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gps实习报告.docx
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gps实习报告
淮海工学院
实习报告书
题目:
卫星导航定位B实习
学院:
测绘工程学院
专业:
测绘工程
班级:
测绘132
姓名:
王秋瑾
学号:
2013123025
2016年1月5日
淮海工学院测绘工程学院
实习报告评阅书
学生姓名:
王秋瑾学号:
2013123025班级:
测绘132
实践教学名称:
卫星导航定位B实习
指导教师评语:
报告成绩:
指导教师(签字):
2015年1月7日
1.1实习名称
卫星导航与定位实习
1.2实习时间
时间:
2015年12月19日——1月4日
1.3实地地点
GPS静态测量地点1:
连云港市海州区
1.4指导教师
蒋廷臣崔旭升
1.5实习安排
表1.1实习安排
时间
内容
分组情况
12.19
实习动员、借领仪器、控制网布设
共分16组,每组5-6人
12.20-12.25
GPS数据采集
共分16组,每组5-6人
12.26-12.28
GPS数据处理
共分16组,每组5-6人
12.29
仪器操作考试、还仪器
共分16组,每组5-6人
2测区概况
2.1测区的地理位置
GPS静态测量测区1地理位置:
连云港市区
GPS静态测量测区2地理位置:
江苏省连云港市苍梧路59号
GPS动态测量测区地理位置:
江苏省连云港市苍梧路59号
2.2交通条件
GPSGPS静态测量测区1交通条件:
控制点位置都可以通过便捷的交通到达,少数控制
点在山上,交通有些不便,须步行到达。
GPS静态测量测区2交通条件:
交通便捷。
GPS静动态测量测区交通条件:
交通便捷。
2.3气候条件
连云港处于暖温带南部,常年平均气温14℃,1月平均温度-0.4℃,极端低温-19.5℃:
7月平均温度26.5℃,极端高温39.9℃。
历年平均降水量920多毫米,常年无霜期为220天。
主导风向为东南风。
由于受海洋的调节,气候类型为湿润的季风气候,略有海洋性气候特征。
四季分明,冬季寒冷干燥,夏季高温多雨。
光照充足,雨量适中。
气候处于暖温带与亚热带过渡地带,四季分明,寒暑宜人,光照充足,雨量适中。
2.4测区范围
GPS静态测量测区1范围:
连云港市海州区
图2.1静态测区1范围
GPS静态测量测区2范围:
连云港市淮海工学院苍梧校区
图2.2静态测区2范围
GPS动态测量测区范围:
连云港市淮海工学院苍梧校区操场、一叶湖、新体育馆
图2.3动态测区范围
2.5已知控制点
表2.1测区内已知点坐标
点号
X
Y
H
备注
D106
3830148.774
40418506.042
13.697
高新电焊公司
D121
3826939.612
40423697.152
122.949
孔望山
HH14
3837866.130
40429380.541
4.883
3GPS控制测量
3.1选点与埋石
3.1.1选点
由于GPS测量观测站之间不一定要求相互通视,而且网的图形结构也比较灵活,所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。
但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以选点工作还应遵守以下原则:
(1)应便于安置接收设备和操作,视野开阔,视场内障碍物的高度角不宜超过15;
(2)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200m;远离压
输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不应小于50m;
(3)附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等)。
交通方便,并有利于其他测
量手段扩展和联测。
(4)地面基础稳定,易于标石的长期保存。
(5)充分利用符合要求的已有控制点。
选站时应尽可能使测站附近的局部环境(地形、地貌、
植被等)与周围的大环境保持一致,以减少气象元素的代表性误差。
3.1.2埋石
(1)埋设天线墩、基岩标石、基本标石时,应现场浇灌混凝土。
普通标石可预先制做,然后运往各点埋设;
(2)埋设标石,须使各层标志中心严格在同一铅垂线上,其偏差不应大于2mm;
(3)当利用旧点时,应首先确认该点标石完好,并符合相应规格和埋石要求,且能长期保存。
必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。
如遇上标石被破坏,可以下标石为准,重埋上标石;
(4)方位点应埋设普通标石,并加适当标注,以便与控制点相区分;
(5)埋石所占土地,应经土地使用者或管理部门同意,并办理相应手续。
新埋标石时应办理测量标志委托保管书,一式三份,交标石的保管单位或个人,上交和存档各一份;
(6)利用旧点时需对委托保管书进行核实,若委托保管情况不落实应重新办理;
3.2测量技术设计依据
《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH2009-92)
《城市测量规范》(CJJ8-99)
3.4精度等级及技术指标
本次GPS静态实习校外采用D级网,校内采用E级网,相关的精度等级及技术指标如下:
表3.1D、E级网GPS网技术指标
等级
卫星高度截止角
同时观测有效卫星
有效卫星总数
观测时段数
时段长度
采样间隔
D
15º
≧4
≧4
≧1.6
≧60min
5—15/s
E
15º
≧4
≧4
≧1.6
≧40min
5—15/s
表3.2D、E级网GPS网技术指标
等级
水平分量/mm
垂直分量/mm
相邻点平均距离/km
观测量至少有
同步观测接收机数
单频/双频
D
20
40
5
L1载波相位
≧2
单频或双频
E
20
40
3
L1载波相位
≧2
单频或双频
3.5数据采集
3.5.1测量技术要求
GPS测量等级:
D等级
1.控制网覆盖范围:
覆盖整个连云港市区
2.控制点数:
D等级16个
3.实际观测总时段数:
D等级3个时段每个时段70分钟
GPS测量等级:
E等级
1.控制网覆盖范围:
淮海工学院苍梧校区
2.控制点数:
E等级16个;
3.实际观测总时段数:
E等级9个时段每个时段50分钟
3.5.2布网原则
(1)GPS网型应根据测区需要和交通进行设计。
(2)在布网设计中应考虑到原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用,
宜采用原有坐标系统。
对凡是符合GPS网布点要求的旧有控制点,应充分利
用其标石。
网点应尽量与原有地面控制点相结合。
重合点一般不少于3个(不
足时应联测),且在网中分布均匀,以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参
数。
(3)GPS网应由一个或若干个独立观测环构成,也可采用附合线路形式构成。
(4)为求得GPS点在地面坐标系的坐标,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)GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形,如三角形、多边形或附合线
路,以增加检核条件,提高网的可靠性。
本次实习采用三角形闭合网进
行联测。
3.5.3布网方案
D级GPS网布设方案
图3.1校外D级GPS网布设图
E级GPS网布设方案
图3.2校内E级GPS网布设图
3.5.4观测要求
在外业观测过程中,作业人员应遵守如下要求:
a.观测组必须严格遵守调度命令,按规定时间同步观测同一组卫星。
当没按计划到达点位时,应及时通知其它各组,并经观测计划编制者同意对时段作必要调整,观测组不得擅自更改观测计划。
b.一个时段观测过程中严禁进行以下操作:
关闭接收机重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变接收设备预置参数等;改变天线位置;按关闭和删除文件功能等。
c.观测期间作业员不得擅自离开测站,并应防止仪器受震动和被移动,要防止人员或其它物体靠近、碰动天线或阻挡信号。
d.在作业过程中,不应在天线附近使用无线电通讯。
当必须使用时,无线电通讯工具应距天线10m以上。
雷雨过境时应关机停测,并卸下天线以防雷击。
3.5.5外业数据采集
基站仪器架设对中、整平基座。
基站架设注意事项:
a.高度角在15度以上开阔、五大行遮挡物;
b.无限磁波干扰(200米内部能有微波炉、手机信号站等,50米内无高压线)。
c.位置比较高,基准站到移动站之间最好无大型遮挡物,否则查分传播距离迅速缩短。
d.作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态,然后再安置天线;
e.天线用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上,对中误差应≤3mm。
天线应整
平,天线基座上的圆气泡应居中;
f.天线定向标志应指向正北,定向误差不宜超过±5°。
对于定向标志不明显的接收
机天线,可预先设置标记。
每次应按此标记安置仪器。
g.每时段开机前,作业员应先量取天线高,由于备有专用测高尺,则可直接量取标
志中心至天线基座天线高测量专用孔位的距离h,在关机后再量取一次天线高h
作较核,两次所量天线高互差不得大于3mm,取平均值为h记录在手薄。
3.6D级网数据处理
3.6.1基线处理总结分析
D级网共有84条基线(合格),重复基线12条(合格)
(1)处理过程中共删除4条基线
(2)所有GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》
(3)质量最高的基线
表3.3所有基线中质量最高的基线的各项指标
基线名
起点
终点
解算类型
基线长度
Ratio
Rms(m)
X中误差(m)
Y中误差(m)
Z中误差(m)
B25
HH04
TG03
L1固定解
2010.586087
99.9
0.002828
0.001460
0.001380
0.000846
Std.D北坐标(m)
0.00067
Std.NS前进方位角(s)
0
Std.DX(m)
0.00146
Std.D东坐标(m)
0.000804
Std.椭球距离(m)
0
Std.DY(m)
0.00138
Std.D高程(m)
0
Std.D大地高(m)
0
Std.DZ(m)
0.000846
表3.4所有基线中质量最高的基线的标准误差
(4)质量最差的基线
表3.5所有基线中质量最差的基线的各项指标
基线名
起点
终点·
解算类型
基线长度
Ratio
Rms(m)
X中误差(m)
Y中误差(m)
Z中误差(m)
B12
D121
HH08
L1固定解
2010.586087
13.0
0.005707
0.001117
002385
0.000956
表3.6所有基线中质量最差的基线的标准误差
Std.D北坐标(m)
0.00067
Std.NS前进方位角(s)
0
Std.DX(m)
0.00146
Std.D东坐标(m)
0.000804
Std.椭球距离(m)
0
Std.DY(m)
0.00138
Std.D高程(m)
0
Std.D大地高(m)
0
Std.DZ(m)
0.000846
(6)基线长度统计
表3.7基线长度统计信息
基线名
起点
终点
基线长度(m)
Ratio
Rms(m)
X中误差(m)
Y中误差(m)
Z中误差(m)
最长基线
B4
D016
HH04
8399.423
99.9
0.005835
0.00102
0.001159
0.001347
最短基线
B46
HH06
HH07
1317.198812
99.9
0.003545
0.000587
0.000685
0.000478
(7)详细基线报告见附录1
(8)在测量过程中由于多种原因,如观测时间过短、信号被遮挡和多路径效应等直接或间接影响基线的质量,进而直接影响着GPS网的质量,对于误差较大的基线可以删除,基线剔除率不能超过10%.
3.6.2同步环
所有同步环GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求
C,级以下各级网外业基线预处理结果,其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足:
(3-1)
式中:
n为闭合环边数;
,a为固定误差,b为比例误差,d为相邻点间的距离
(1)校外D级网同步环数157个,不合格个数0个
(2)质量最好同步环(C148)
表3.8质量最好同步环精度
环组合
环长度(m)
D水平(m)
D垂直(m)
PPM
B75-B77-B80
9510.50134
0.000178
0.000155
0.010558
名称C148(HH11,HH13,HH14)
计算值
限差
环闭合差w[mm]:
0.442544
18.579300
环闭合差X分量wx[mm]:
-0.230026
10.726800
环闭合差Y分量wy[mm]:
0.081739
10.726800
环闭合差Z分量wz[mm]:
0.369123
10.726800
表3.9质量最好同步环闭合差
(4)质量最差同步环(名称C128)
表3.9质量最差同步环精度
环组合
环长度(m)
D水平(m)
D垂直(m)
PPM
B57-B58-B63
7688.457669
0.012124
0.015145
2.560853
表3.10质量最差同步环闭合差
名称C128(HH08,HH10,TG03)
计算值
限差
环闭合差w[mm]:
6.558300
23.370200
环闭合差X分量wx[mm]:
3.150470
13.492800
环闭合差Y分量wy[mm]:
2.433960
13.492800
环闭合差Z分量wz[mm]:
5.211690
13.492800
(5)详细同步环报告见附录2
3.6.3异步环
所有异步环均满足GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求
当异步环闭合差满足限差要求时,则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的,其异步环限差要求如下式3-2
(3-2)
式中:
n为闭合环边数;
,a为固定误差,b为比例误差,d为相邻点间的距离
(1)校外D级网异步环数138,不合格数0个
(2)质量最好异步环(C157)
表3.11质量最好异步环精度
环组合
环长度(m)
D水平(m)
D垂直(m)
PPM
B4-B5-B28
18031.12131
0.009698
0.001667
0.527989
表3.12质量最好异步环闭合差
名称C157(D121,HH04,HH08)
计算值
限差
环闭合差w[mm]:
32.944000
397.435000
环闭合差X分量wx[mm]:
6.851670
229.459000
环闭合差Y分量wy[mm]:
13.632900
229.459000
环闭合差Z分量wz[mm]:
29.197700
229.459000
(3)质量最差异步环(C195)
表3.13质量最差异步环精度
环组合
环长度(m)
D水平(m)
D垂直(m)
PPM
B23-B32-B58
6016.356844
0.014983
-0.041047
7.398369
表3.14质量最差异步环闭合差
名称C195(HH04,HH07,TG03)
计算值
限差
环闭合差w[mm]:
16.311600
201.685000
环闭合差X分量wx[mm]:
14.281100
116.443000
环闭合差Y分量wy[mm]:
-7.880710
116.443000
环闭合差Z分量wz[mm]:
-0.116182
116.443000
(1)异步环环闭合差报告见附录3
3.6.4重复基线
(1)重复基线12条均满足GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求
(1)12.2.4B级GPS网基线外业预处理和C,D}E级GPS网基线处理,复测基线的长度较差ds应满足:
为复测基线的分量较差(3-3)
(3)重复基线质量
表3.15重复基线质量
基线组
质量
DX(m)
DY(m)
DZ(m)
长度较差(m)
Dis较差限差(m)
相对误差(ppm)
B28-B23
合格
0.004486
0.006879
0.010019
0.003002
0.074861
1.23
B29-B24
合格
0.031621
0.042205
0.041984
0.00266
0.144643
0.53
B32-B25
合格
0.013674
0.00473
0.01977
0.00654
0.063488
3.25
B39-B33
合格
0.005465
0.005623
0.006803
0.002345
0.063514
1.17
B40-B36
合格
0.000158
0.005316
0.005676
0.000769
0.128755
0.17
B41-B37
合格
0.008987
0.005488
0.005534
0.004902
0.066196
2.32
B51-B48
合格
0.005653
0.010623
0.000565
0.003883
0.087702
1.32
B52-B49
合格
0.00446
0.001105
0.00089
0.002488
0.053863
1.54
B59-B57
合格
0.032928
0.042178
0.03183
0.008907
0.090934
2.92
B62-B58
合格
0.020342
0.01715
0.012157
0.001029
0.052321
0.66
B66-B63
合格
0.021914
0.039077
0.01978
0.006529
0.091504
2.12
B69-B67
合格
0.00826
0.009137
0.001334
0.002832
0.074725
1.16
3.6.5三维无约束平差
(1)网无约束平差基线向量残差是评定基线解算结果质量的重要指标,其无约束平差基线分量改正数的绝对值(
)应满足如下要求:
(3-4)
若无约束基线分量改正数的绝对值超出限差要求,则认为所对应的基线向量或其附近的基线向量可能存在质量问题。
(2)三维无约束平差出当地坐标系统下平面坐标
表3.16三维无约束平差出当地坐标系统下平面坐标
点ID
北坐标(m)
东坐标(m)
高程(m)
D106
3830204.835
40418624.844
-94.793
D121
3826995.600
40423816.068
14.664
HH01
3827719.837
40420520.118
-100.518
HH03
3828648.882
40422628.173
-104.450
HH04
3828393.938
40426827.492
-103.179
HH07
3830616.506
40425794.801
-104.768
HH08
3831459.105
40422857.489
-104.296
TG03
3829267.996
40425017.776
-104.447
HH05
3831508.596
40428993.084
-102.808
HH06
3830862.716
40427088.892
-103.857
HH09
3832524.869
40424669.557
-104.759
HH10
3832483.285
40427114.759
-102.903
HH11
3834288.122
40428980.125
-104.535
HH12
3835659.616
40426941.708
-104.330
HH13
3835334.286
40430894.256
-88.807
HH14
3837922.360
40429499.550
-103.160
3.6.7约束平差
(1)在无约束平差的基础上进行约束平差,本次约束平差录入三个已知的,则得到其他点坐标如下:
表3.17约束平差当地坐标系统下平面坐标
点ID
北坐标(m)
东坐标(m)
高程(m)
D106
3830148.774
40418506.042
13.697
D121
3826939.612
40423697.152
122.949
HH01
3827663.827
40420401.275
7.754
HH03
3828592.850
40422509.288
3.823
HH04
3828337.905
40426708.523
5.094
HH07
3830560.429
40425675.856
3.504
HH08
3831403.016
40422738.603
3.976
TG03
3829211.949
40424898.845
3.826
HH05
3831452.497
40428874.075
5.464
HH06
3830806.633
40426969.922
4.415
HH09
3832468.756
40424550.639
3.513
HH10
3832427.169
40426995.791
5.370
HH11
3834231.967
40428861.122
3.738
HH12
3835603.436
40426822.750
3.943
HH13
3835278.107
40430775.214
19.466
HH14
3837866.130
40429380.541
4.883
(2)当地坐标系统下的平面坐标的精度受当地平面坐标系统下的基线影响
(3)当地坐标系统下的平差基线见附录4
3.6.8高程拟合
表3.18高程拟合坐标
ID
H0(m)
H(
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