《GPS静态测量应用》课件VIP

GPS静态测量应用GPS静态测量是利用GPS接收机在固定位置观测一段时间，获取多个卫星信号，进行数据处理，精确确定接收机位置的一种测量方法。GPS技术概述全球定位系统全球定位系统由多个卫星组成，覆盖地球表面。接收机接收信号接收机通过接收卫星信号，计算自身位置和时间。定位精度GPS定位精度受多种因素影响，例如卫星数量、信号强度、大气干扰等。GPS静态测量的特点精度高厘米级甚至毫米级的精度，适用于高精度工程测量和科学研究。灵活性强无需架设控制点，可直接测定目标点的坐标，适用范围广。可靠性高不受天气影响，适用于各种环境下的测量工作。效率高自动化程度高，数据处理简便，节省人力和时间。GPS静态测量流程1准备工作包括选点布设、仪器设备准备、观测计划制定等，为静态测量奠定基础。2数据采集利用GPS接收机接收卫星信号，记录卫星观测数据，为后续数据处理提供原始资料。3数据处理对采集到的数据进行预处理、基线解算、网平差调整，得到精确的坐标结果。4成果应用将计算得到的坐标成果应用于工程建设、地形测绘、地质勘探等领域。仪器设备配置1GPS接收机高精度GPS接收机，如TrimbleNetR9或徕卡GS18，可用于采集静态观测数据，具有高精度、高可靠性和多功能性。2数据采集软件专用数据采集软件，例如TrimbleBusinessCenter或徕卡GeoMoS，用于控制接收机，记录观测数据，并进行初步数据处理。3数据处理软件数据处理软件，如TrimbleGeomaticsOffice或徕卡GeoOffice，用于进行基线解算、网平差调整、坐标系转换等。实测数据采集1数据准备确保仪器设备状态良好。2观测设置设置观测时间、观测模式等参数。3数据采集启动仪器进行数据采集。4数据保存将采集到的数据保存到存储设备。数据采集是GPS静态测量的重要环节，其质量直接影响最终测量成果的精度。因此，必须严格按照操作规范进行数据采集，确保数据完整性和准确性。数据质量控制观测数据预处理检查数据完整性、剔除错误数据。包括对数据进行时间、坐标、信号强度等方面的检查，并对异常数据进行剔除或修正。多路径误差校正使用多路径误差模型或观测数据分析方法对多路径误差进行校正。多路径误差是指卫星信号在传播过程中受到地面反射或遮挡的影响，导致信号延迟或偏差。大气延迟误差校正使用大气模型或气象观测数据对大气延迟误差进行校正。大气延迟误差是指电磁波在大气中传播时受到折射和衰减的影响，导致信号延迟或偏差。卫星钟差校正使用卫星钟差模型或卫星钟差数据对卫星钟差误差进行校正。卫星钟差误差是指卫星内部时钟与世界标准时间之间的误差，会影响测量的精度。基线解算数据预处理将观测数据进行预处理，包括去噪、平滑、滤波等操作。基线向量计算利用观测数据计算出各基线向量，即两个测站之间的坐标差。基线解算模型采用适当的解算模型，例如最小二乘法或卡尔曼滤波，以提高精度和可靠性。误差分析对解算结果进行误差分析，评估基线向量精度和可靠性。网平差调整网平差调整是GPS静态测量数据处理的重要步骤，其目的是将观测数据与模型约束相结合，优化所有测点的坐标。1误差模型建立误差模型，分析观测值与真实值之间的误差规律。2平差计算利用最小二乘法，求解最优的坐标值。3网平差结果得到所有测点的最佳坐标，并评估精度。4结果分析分析平差结果，判断数据质量，评估精度。坐标系转换1WGS84全球大地坐标系2CGCS2000中国大地坐标系3Localdatum地方坐标系将GPS静态测量数据转换为工程所用坐标系，需要进行坐标系转换。坐标转换方法：布尔莎模型、七参数模型。精度分析评价精度指标评价方法平面精度中误差、协方差矩阵高程精度高程中误差、高程残差分析时间精度卫星钟差、接收机钟差分析评估GPS静态测量结果的精度，通常采用中误差、协方差矩阵和残差分析等方法。根据工程应用需求，设定不同的精度指标，并通过精度分析评价来验证是否满足要求。工程应用实例GPS静态测量广泛应用于基础设施建设、资源勘探、环境监测等领域。例如，在城市规划中，使用GPS静态测量建立高精度控制网，用于建筑物定位、道路设计、地下管线管理等。测量精度要求GPS静态测量精度要求取决于具体的应用场景和工程要求。对于高精度测量，如控制网建设，精度要求通常达到厘米级甚至毫米级。对于一般工程测量，精度要求可以适当放宽，但一般也需要达到分米级。数据处理软件GPS数据处理软件广泛应用于GPS静态测量数据处理。数据预处理基线解算网平差调整坐标系转换常见软件GNSS软件GeoMAGICSurferCASS软件点位布设方法点位布设是GPS静态测量中关键步骤之一，影响测量精度和效率。1控制网设计确定控制点数量和分布2点位选择选择稳定、视野开阔地点3点位标记使用水泥墩、钢管等标记点位4坐标测量精确测量点位坐标5记录信息记录点位编号、坐标、描述等信息点位布设方法应根据具体工程需求进行调整，确保控制网精度和覆盖范围。测站选址及占用视野开阔选择视野开阔的地方，确保测站周围无遮挡物。地面平坦选择地面平坦的地方，以便于仪器架设和观测。远离干扰远离高压线、无线电发射塔等干扰源。安全区域选择安全区域，避免影响交通和居民生活。观测时长选择1观测时间根据项目精度要求、基线长度、天气状况等因素综合考虑，选择合适的观测时间。2基线长度对于较短的基线，观测时间可以相对短一些；而对于较长的基线，则需要更长的观测时间以获得足够的观测数据。3天气状况良好的天气条件有利于提高观测精度，例如晴朗无云、风力较小，因此选择合适的观测时间可以有效提高测量精度。气象观测及校正气压气压变化会影响电磁波传播速度，导致测量误差。需要记录观测期间的气压变化，并进行校正。温度温度会影响接收机内部元件的性能，导致测量误差。需要记录观测期间的温度变化，并进行校正。湿度湿度会影响电磁波的传播速度，导致测量误差。需要记录观测期间的湿度变化，并进行校正。水汽压水汽压会影响电磁波的传播速度，导致测量误差。需要记录观测期间的水汽压变化，并进行校正。多天网平差调整数据整合将不同日期观测数据进行整合，形成一个统一的观测数据集，并根据时间顺序进行排列。参数估算采用最小二乘法对所有数据进行整体平差，估计各测站的坐标、基线向量、时间误差等参数。精度评估对平差结果进行精度评估，分析平差误差，并判断是否满足精度要求。结果应用将平差结果应用于后续的坐标转换、工程应用等，提高测量精度和可靠性。高程控制网建设1规划设计根据项目需求和地形条件，合理规划控制网的等级、精度和布设方案，确保覆盖整个工程区域。2点位选取选择稳定、易于观测、可长期保存的点位，并进行详细记录，为后续测量提供可靠的基准。3观测与计算利用GPS静态测量技术，对控制点进行精确的观测，并利用相关软件进行数据处理和坐标计算，最终建立高程控制网。坡度计算与展示基于GPS静态测量数据，可进行地形坡度计算，并以直观方式展示。坡度信息可用于地形分析、工程设计、资源管理等。5坡度等级根据坡度大小，划分不同等级，便于分析和分类。100可视化利用GIS软件生成坡度图，直观展现地形坡度分布。1K应用场景坡度信息在道路规划、水利工程、土地利用等方面应用广泛。体积计算与建模通过GPS静态测量获得的点位坐标，可以计算土方工程的体积，便于施工放样和工程量结算。利用建模软件，可以将点位坐标转化为三维模型，直观地展示地形地貌和工程结构。结构物变形监测监测目标结构物在各种荷载和环境因素作用下，可能会发生形变。GPS静态测量可以对结构物进行精密的变形监测。通过监测结构物的形变，可以及时发现安全隐患，并采取措施，确保结构物的安全。监测方法包括：定期测量结构物关键点的坐标，分析坐标变化趋势，判断结构物是否发生变形。监测结果可用于评估结构物安全状况，指导结构物维护和加固工程。工程用地分割11.边界确定利用GPS测量数据，准确划分用地边界，保证土地权属清晰。22.面积计算根据分割后的边界，计算各个地块的面积，为土地管理和开发提供依据。33.土地登记将分割后的用地信息录入土地登记系统，完善土地管理制度。44.权属变更办理土地权属变更手续，保障分割后的土地合法有效。建筑物定位放样坐标转换将设计图纸上的坐标转化为GPS坐标系统。放样点计算根据建筑物平面图和高程数据，计算放样点的GPS坐标。仪器设置将GPS接收机设置到已知控制点，并进行初始化。放样操作按照计算好的GPS坐标，利用GPS接收机引导放样。精度检验通过测量放样点的实际位置，检验放样的精度。隧道断面测量1断面测设利用GPS数据确定隧道断面控制点坐标2断面测量采用全站仪或激光扫描仪等测量设备获取隧道断面数据3数据处理利用专业软件对断面数据进行处理，生成断面图隧道断面测量是隧道工程的重要组成部分，对隧道施工和运营安全具有重要意义。测量数据可用于隧道设计、施工、运营管理等多个方面。公路线形控制GPS静态测量在公路线形控制方面发挥着重要作用，它可以精确地确定路线的起点、终点、拐点、坡度等关键控制点，并建立起高精度控制网。1路线设计利用GPS测量结果进行道路设计，确定道路的走向、弯道半径、坡度等参数，实现道路的精确设计。2施工放样根据设计图纸，利用GPS测量技术精确地将道路设计方案转化为实际施工的坐标，确保道路施工的准确性。3路线监测通过定期进行GPS测量，监控道路的变形情况，确保道路的安全和稳定运行。水利工程测量1水库工程水库大坝、溢洪道、泄洪道、水库灌溉系统2河流工程河道治理、堤防加固、河道清淤3水利枢纽水电站、水利水电枢纽工程、水库建设水利工程测量是测量工作的重要组成部分，其应用范围广泛，包括水库工程、河流工程、水利枢纽工程等。测量工作为水利工程建设提供了基础数据，确保工程质量和安全。矿山测量应用1地形测量高精度地形测量，为矿山开采规划提供基础数据。2资源储量评估通过测量数据，计算矿体体积和矿产资源储量。3开采过程监测监测矿山开采过程中的边坡稳定性、采空区变化等。4环境监测