xa2ya3x2ia4xy，其中aii0,1,2,3)为未知参数,5拟。求出4个未知参数,确定模型。选用式4)前六项进行拟合,fxya0a1xa2ya3xya4x2a5y2其中ai(i=0,1,2,3,4,5)为未知参数,6个。四种拟合方法的未知参数不同,而GPS高程拟合精度的方法和1GPS差来源及主要的误差。 GPS按测定基线的标定精度为±10mm+2pp