静态GPSRTK实习报告

静态GPS控制测量实习汇报第一部分实习概述一、实习目标经过实习深入深入了解GPS原理以及在测绘中应用,巩固课堂所学知识熟练掌握GPS仪器使用方法,学会GPS进行控制测量基本方法并掌握GPS数据处理软件使用方法二、实习地点：内蒙古科技大学三、实习内容：对学校进行RTK静态控制测量四、作业依据及参考资料GB/T18314-《全球定位系统（GPS）测量规范》CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》CH1002-95《测绘产品检验验收要求》CH1003-95《测绘产品质量评定标准》CJJ8-99《城市测量规范》五、测区概况

内蒙古科技大学校园，位于内蒙古包头市阿尔丁大街7号，测区为内蒙古科技大学整个主校区。测区地物主要对象为教学楼、师生住宿楼、植被、电力及通讯设备、供、排灌网络，文体设备等。六、静态测量实习方案1布网方案采取三台或四台GPS接收机，按边连式、点连式或混合式布网形式布设GPS控制网，等级为D级。2坐标系统、高程系统和时间系统GPS基线向量为WGS-84坐标系，GPS网平面平差结果为西安1980坐标系坐标或1954北京坐标系坐标，并转换为测区对应独立坐标系坐标。高程系统采取WGS-84大地高系统、1985国家高程基准或1956年黄海高程系统。时间系统采取北京时间系统或UTC时间系统。3测区已经有大地控制结果测区如有已知国家高等级三角点，可考虑联测国家高等级点，将GPS网点坐标转换到国家坐标系中。如无已知国家高等级三角点，则采取测区独立坐标系统。4控制网起算数据此次实习GPS控制网可考虑利用国家等级点2个（据实际情况而定），国家等级点必须有西安1980坐标系坐标或1954北京坐标系坐标，作为此次实习GPS控制网起算数据。如无已知国家高等级三角点，则采取测区中任意两点独立坐标作为此次实习GPS控制网起算数据，独立坐标系可选取已建成地方独立坐标系，也能够在实习时自己建立。第二部分GPS测量原理及测量方法一、GPS定义全球定位系统GPS（GlobalPositionSystem）,是一个能够授时和测距空间交会定点导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度三维位置，三维速度和时间信息。GPS系统组成1、空间卫星部分。由21颗工作卫星和3颗备用卫星。2、地面控制部分。其由1个主控站，5个监控站和3个注入站组成。3、用户接收机部分。GPS接收机基本类型分导航型和大地型。大地型接收机又分单频型（L1）和双频型（L1，L2）。三、GPS定位原理1）绝对定位原理利用GPS进行绝对定位基本原理为：以GPS卫星与用户接收机天线之间几何距离观察量为基础，并依照卫星瞬时坐标（XS,YS,ZS），以确定用户接收机天线所对应点位，即观察站位置。设接收机天线相位中心坐标为（X,Y,Z），则有：式(1.1)卫星瞬时坐标（XS,YS,ZS）可依照导航电文取得，所以式中只有X、Y、Z三个未知量，只要同时接收3颗GPS卫星，就能解出测站点坐标（X,Y,Z）。能够看出，GPS单点定位实质就是空间距离后方交会。2）相对定位原理GPS相对定位，亦称差分GPS定位，是现在GPS定位中精度最高一个定位方法。其基本定位原理为：如图7-22所表示，用两台GPS用户接收机分别安置在基线两端，并同时观察相同GPS卫星，以确定基线端点（测站点）在WGS-84坐标系中相对位置或称基线向量。四、外业观察步骤1、在校园已选好点位上架设三角架，严格对准整平，安置GPS接收机，统计每个点上接收机号与对应测站点号，在一个测段开始、中间、结束分别在120度三个方向上量取仪器高并统计。2、开机，在观察手簿上统计开机时间。每一个时段观察45分钟左右。观察过程中不要碰接收机和脚架，观察者离接收机一定距离，而且不使用干扰卫星信号通讯设备，比如手机等。3、关机，统计关机时间，再次量取天线高，和开机前量取天线高比较，两次误差≤3mm，统计在手簿上，若两次量取天线高≤3mm，求其平均值，作为最终天线高，若两次天线高误差超限，查明原因，统计在手簿上。第三部分GPS静态控制与GPS数据处理一、GPS网网形设计此次GPS静态测量共有6台接收机。GPS网型设计，应该遵照以下标准：1）GPS应依照测区需要和交通进行设计。GPS网中点与点之间不要求通视，但考虑加密时应用，每点应有一个以上通视方向。2）在布网设计中应考虑到原有测绘结果资料以及各种大百分比尺地形图沿用，宜采取原有坐标系统。对凡是符合GPS网布点要求旧有控制点，应充分利用其标石。3）GPS网应由一个或若干个独立观察环组成，也可采取符合线路形式组成。4）为求得GPS点在地面坐标系坐标，应在地面坐标系选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。5）为了求得GPS网点正常高，应进行水准测量高程联测。二、外业观察（1）外业观察方法D级GPS控制网应按照《全球定位系统城市测量技术规程》要求进行，其内容如上表观察技术要求。（2）外业观察要求①

观察组应严格按作业调度表要求时间进行作业，确保同时观察同一卫星组，当情况有改变时应经作业队责任人同意，观察组不得私自更改计划。②每一时段开机前后应各自量取一次天线高，两次量得天线高小于1mm，取平均值作为最终天线高，取平均值作为最终结果，并及时输入测站名，观察时段号等信息，接收机方向还应该一致，仪器正常工作后，作业人员及时逐项填写测量手簿中各项内容。③观察员在作业期间不得私自离开测站，并应预防仪器受到震动和被移动，预防人为和其它物体靠近天线遮挡卫星信号。④接收机在观察过程中不应在接收机近旁使用对讲机；雷雨过境时应关机停测，并取下天线，以防雷电。⑤每日观察结束后，应及时将数据转存到计算机上，确保观察数据不丢失，同时应进行当日基线计算，统计雨，晴，阴，云等天气情况。⑥观察人员应严格按手薄内容进行详细记载，不得错记，不得漏记，禁止伪造。三、外业观察步骤1、在校园已选好点位上架设三角架，严格对准整平，安置GPS接收机，统计每个点上接收机号与对应测站点号，在一个测段开始、中间、结束分别在120度三个方向上量取仪器高并统计。2、开机，在观察手簿上统计开机时间。每一个时段观察45分钟左右。观察过程中不要碰接收机和脚架，观察者离接收机一定距离，而且不使用干扰卫星信号通讯设备，比如手机等。3、关机，统计关机时间，再次量取天线高，和开机前量取天线高比较，两次误差≤3mm，统计在手簿上，若两次量取天线高≤3mm，求其平均值，作为最终天线高，若两次天线高误差超限，查明原因，统计在手簿上四、GPS测量数据处理（1）数据传输在进行基线解算时，首先需要读取原始GPS观察值数据。通常来说，各接收机厂商随接收机一起提供数据处理软件都能够直接处理从接收机中传输出来GPS原始观察值数据，而由第三方所开发数据处理软件则不一定能对各接收机原始观察数据进行处理，要处理这些数据，首先要进行格式转换。现在，最惯用格式是RINEX格式，对于按此种格式存放数据，大部分数据处理软件都能直接进行处理。（2）数据预处理在读入了GPS观察值数据后，就需要对观察值数据进行必要检验，检验项目包含：测站名、点号、测站坐标、天线高等。对这些项目进行检验目标，是为了防止外业操作时误操作。然后是设定基线解算控制参数，基线解算控制参数用以确定数据处理软件采取何种处理方法来进行基线解算，设定基线解算控制参数时基线解算是一个主要步骤，经过控制参数设定，能够实现基线精化处理。GPS基线向量表示了各测站间一个位置关系，即测站与测站间坐标增量。GPS基线向量与常规测量中基线是有区分，常规测量中基线只有长度属性，而GPS基线向量则具备长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GPS基线向量是GPS同时观察直接结果，也是进行GPS网平差，获取最终点位观察值。若在某一历元中，对k颗卫星数进行了同时观察，则能够得到k-1个双差观察值；若在整个同时观察时段内同时观察卫星总数为l则整周未知数数量为l-1。在进行基线解算时，电离层延迟和对流层延迟通常并不作为未知参数，而是经过模型改过或差分处理等方法将它们消除。所以，基线解算时通常只有两类参数，一类是测站坐标参数量为3；另一类是整周未知数参数（m为同时观察卫星数），数量为。五、GPS基线向量解算各级GPS控制网基线解算可采取随机配置商用软件或经关于部门试验判定过基线解算软件进行GPS基线向量解算。基线解算后应按以下指标进行质量检核。

1）重复基线长度较差ds应满足下式要求：式（3.1）2）同时环坐标分量及环线全长闭合差应满足下式要求：式(3.2)3）异步环坐标闭合差应满足下式要求：式(3.3)式中：n：闭合环边数；σ：对应级别要求精度（按实际平均边长计算）六、基线向量解算结果分析基线解算完成后，基线结果并不能马上用与后续处理，还必须对基线质量进行检验，只有质量合格基线结果才能用于后续处理，假如不合格，则需要对基线进行重新解算或重新测量。基线质量检验需经过RATIO、RDOP、RMS、同时环闭合差、异步环闭合差和重复基线较差来进行。基线质量控制指标：1）数据删除率：在基线解算时，假如观察值改过数大于某一个阙值时，则认为该观察值包含有粗差，则需要将其删除。被删除观察值数量与观察值总数比值，就是所谓数据删除率。它实质是从某首先反应了GPS原始观察值质量。数据删除率越高，说明数据质量越差。2）RATIO：RRATIO=,显然，RATIO≥1.0RATIO实质反应了所确定出整周未知数参数可靠性，这一指标取决于多个原因，既与观察值质量关于，也与观察条件好坏关于。3）RDOP：指得是在基线解算时待定参数协因数阵迹（）平方根，即值大小与基线位置和卫星在空间几何分布及运行轨迹关于，当基线位置确定后，RDOP值就只与观察条件关于了，而观察条件又是时间函数，所以，实际上对于某条基线向量来说，其RDOP值大小与观察时间段关于。RDOP实质是表明了GPS卫星状态对相对定位影响，即取决于观察条件好坏，它不受观察值质量影响。4）RMS：即均方根误差(RootMeanSquare)，即式(3.4)其中，V是观察值残差P是观察值权N是观察值总数RMS实质是表明了观察值质量，观察值质量越好，RMS越小，反之，观察值质量越差，则RMS越大，它不受观察条件（观察期间卫星分布图形）好坏影响。依照数理统计理论观察值误差落在1.96倍RMS范围内概率是95%。5）同时环闭合差：是由同时观察基线所组成闭合环闭合差。因为同时观察基线间具备一定内在联络，从而使得同时环闭合差在理论上应总是为0，假如同时环闭合差超限，则说明组成同时环基线中最少存在一条基线向量是错误，但反过来，假如同时环闭合差没有超限，还不能说明组成同时环全部基线在质量上均是合格。6）异步环闭合差：不是完全由同时观察基线所组成闭合环成为异步环，异步环闭合差称为异步环闭合差。当异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环基线向量质量是合格；当异步环闭合差不满足限差要求时，则表明组成异步环基线向量中最少有一条基线向量不合格，要确定出那些基线向量质量不合格，能够经过多个相邻异步环或重复基线来进行。7）重复基线较差：不一样观察时段，对同一条基线观察结果，就是所谓重复基线。这些观察结果之间差异，就是重复基线较差。注意：RATIO、RDOP和RMS这几个质量指标只具备某种相对意义，它们数值高低不能绝正确说明基线质量高低。若RMS偏大，则说明观察值质量较差，若RDOP值较大，则说明观察条件较差。七、使用COPPASS静态处理软件处理结果见附表第四部分实习心得一、实习总结1、实习中碰到问题能分析，在测量过程中突然收不到卫星信号，这种情况可能是流动站或基准站电源没电或接收机连线出现问题。在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到卫星数量不够而无法解算。在观察过程中手薄上解算值一直不能固定，可能是流动站选点有问题，周围可能有高压输电线,高大建筑物或在面积水域。2、卫星信号传输误差，包含电离层和对流层时廷误差。3、多路径误差，多路径误差是指卫星信号经过不一样路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数关于，也与反射物离测站距离及卫星信号方向关于，因为无法建立准确误差改过模型，只能恰当选择地点测量，避开信号反射物4、人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平。经验总结即使测量是一门实践性很强学科，不过也要求我们掌握扎实理论知识，假如没有扎实理论功底，只知道怎么做，不过不知道为何那么做，当我们碰到类似其余问题时，就不知道怎么处理。所以我以为理论是实践前提，只有把理论知识学好，才能愈加好促进实践。所以我们要学好理论知识，为以后工作打下坚实基础。当然理论知识学好了，动手能力也要努力培养，不能只会纸上谈兵，所以我们要多动手，提升自己动手能量，并在实践中促进巩固理论知识。只有理论是实践这两个步骤都做好，我们才能愈加好掌握理论知识，提升自己动手能力。总来说，ＲＴＫ测量除了要有足够卫星数和卫星具备良好几何分布外，还要求基准站与流动站数据通讯必须良好。收获体会经过这次实习使自己在课堂上学含糊理论知识得到了清楚了解，同时也感到自己所学理论知道严重不足，在实习过程中又加强了理论知识强化使自己对这门学科又有了新了解。我以为这门学科应该是在实践中学习理论，但实践前理论学习也是必不可少。附录1坐标系统1.1坐标系统名称1.2基准参数1.3投影参数2三维无约束平差2.1平差参数2.2基线向量及改过数2.3τ(Tau)检验表2.4τ(Tau)检验直方图2.5自由网平差坐标3二维约束平差3.1平差参数3.2平面距离平差值3.3平面坐标4高程拟合4.1平差参数网平差汇报1坐标系统1.1坐标系统名称Beijing541.2基准参数椭球长半轴a6378245.0000椭球扁率f1/298.300000001.3投影参数M0=1.00000000投影比率H=0.0000投影高Bm=0投影面平均纬度B0=0:00:00.00N原点纬度L0=129中央子午线N0=0.0000北向加常数E0=500000.0000东向加常数回到顶部2三维无约束平差2.1平差参数基准WGS-84迭代次数2参考因子1.00χ平方检验(α=95%)经过自由度152.2基线向量及改过数基线

起点->终点.时段DX/改过数

(m)DY/改过数

(m)DZ/改过数

(m)距离/改过数

(m)中误差/相对误差

(m)A3->C.0790-772.7337-246.6552-32.7879811.80740.0044-0.00340.00580.00270.00131:184735A3->Q7.0790-468.3499-16.9545-166.3230497.29510.00240.0007-0.0027-0.0008-0.00031:210538A3->V.0790-761.1563-86.5010-204.4091792.85840.00390.0003-0.00780.0104-0.00211:205482Y->A3.0790437.9732142.642815.3707460.87280.0023-0.00020.0003-0.0006-0.00011:92Q7->C.0790-304.3839-229.7007133.5352404.03410.00440.0049-0.0093-0.0070-0.00071:92046Y->C.0790-334.7605-104.0124-17.4172350.97940.0044-0.00130.00320.00460.00001:79731V->Q7.0790292.806469.546638.0861303.35270.0036-0.00240.00140.0041-0.00151:83920Q7->Y.079030.3767-125.6883150.9523198.76340.0020-0.00100.00110.0005-0.00041:98121V->Y.0790323.1831-56.1417189.0384378.59570.00360.0009-0.0009-0.00030.00071:1066332.3τ(Tau)检验表基线Tau-XTau-YTau-ZA3->C.07900.68860.60830.2858A3->Q7.07900.28120.48330.1961A3->V.07900.06710.47780.4742Y->A3.07900.07240.06320.1709Q7->C.07900.93860.90970.6859Y->C.07900.22020.28290.4166V->Q7.07900.54990.32090.4007Q7->Y.07900.40260.26770.1588V->Y.07900.31790.19400.03102.4τ(Tau)检验直方图2.5自由网平差坐标站点纬度/中误差经度/中误差高程/中误差中误差(度:分:秒)(m)(度:分:秒)(m)(m)(m)A340:37:12.03928N0.0008109:49:11.46943E0.00071030.96430.00150.0018C40:37:10.59889N0.0009109:49:45.95017E0.00081032.41210.00320.0034Q740:37:04.93224N0.0007109:49:30.45593E0.00061031.13060.00140.0016V40:37:03.28004N0.0020109:49:43.17600E0.00091032.06100.00190.0029Y40:37:11.35872N0.0007109:49:31.05363E0.00061031.83430.00130.0016回到顶部3二维约束平差3.1平差参数迭代次数3参考因子1.0014x(north)平移-4678902.7790my(east)平移1126883.2120m百分比-31136.5806ppm旋转262031.6813s3.2平面距离平差值起点止点北向(x)/中误差东向(y)/中误差平