测量学GPS教学课件

测量学GPS汇报人：AA2024-01-31GPS概述与基本原理GPS接收机与信号处理坐标系统与转换方法控制测量中的GPS应用工程测量中的GPS应用地理信息系统中的GPS应用contents目录01GPS概述与基本原理由24颗工作卫星组成，分布在6个轨道平面上，每个轨道上分布4颗卫星，提供全球范围内的定位、导航和授时服务。空间部分由主控站、监测站和注入站组成，负责监测卫星状态、计算卫星星历和钟差等参数，并通过注入站将参数发送给卫星。地面控制部分由GPS接收机和数据处理软件组成，接收卫星信号并进行处理，得到用户的位置、速度和时间等信息。用户部分GPS系统组成及功能基于测量学中的后方交会原理，通过测量不同卫星到用户接收机之间的距离差，结合卫星的已知位置，计算出用户的三维坐标和时间。定位原理包括伪距单点定位、载波相位相对定位等，其中伪距单点定位精度较低，适用于一般导航和定位需求；载波相位相对定位精度较高，适用于高精度测量和形变监测等领域。定位方法GPS定位原理与方法误差来源包括卫星钟差、星历误差、大气层延迟、多路径效应和接收机噪声等，这些误差会影响GPS定位的精度和稳定性。处理方法采用差分定位技术、建立误差模型进行修正、选择合适的观测时间和观测位置等措施来减小误差的影响，提高GPS定位的精度和可靠性。误差来源及处理方法GPS已广泛应用于测量、导航、交通、农业、气象、海洋、军事等领域，成为现代社会不可或缺的基础设施之一。应用领域随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，GPS将朝着更高精度、更高可靠性、更高实时性和更广覆盖面的方向发展，同时与其他定位技术（如北斗、GLONASS等）进行融合，形成全球导航卫星系统（GNSS），为全球用户提供更加优质的服务。发展趋势应用领域与发展趋势02GPS接收机与信号处理接收机类型及特点导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机。单频接收机、双频接收机。多通道接收机、序贯通道接收机、多路复用通道接收机。全天候、全球性、高精度、高效率等。按用途分类按接收频率分类按通道数分类特点通过搜索卫星信号，实现对卫星信号的初步获取和识别。信号捕获信号跟踪技术实现在信号捕获的基础上，对卫星信号进行持续、稳定的跟踪，确保接收机能够准确获取卫星信号。采用相关器、码环、载波环等组成的跟踪环路，实现对卫星信号的精确跟踪。030201信号捕获与跟踪技术

伪距观测与载波相位观测伪距观测通过测量卫星信号传播时间，计算接收机与卫星之间的距离，受到多种误差因素的影响，需要进行修正。载波相位观测通过测量卫星信号载波相位的变化，计算接收机与卫星之间的距离，精度高于伪距观测，但存在整周模糊度问题。观测值组合将伪距观测和载波相位观测进行组合，提高定位精度和可靠性。质量控制对预处理后的数据进行质量检查和控制，确保数据符合相关标准和要求，进一步提高定位结果的准确性和可靠性。数据预处理对接收到的原始数据进行预处理，包括数据格式转换、异常值剔除、滤波平滑等，以提高数据质量和定位精度。数据存储与管理将处理后的数据进行存储和管理，方便后续的数据分析和应用。数据预处理及质量控制03坐标系统与转换方法123一种国际上采用的地心坐标系，GPS测量中广泛应用。WGS-84坐标系中国大地测量中曾经广泛采用，目前已逐渐被CGCS2000坐标系取代。北京54坐标系针对特定区域建立的坐标系，用于满足当地测量需求。地方独立坐标系常用坐标系统介绍通过三个平移参数、三个旋转参数和一个尺度参数实现不同坐标系之间的转换。七参数转换仅通过三个平移参数实现坐标系之间的简单转换，精度相对较低。三参数转换利用专业软件进行坐标转换，可实现批量处理和高精度转换。坐标转换软件坐标转换方法及实现正常高系统以似大地水准面为基准面的高程系统，常用于水利、建筑等领域。正高系统以大地水准面为基准面的高程系统，具有严格的物理意义。高程转换方法通过水准测量、GPS水准等方法实现不同高程系统之间的转换。高程系统及其转换03投影带选择根据测区范围和投影要求选择合适的投影带，以保证测量精度。01地图投影将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，常见的有高斯-克吕格投影、墨卡托投影等。02投影分带为减小投影变形，将地球表面划分为若干个投影带进行投影。地图投影与分带04控制测量中的GPS应用根据测量精度要求，将控制网分为不同等级进行布设，确保各级控制网之间的精度匹配。分级布设原则综合考虑测区地形、交通、通讯等因素，制定整体优化方案，确保控制网的稳定性和可靠性。整体优化方案根据测区特点和测量需求，合理确定控制点的布设密度和图形结构，以提高控制网的精度和可靠性。布设密度与图形结构控制网布设原则与方案测站选择与观测时段安排根据控制网布设方案和测量需求，合理选择测站位置和观测时段，确保数据采集的全面性和代表性。数据采集与处理按照规定的操作流程进行数据采集，并对采集的数据进行预处理和格式转换，以便后续内业数据处理。接收机选择与检验选择适合测区特点和测量需求的GPS接收机，并进行严格的检验和校准，确保数据采集的准确性和可靠性。外业数据采集流程平差计算与精度评定采用合适的平差计算方法进行数据处理，并对处理结果进行精度评定，以评估控制网的精度和可靠性。成果输出与整理将处理结果以规定的格式进行输出和整理，形成完整的内业数据处理成果。数据检查与整理对内业数据进行严格检查和整理，剔除异常值和错误数据，确保数据质量和可靠性。内业数据处理策略成果质量评价与验收质量评价标准制定明确的质量评价标准，包括精度指标、可靠性指标等，以便对控制网成果进行客观评价。验收流程与规范制定规范的验收流程和标准，对控制网成果进行全面检查和验收，确保成果质量和可靠性符合要求。问题处理与改进对验收过程中发现的问题进行及时处理和改进，以提高控制网成果的质量和可靠性。05工程测量中的GPS应用线路工程测量的基本任务01确定线路的中心线位置和纵横断面高程，以及沿线的控制点。GPS在线路工程测量中的应用02利用GPS进行线路控制网的建立，提高测量精度和效率；利用GPS-RTK技术进行中线放样，实时提供定位结果和精度信息。技术要点03合理选择控制网形式和布设方案，确保控制网的精度和可靠性；掌握GPS-RTK技术的操作方法和注意事项，保证测量结果的正确性。线路工程测量技术要点桥梁隧道工程测量的特点桥梁隧道工程具有结构复杂、施工难度大、精度要求高等特点，需要采用高精度的测量方法和设备。GPS在桥梁隧道工程测量中的应用利用GPS进行桥梁隧道控制网的建立，提高测量精度和效率；利用GPS-RTK技术进行桥隧放样和断面测量，实时提供定位结果和精度信息。实例分析结合具体工程案例，分析GPS在桥梁隧道工程测量中的应用效果，总结经验和教训。桥梁隧道工程测量实例建筑工程测量注意事项确定建筑物的位置和标高，以及建筑物的平面形状和尺寸。GPS在建筑工程测量中的应用利用GPS进行建筑物控制网的建立，提高测量精度和效率；利用GPS-RTK技术进行建筑物放样和验收测量，实时提供定位结果和精度信息。注意事项在建筑密集区域或高层建筑附近进行测量时，应注意多路径效应和信号遮挡问题；在测量过程中应注意仪器的保护和校准工作，避免误差的积累和传播。建筑工程测量的基本任务变形监测是评估工程结构安全性、稳定性和耐久性的重要手段，可以为工程维护和管理提供科学依据。变形监测的意义利用GPS进行变形监测控制网的建立，提高监测精度和效率；利用GPS-RTK技术进行实时监测和数据采集，实时提供变形信息和预警信息。GPS在变形监测中的应用对采集到的变形数据进行处理和分析，提取变形特征和规律；结合工程实际情况和专业知识进行综合判断和评估；根据评估结果制定相应的维护和管理措施。数据分析方法变形监测与数据分析06地理信息系统中的GPS应用利用GPS进行空间定位，获取准确地理位置信息。实时采集地理数据，包括地形、地貌、地物等特征信息。结合遥感技术，对地理数据进行更新和修正，确保数据的准确性和时效性。GIS数据采集与更新利用GPS数据构建空间数据库，实现地理信息的数字化管理。对空间数据进行分类、编码和索引，提高数据检索和查询效率。采用空间数据库引擎，支持大规模空间数据的存储和管理。空间数据库构建与管理空间分析功能拓展01基于GPS数据进行空间分析，包括距离、面积、