静态观测论文 篇1
GSP, Global Positioning System, 即全球定位系统, 能够实现全球范围内的实时的定位与导航。GPS是世界上当前最先进的卫星导航定位系统, 其信号已经覆盖全球。GPS系统包括卫星星座部分 (空间短) 、地面监控系统 (地面段) 、信号接收机 (用户段) 三部分构成。随着定位系统的发展, 定位系统无论是硬件设施还是软件设施都不断的成熟, 因此, GPS的应用也越来广泛, 为用户提供全天候实时的高精度连续导航定位服务。
2 GPS静态观测技术
GPS静态观测指的是基于观测目标以及观测数据应用的领域, 对观测区域内的道路交通情况、水域情况、植被分布情况等进行了解与把握。通过数据的收集与整理进行测绘。GPS静态观测的内容与技术要求为:
(1) 进行GPS静态观测要做好前期的准备工作。一方面对测绘前期收集的资料进行整理与分析, 从而能够使得GPS控制网的精确度更高, 在此基础上, 进行控制网基准设计, 设计控制网的图形, 并且预计控制网精度。基于上述设计, 采用与之相匹配仪器以及计算机系统。准确相应的通讯设备与机动设备, 并且要完成相关的工程预算[1]。
(2) 基于上述准备工作, 进行GPS静态观测, 其基础是选点。进行选点的时候, 要结合后期施工, 选点要求方便安装较大设备, 同时, 视野要开阔, 周围15°不能有遮挡物, 选点的时候, 同时要注意时候有对GPS信号进行吸收的遮挡物, 这会使得观测效果受到影响;另外, 进行选点的过程中, 对电视台、气象站等无线电发射源要给予充分考虑, 应该远离无线电发射源, 其距离要超过200米, 高度要不低于输电线路50米, 从而使得强磁波对于GPS信号的干扰尽可能的降低, 使得观测得到的数据更加的准确。同时, 选择点的时候, 避免有大面积水域的存在或者具有对卫星喜欢造成干扰的物体, 从而能够使得卫星信号的接收能够顺利, 使得多路效应的问题得到避免。交通方便与设备地基稳固问题也是选点效应考虑的问题。基于前期工作计划, 选点工作人员进行选点, 从而得到GPS静态观测网型[2]。
(3) GPS静态观测选点的过程中, 对选择的点进行埋标。埋标的标石要求能够长期使用, 因此, 必须要求稳固。当完成埋标之后, 对点位网图进行绘制。
(4) 设定点位之后, 进行观测。在GPS静态观测中, 观测是最主要的外部作业部分。进行观测之前, 要拟定观测计划, 从而实地数据采集更加的高效, 同时也能够确保高精度。观测计划首先对卫星可预见性报图进行编制。当高度角超过15°时, 对测区中心某测站概略坐标进行输入, 同时将时间与日期输入。通常情况下通过不多于20天的星历记录就能够进行可预见性报图的编著。然后, 选择卫星几何图形强度, 通常情况下, GPS定位观测卫星和地面观测点的几何图形空间强度因子选择不超过6。然后对最佳观测时机进行选择, 这样可以使得观测的数据真实有效。几何图形空间强度因子小于6, 并且卫星大于4颗的时候, 是最佳的观测时机。最后, 划分观测区域。如果GPS静态观测中, 定位系统的网点比较多, 并且网的规模比较大时, 受参加观测接收机数量有限以及交通与通讯等的限制, 不能进行大区域的观测, 应该进行分区观测。为了确保观测的全覆盖以及观测数据的完整性, 进行分区观测的时候, 相邻区域的公共观测点至少有三个[3]。
(5) GPS静态观测的外业观测。GPS静态观测外业观测的主要工作是安置天线、测定气象参数、记录观测数据。在正常点位安装天线, 要在三脚架上安装天线, 在标志中心上方直接安置, 安装天线要对天线基座圆水准气泡是否平整进行检查。如果有干扰的时候, 并且对干扰不能排除, 那么为了预防观测信号出现中断的问题, 需要进行偏心观测。天线要进行正向标志的设置, 通常要求指向正北, 使得相心偏差的影响降低, 通常情况下, 偏差在3°-5°之间。安装天线遭遇特殊天气, 应该基于天气实际的情况, 对天线进行加固与保护。通过三角架对大风天气时的天线安装进行加固;为了防止雷击, 雷击天气应该将天线进行接地。当连接正确无误时, 将接收机启动, 进行开机观测。在接收机开机显示正常以后, 对观测站时段的控制信息进行输入, 接收机对数据进行记录, 此时对工作卫星的数量、信号的强弱以及相位观测残差等进行关注。严禁一个观测时段进行重新启动, 当没有出现故障的时候, 在自行测试过程中杜绝改变卫星高度角。天线位置、采样时间间隔不能进行改变, 同时, 对于文件不能进行删除。观测过程中记录开始数据、中间数据与结束数据。如果观测时段比较长, 观测的频率要增加。
3 GPS观测数据解算
(1) GPS观测数据解算要进行数据的预处理。GPS观测数据解算数据预处理, 需要编辑原始数据、整理分流原始数据, 从而产生专用信息文件, 从而可以计算平差。传输数据, 把GPS静态观测的数据向存储介质进行传输;筛分袁术数据, 对没有意义的文件进行删除, 从而获得专用信息文件, 即分流信息;对数据的文件格式进行统一;标准化卫星的轨道;对载波相位观测值进行修复以及在不改变数据真实性的前提下进行观测值的修改等, 都是GPS观测数据解算预处理工作的内容[4]。
(2) GPS观测数据解算。通常情况下GPS观测数据基线解算, 使用多段自动处理或者是多站自动处理的方法, 通过双差相位观测值、卫星星历广播坐标作为基线解算的起算依据。当多台地面接收装置同步观测, 在相同时间段可以使用单基线模式解算;基于基线长短不同, 就相同等级的GPS应该使用不同数据模型进行解算。
4 结束语
通过GPS进行静态观测, 具有精度高, 能够控制观测量、进行外业操作的过程比较简单等优势, 因此, 在测绘中的应用越来越广泛。GPS信号覆盖全球, 可以实现全天候监控。基于此, 对GPS静态观测以及解算进行研究与分析, 能够提高测绘工作的质量以及效率, 对测绘工作的发展具有非常重要的意义。
参考文献
[1]刘小慧.GPS系统概述及其定位原理[J].科技资讯.2009 (6) :12-15
[2]汪生燕, 伍海芹.浅谈WGS-84坐标系与任意坐标系的坐标转换[J].西部探矿工程.2009 (4) :114-118
[3]孟广祥, 郭标明.GPS接收机 (OEM.) 二进制文件向RINEX文件的转换[J].测绘工程.2009 (10) :18-21
静态观测论文 篇2
但是对于GPS静态数据的处理还是会有问题出现。本文将简单介绍GPS 静态观测数据处理常见的问题以及相应的解决办法。
关键词：GPS；静态数据；处理分析
GPS即是全球定位能够的简称，它在很早以前就已经发明了，在1958年的美国军方为了更好地发展军事实力而研制的一个项目，并且在1964年就开始投入使用。随着科学技术的发展，GPS导航系统已经是以全球二十四颗人造卫星作为基础，向世界各地发送消息的无限导航定位系统。而对于GPS静态观测数据的处理方面，我国还是存在着一些问题。
1. GPS的简单介绍
1.1 GPS的工作原理以及主要功能
GPS其实主要是用来进行信息的传递的一种手段。它的基本原理就是测量出人们发射的人造卫星和用户接收机之间的距离之后，再综合其他的23颗卫星测量的数据经过计算就可以知道用户的接收机的准确位置。而数据的记录主要依靠的就是通过卫星信号传播的时间，之后在乘以光速进而得到用户的接收机到卫星的距离，但是由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR），而后再根据导航电文，记录卫星时间之后再与将其与自己的时钟作对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置。GPS主要是定位系统，那么在许多的领域都会涉及到这种技术。最主要的功能就是导航。现在的汽车或者其他运输工具里一般都会安装有GPS导航系统，比如汽车中人们促成的“电子狗”。人们在行车到自己不认识的地方或者迷路的时候，只要通过“电子狗”进行设置，就可以通过GPS定位然后通过人工智能指挥驾驶人员到达目的地。其次，GPS可以进行测量。在进行一些特殊工程的时候，由于工程难度大，比如需要开凿隧道，因此需要测量山的长度，但是又不能通过人工进行测量，这样就可以通过GPS进行测量，这样更加方便可靠。最后就是授时。授时主要就是利用无线电波发播标准时间信号，然后用户就可以根据GPS来精确自己的时间，现在的智能手机、电脑等都具备这项功能。
1.2 GPS静态观测技术的简介及其特点
GPS静态观测技术相对较为复杂。在进行该项技术之前，就要做好准备工作。首先，工作人员需要明确观测的对象所在的区域的情况，了解该观测区域的主要道路交通状况，水域的分布状况，主要的植被的种植分布状况。除此之外，还需要了解相关地区的民族习俗、人土风情，这对于观测的工作也是有益处的。要尽可能的收集观测区域的地形、地貌，以及各种地图，从而为观测数据提供参考依据。而干茶地区的自然环境问题也有可能影响观测数据，因此，要掌握该地区的气象天气等外界环境。之后，综合以上参数来选择观测地点，也就是选点。除了考虑准备工作中调查的数据之外，工作人员还要考虑到后期的施工问题，要选择适合安装接收机的地点进行安装，将选点周围的遮挡物进行清除，防止阻碍或者吸收GPS发射的信号，接着对所选的点位进行埋标，然后点位设定好后就要开始具体的观测工作，最后进行外业观测主要的工作。GPS观测既有动态观测同时也包括静态观测。接下来简单介绍GPS的静态观测的特点。首先，GPS静态观测数据的精确度高。人造卫星对于静物的捕捉能力明显要比动态的物体的捕捉能力强，因此，对于GPS所测量的数据更加精确；其次，GPS的观测自动化的程度非常之高，因此，对于工作人员来说更为容易操作；因为物体是静态的，因此测量所需要的时间也就更短，极大的提高了工作效率。
1.3 GPS静态观测数据处理常见的问题
虽然GPS技术发展迅速，但是对于GPS静态观测数据的处理仍然存在着一些问题。首先就是在GPS测量时存在误差。卫星钟的钟差会使得伪码测距和载波相位测距产生误差。卫星钟偏差总量可达到l ms，产生的等效距离误差可达到300km。还有卫星本身的位置与广播星历提供的位置存在误差同样岛主数据处理有问题。其次，就是在测量的时候接收机的数据粘连。任何物品都是有保质期的，GPS接收机也不例外，一旦GPS接收机使用了一定的时间之后，就会出现问题，而接收机数据粘连就是最为普遍的问题。这样就很难读出基线，甚至没有办法解出位点。还有就是静态测量的时候记录灯与卫星指示灯不双闪而导致的数据错误。如果记录灯与卫星指示灯不双闪就不会记录上任何数据，原始数据即为空白。其实，最主要的问题就是地形的起伏对于投影的变形问题。GPS测量得到的是空间三维直角坐标，需经过坐标变换、高斯投影后才能得到所需的参考椭球面上的高斯平面直角坐标，但是如果地形起伏不定的话，对于投影或有一定的影响，会使得投影变大或者缩小，不是原来的形状和大小。
2. 对GPS静态观测数据处理方法的思考
2.1对GPS观测数据的误差处理
虽然在GPS静态观测数据处理的时候会有误差存在，但是我们应该尽量减小误差，使得数据更加精确。首先是将野值剔除。所谓野值，就是测量的数据中不正常的数据。一般每一个GPS接收机本身都有其自身的测量精度，而且接收机观测到的数据不是固定不变的，而是有测量误差的，因此，在对GPS静态观测数据进行处理之前要除去误差较大的数据，保证数据的准确性。其次，就是要将零值同样除去。零值就是接收器所记录的数据全都为零的情况，这样的数据不具有任何意义，因此要剔除掉。此外，测量出的重复值也需要剔除掉。只有把这些数据全部剔除，才能保证观测数据的精确度。
2.2对GPS静态观测数据处理方法的思考
对于GPS静态粘连的处理相对简单，主要是通过对软件进行修改，将dat 文件转换成 O 文件（即观测文件）和N文件（即星历文件），之后，要把这两个文件中的不是本次所记录的数据进行删除清理，之后再将本次记录的数据导入到 TGO 软件之中。選择出粘连的数据之后，调出本时段中正常接收机的这两个文件，参照其时段，根据实际情况估计问题接收机的时段，把时段外的观测数据删除。 对于静态测量时记录灯与卫星指示灯不双闪的问题，首先要明确解决思路，而已把将静态测量改为快速静态测量，之后再利用配套的接收机手簿记录观测数据。可以采用尺度强制约束法，合理控制已知点间的尺度，从而消除形变的问题。
2.3加强GPS静态测量相关仪器的护养
GPS接收机是测量精密的仪器，因此，要正确地使用接收机。随着使用时间的增加，GOS接收机也出现一些问题，因此要注意GPS接收机的养护问题。不能随便地拆卸零件，除非要修理仪器的时候，否则会使GPS接收机的仪器内部有大量灰尘，而且会损坏部分零件。倘若碰到仪器出现问题，不应该擅自修理，要找熟悉仪器结构的人来修理或者送到修理部去修理。
3.结束语
GPS对人们的生活有很大的帮助，虽然目前我国在GPS静态观测数据处理方面还存在着一些问题，但是相信随着科学技术的发展，GPS静态观测数据处理一定会更加完善。
参考文献：
[1]；刘磊，盛峥，王迎强，成银春，利用广播星历计算GPS卫星位置及误差分析[J]，解放军理工大学学报（自然科学版），20013，7（6）。
[2] 黄成军，郁惟康，基于小波分解的自适应滤波算法在抑制局部放电窄带周期干扰中的应用[J]，中国电机工程学报，2013，21（1）：107 - 111
[3] 罗全华.消除GPS网边长投影变形的新方法[J]. 《电力勘测设计》，2013（10）.