图 5-1 高度截止角
② 周 围没有反射面,如大面积的水域,或对电磁波反射(或吸收强烈的物体(如玻 璃墙,树木等,不致引起多路径效应。
③ 远 离强电磁场的干扰。
GPS 接收机接收卫星广播的微波信号,微波信号都会受到电磁场的影响而产生噪声,降 低信噪比,影响观测成果。所以 GPS 控制点最好离开高压线、微波站或者产生强电磁干扰的 场所。 邻近不应有强电磁辐射源, 如无线电台、 电视发射天线、 高压输电线等, 以免干扰 GPS 卫星信号。通常,在测站周围约 200m 的范围内不能有大功率无线电发射源(如电视台、电 台、微波站等;在 50m 内不能有高压输电线和微波无线电信号传递通道。
④ 观 测站最好选在交通便利的地方以利于其它测量手段联测和扩展; ⑤ 地 面基础稳固,易于点的保存。
注意:用户如果在树木、 觇标等对电磁波传播影响较大的物体下设观测站, 当接收机工 作时,接收的卫星信号将产生畸变,这样即使采集时各项指标,如观测卫星数、 DOP 值等都 较好,但观测数据质量很差。
建议用户可根据需要在 GPS 点大约 300 米附近建立与其通视的方位点, 以便在必要时采 用常规经典的测量方法进行联测。
在点位选好后, 在对点位进行编号时必须注意点位编号的合理性, 在野外采集时输入的 观测站名由四个任意输入的字符组成,为了在测后处理时方便及准确,必须不使点号重复。 建议用户在编号时尽量采用阿拉伯数字按顺序编号。
3、基线长度
GPS 接收机对收到的卫星信号量测可达毫米级的精度。但是,由于卫星信号在大气传播 时不可避免地受到大气层中电离层及对流层的扰动,导致观测精度的降低。因此在使用 GPS 接收机测量时, 通常采用差分的形式, 用两台接收机来对一条基线进行同步观测。 在同步观 测同一组卫星时,大气层对观测的影响大部分都被抵消了。基线越短,抵消的程度越显著, 因为这时卫星信号通过大气层到达两台接收机的路径几乎相同。
同时, 当基线越长时, 起算点的精度对基线的精度的影响也越大。 起算点的精度常常影 响基线的正常求解。
因此,建议用户在设计基线边时,应兼顾基线边的长度。通常,对于单频接收机而言, 基线边应以 20公里范围以内为宜。基线边过长,一方面观测时间势必增加,另一方面由于 距离增大而导致电离层的影响有所增强。
4、提高 GPS 网可靠性的方法
可以通过下面的一些方法提高 GPS 网的可靠性: 1、增加独立基线数
在布设 GPS 网时,适当增加观测时段数,对于提高 GPS 网的可靠性非常有效。因为 随着观测时段数的增加, 所测得的独立基线数就会增加, 而独立基线数的增加对网的可靠性 的提高是非常有效的。
2、保证一定的重复设站次数
保证一定的重复设站次数,可确保 GPS 网的可靠性。一方面,通过在同一测站上的多 次观测,可有效地发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错误;另一方面,重复设站次 数的增加, 也意味着观测期数的增加。 不过需要注意的是, 当同一台接收机在同一测站上连 续进行多个时段的观测时, 各个时段间必须重新安置仪器, 以更好地消除各种人为操作误差 和错误。
3、保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连。
保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连,这样可以使得测站具有较高的可靠性, 在布设 GPS 网时,各个点的可靠性与点位无直接关系,而与该点上所连接的基线数有关, 点上所连接的基线数越多点的可靠性则越高。
4、在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于 6 条
在布设 GPS 网时,检查 GPS 观测值基线向量质量的最佳方法是异步环闭合差。而随着 组成异步环的基线向量数的增加, 其检验质量的能力将逐渐下降, 因此, 要控制最小异步环 的边数。
所谓最小异步闭合环,即构成闭合环的基线边是异步的,且边数又是最少的。 5、提高 GPS 网精度的方法
可以通过下列方法提高 GPS 网的精度:
为保证 GPS 网中各相邻点具有较高的相对精度,对网中距离较近的点一定要进行同步 观测,以获得它们间的直接观测基线;
为提高整个 GPS 网的精度,可以在全面网之上布设框架网,以框架网作为整个 GPS 网 的骨架;
在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于 6 条;
若要采用高程拟合的方法测定网中各点的正常高 /正高,则需在布网时选定一定数量的 水准点。 水准点的数量应尽可能的多, 且应在网中均匀分布, 还要保证有部分点分布在网中 的四周,将整个网包含在其中;
为提高 GPS 网的尺度精度,可采用增设长时间、多时段的基线向量。 6、布设 GPS 网时起算点的选取与分布
若要求所布设的 GPS 网的成果与旧成果吻合最好,则起算点数量越多越好。若不要求 所布设的 GPS 网的成果完全与旧成果吻合, 则一般可选 3~5 个起算点, 这样既可以保证新 老坐标成果的一致性,也可以保持 GPS 网的原有精度。
为保证整网的点位精度均匀,起算点一般应均匀地分布在 GPS 网的周围。要避免所有 的起算点分布在网中一侧的情况或连成一线的情况。
2GPS 基线解算 1 基线解算的步骤
基线解算的过程, 实际上主要是一个利用最小二乘法进行平差的过程。 平差所采用的观 测值主要是双差观测值。在基线解算时,平差要分五个阶段进行。第一阶段,根据三差观测 值,求得基线向量的初值。第二阶段,根据初值及双差观测值进行周跳修复。第三阶段进行 双差浮点解算, 解算出整周未知数参数和基线向量的实数解。 第四阶段将整周未知数固定成 整数,即整周模糊度固定。在第五阶段,将确定了的整周未知数作为已知值,仅将待定的测 站坐标作为未知参数,再次进行平差解算,解求出基线向量的最终解 -整数解。
2重复基线的检查
同一基线边观测了多个时段得到的多个基线边称为重复基线边。对于不同观测时段的 基线边的互差, 其差值应小于相应级别规定精度的 2
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