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免量仪器高度的GPS测量方法介绍


    常规导线测量中,全站仪测量平距不必量取仪器高度(因为仪器高度对于平距的影响较小),在GPS测量时也可不量取GPS接收机的高度,而将GPS三维基线向量转换到平面上、去除H分量进行处理,经研究测试,在小区域、一般精度的GPS控制网测量中,得到的结果与准确测量GPS接收机的天线高度的处理结果一致(仅存在微小差异),因此,对于小规模(测量距离不超过6km)、较低精度(不高于工程C级网)的GPS平面测量控制网,采用不量天线高的GPS二维数据处理,对数据平差结果的影响甚微,具有明显优势,是可行的。

 1、实施方法

  这种免量GPS仪器高度的GPS控制网测量方法,其特征在于:包括以下步骤(专利受理号200910167884.9)

 (1) 在地面测量控制点上架设GPS接收机,目视估计GPS仪器天线高度在1~2m之间;

(2) 打开GPS接收机的电源,接收机接收GPS卫星信号并记录进行测量工作,直到完成接收数据,关闭接收机电源;

(3) 在室内用随接收机配备或专用的软件下载GPS接收机的记录数据到电脑中,逐个输入统一的GPS天线高度估计值1.5m,以在软件中进行GPS三维基线向量数据解算;

(4) 将解算好的GPS三维基线向量数据导入到GSP建立的GPS网项目中,采用二维基线处理方式,GSP自动转换为二维基线向量数据,直接在二维平面上进行二维基线向量的重复边及闭合差检查,再进行GPS控制网的二维基线向量网平差处理,得到GPS测量控制网二维平差处理结果。

2、 优缺点

1) GPS外业测量不量取接收机的天线高度,省去了一道工序,大大方便了测量外业工作,也省去内业处理检查天线高的工作,提高了工作效率。同时也避免了在外业中量取天线高度错误或忘记量取高度,导致测量外业返工的问题。

2) 使用统一近似天线高度,对于测量的结果影响已经非常微小,对于平差结果的影响可以忽略。比如某GPS控制网的比较测试如下:

  两种方法的基线边向量比较 长度比较    

基线边

dx(mm)

dy(mm)

ds(mm)

S(m)

ppm

CPI105-1

CPI104

0.4

0.7

0.8

3637.054

0.22 

CPI107

CPI104

1.5

2.4

2.8

11394.37

0.25 

CPI108

CPI104

2.2

2.5

3.4

13798.82

0.25 

CPI105-1

CPI107

-1.0

-1.6

1.9

7791.523

0.24 

CPI105-1

CPI108

-1.8

-1.6

2.4

10359.91

0.23 

CPI107

CPI108

-0.9

-0.1

0.9

3230.408

0.28 


  两种方法处理的坐标比较    

控制点

dx(mm)

dy(mm)

X(m) Y(m)

CPI105-1

0.1

0.1

3383927.5125

495668.9269

CPI107

0.2

0.2

3379228.3799

489453.9469

CPI108

0.3

0.3

3376036.5452

488956.2281

CPI104

0.0

0.0

3385610.9563

498892.9272

 

3) 由于现行规范要求检查三维基线向量的重复观测较差、闭合差,如果外业测量读取天线高度有误,将会使得内业测量无法进行导致外业重测,而转换为二维基线向量恰恰去除了高程分量,重复测边较差、闭合差同样可以进行检核,使得测量工作不受影响。

4) 由于不量取天线高度而采用统一近似天线高度,所得到的测量距离含有微小系统误差,因此应用这种方法不能对三维向量的闭合差、重复基线向量较差进行检查,只能通过二维向量的重复观测值与闭合差进行检核。

5) 对于长距离(长于6km)和更高精度(高于工程C级网)的测量控制网,该方法不适宜。

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