實(shí)用工測(cè)20全球衛(wèi)星定位測(cè)量

實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.1 概 述 所 謂 全 球 衛(wèi) 星 定 位 測(cè) 量 ， 就 是 指 利 用 空 間 飛 行 的 衛(wèi) 星 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 地面 點(diǎn) 位 的 測(cè) 定 。 目 前 正 在 運(yùn) 行 的 全 球 衛(wèi) 星 定 位 位 系 統(tǒng) 有 美 國(guó) 的 G PS和 俄 羅 斯 的 G LONASS。 正 在 建 設(shè) 中 的 歐 盟 G ALILEO， 還 未 投 入使 用 。 全 球 衛(wèi) 星 定 定 位 系 統(tǒng) ， 一 般 指 美 國(guó) 的 G PS。 G PS具 有 全 球 性、 全 天 候 、 連 續(xù) 的 三 維 定 位 、 導(dǎo) 航 、 測(cè) 速 和 授 時(shí) 能 力 ， 廣 泛 應(yīng) 用 于航 空 航 天 、 海 陸 空 三 軍 導(dǎo) 航 、 地 球 物 理 、 大 地 測(cè) 量 、 交 通 管 理 以 及城 鎮(zhèn) 建 設(shè) 等 各 個(gè) 領(lǐng) 域 ， 并 已 滲 透 到 人 們 的 日 常 工 作 、 學(xué) 習(xí) 和 生 活 之中 。 1957年 10月 世 界 上 第 一 顆 人 造 地 球 衛(wèi) 星 發(fā) 射 成 功 ， 使 空 間 科 學(xué)技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 迅 速 跨 入 一 個(gè) 嶄 新 的 時(shí) 代 。 人 造 地 球 衛(wèi) 星 的 出 現(xiàn) ， 首先 引 起 各 國(guó) 軍 事 部 門(mén) 的 高 度 重 視 。 1958年 底 ， 美 國(guó) 海 軍 武 器 實(shí) 驗(yàn) 室著 手 建 立 為 美 國(guó) 軍 艦 導(dǎo) 航 服 務(wù) 的 衛(wèi) 星 系 統(tǒng) ， 即 海 軍 導(dǎo) 航 衛(wèi) 星 系 統(tǒng) （Navy Navigation Satellite System NNSS） ， NNSS系 統(tǒng) 中 ， 衛(wèi) 星 軌 道 都 通 過(guò) 地 極 ， 故 也 稱 “ 子 午 （ Transit） 衛(wèi) 星 系 統(tǒng) ” ， 1964年 該 系統(tǒng) 建 成 。 但 是 系 統(tǒng) 衛(wèi) 星 數(shù) 目 較 少 （ 5 6顆 ） ， 運(yùn) 行 高 度 較 低 （ 平 均約 1000km） ， 因 此 無(wú) 法 提 提 供 連 續(xù) 地 實(shí) 時(shí) 三 維 導(dǎo) 航 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 為 了 滿 足 軍 事 部 門(mén) 和 民 用 部 門(mén) ， 對(duì) 連 續(xù) 實(shí) 時(shí) 三 維 導(dǎo) 航 的 迫 切 要求 ， 1973年 美 國(guó) 防 部 組 織 海 陸 空 三 軍 ， 共 同 研 究 建 立 新 代 衛(wèi) 星 導(dǎo)航 系 統(tǒng) ， 即 目 前 所 稱 的 “ 授 時(shí) 與 測(cè) 距 導(dǎo) 航 系 統(tǒng) /全 球 定 位 系 統(tǒng) ” （Navigation Satellite Timing and Ranging/G lobal Positioning System NAVSTAR/G PS） ， 通 常 簡(jiǎn) 稱 為 全 球 定 位 系 統(tǒng) （ G PS）。 G PS具 有 高 精 度 連 續(xù) 實(shí) 時(shí) 三 維 導(dǎo) 航 能 力 ， 并 有 良 好 的 抗 干 攏 性， 因 此 G PS大 大 超 過(guò) NNSS。 G PS的 主 要 特 點(diǎn) 是 ： (1)全 球 全 天 候 實(shí) 時(shí) 定 位 。 G PS衛(wèi) 星 數(shù) 目 多 ， 分 布 合 理 ， 所 以地 球 上 任 何 地 點(diǎn) 都 可 以 連 續(xù) 同 步 觀 測(cè) 到 至 少 4顆 衛(wèi) 星 ， 從 而 保 證 了全 球 、 全 天 候 、 實(shí) 時(shí) 三 維 定 位 定 位 。 (2)自 動(dòng) 化 程 度 高 。 用 G PS接 收 機(jī) 測(cè) 量 時(shí) ， 只 要 將 天 線 精 確 安置 在 測(cè) 站 上 ， 主 機(jī) 可 安 放 在 測(cè) 站 不 遠(yuǎn) 處 ， 也 可 放 在 室 內(nèi) ， 通 過(guò) 專 用 的 通 訊 線 和 天 線 連 接 ， 接 通 電 源 ， 啟 動(dòng) 接 收 機(jī) ， 儀 器 就 自 動(dòng) 開(kāi)始 工 作 。 結(jié) 束 測(cè) 量 時(shí) ， 僅 需 關(guān) 閉 電 源 ， 取 下 接 收 機(jī) ， 便 完 成 野 外數(shù) 據(jù) 采 集 任 務(wù) 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 (3)觀 測(cè) 速 度 快 ， 精 度 高 。 目 前 ， 20km以 內(nèi) 相 對(duì) 靜 態(tài) 定 位 僅 需15 20分 鐘 。 G PS相 對(duì) 定 位 精 度 可 達(dá) 10-6， 100 500km可 達(dá) 10-7。 在 300 1500m工 程 精 密 定 位 中 ， 觀 測(cè) 1小 時(shí) 以 上 ， 解 算 平 面 位置 誤 差 小 于 1mm。 (4)應(yīng) 用 領(lǐng) 域 非 常 廣 泛 。 由 于 G PS提 供 精 確 的 位 置 、 速 度 和 時(shí) 間信 息 ， 對(duì) 現(xiàn) 代 戰(zhàn) 爭(zhēng) 成 敗 至 關(guān) 重 要 ， 極 大 改 變 了 未 來(lái) 戰(zhàn) 爭(zhēng) 的 作 戰(zhàn) 方式 。 在 導(dǎo) 航 方 面 ， G PS不 僅 供 用 于 海 上 、 空 中 和 陸 地 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 的導(dǎo) 航 ， 而 且 可 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 目 標(biāo) 實(shí) 施 監(jiān) 控 、 管 理 和 救 援 。 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 視 和 修正 航 行 路 ， 可 以 保 障 運(yùn) 動(dòng) 物 體 沿 預(yù) 定 航 線 運(yùn) 行 ， 并 可 選 擇 最 佳 航線 。 在 地 球 物 理 方 面 ， 精 確 測(cè) 定 地 球 板 塊 的 位 移 和 運(yùn) 動(dòng) 速 速 率 ，預(yù) 測(cè) 地 震 災(zāi) 害 提 供 重 要 數(shù) 據(jù) 。 在 測(cè) 繪 方 面 ， 目 前 G PS己 成 大 地 測(cè)量 測(cè) 定 控 點(diǎn) 的 主 要 方 法 ， 在 工 程 測(cè) 量 以 及 城 市 測(cè) 繪 己 廣 泛 采 用G PS先 進(jìn) 的 定 位 技 術(shù) 。 在 交 通 運(yùn) 輸 方 面 ， 實(shí) 施 運(yùn) 輸 監(jiān) 控 、 調(diào) 度 管 理 、 事 故 處 理 和 緊 急 救 援 都 起 到 非 常 重 要 作 用 。 隨 著 G PS定 位 技術(shù) 的 發(fā) 展 ， 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 還 會(huì) 不 斷 拓 寬 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 空 間 部 分由 24顆 GPS衛(wèi) 星 組 成 地 面 監(jiān) 控 系 統(tǒng)由 監(jiān) 測(cè) 站 、 主 控 站 、 注 入 站 組 成用 戶 部 分由 GPS接 收 機(jī) 組 成監(jiān) 測(cè) 站注 入 站 主 控 站 20. 2 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 地 球 上 任 何 地 方 至 少 同 時(shí) 可 看 到 四 顆 衛(wèi) 星 。 其 發(fā) 射 信 號(hào) 能 覆 蓋 地 面 面 積38%。 衛(wèi) 星 在 軌 道 的 任 何 位 置 ， 對(duì) 地 面 的 距 離 和 波 束 覆 蓋 面 積 基 本 不 變 。 在 波束 覆 蓋 區(qū) 域 內(nèi) ， 用 戶 接 收 到 的 衛(wèi) 星 信 號(hào) 強(qiáng) 度 近 似 相 等 。 這 對(duì) 提 高 定 位 精 度 十分 有 利 。 在 全 球 任 何 地 方 、 任 何 惡 劣 的 氣 候 條 件 下 ， 為 用 戶 提 供 二 十 四 小 時(shí)不 間 斷 的 免 費(fèi) 服 務(wù) 。 衛(wèi) 星 高 度 ： 20200公 里運(yùn) 行 周 期 ： 11小 時(shí) 58分衛(wèi) 星 分 布 在 六 條 升 交 點(diǎn) 相 隔 60的 軌 道 面 上 ， 軌 道 傾 角 為 55每 條 軌 道 上 分 布 四 顆 衛(wèi) 星 ， 相 臨 兩 軌 道 上 的 衛(wèi) 星 相 隔 40 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 1個(gè) 主 控 站 3個(gè) 注 入 站 5個(gè) 監(jiān) 測(cè) 站 太 平 洋印 度 洋大 西 洋 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 =用 戶 部 分 觀 測(cè) 和 記 錄 由 若 干 衛(wèi) 星 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù) ,并 運(yùn)用 數(shù) 學(xué) 方 法 求 得 三 維 空 間 位 置 以 及 時(shí) 間 和 速 度 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 TOPCON產(chǎn) 品 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 Leica GPS接 收 機(jī) 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 南 方 儀 器 廠 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.3.1 GPS衛(wèi) 星 信 號(hào) 的 組 成1.載 波 信 號(hào) L1載 波 ， 波 長(zhǎng) =19.03cm， 頻 率 f1=1575.42MHZ L2載 波 ， 波 長(zhǎng) =24.42cm， 頻 率 f2=1227.6OMHZ。2.測(cè) 距 碼 C/A碼 （ 粗 碼 /捕 獲 碼 ） ： 調(diào) 制 在 L1載 波 上 。 結(jié) 構(gòu) 公 開(kāi) ，不 同 的 衛(wèi) 星 有 不 同 的 C/A碼 。 P碼 （ 精 碼 ） ： 調(diào) 制 在 L 1和 L2載 波 上 。3.數(shù) 據(jù) 碼 （ D碼 ） （ 導(dǎo) 航 電 文 ） 提 供 有 關(guān) 衛(wèi) 星 位 置 ， 衛(wèi) 星 鐘 的 性 能 、 發(fā) 射 機(jī) 的 狀 態(tài) 等 數(shù)據(jù) 和 信 息 。 用 戶 利 用 觀 測(cè) 值 以 及 這 些 信 息 和 數(shù) 據(jù) 就 能 進(jìn) 行 導(dǎo)航 和 定 位 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.3.2 GPS的 常 用 坐 標(biāo) 系WGS-84世 界 大 地 坐 標(biāo) 系 ： 原 點(diǎn) 是 地 球 的 質(zhì) 心 Z軸 指 向 國(guó) 際 時(shí) 間 局BIH1984.0定 義 的 協(xié) 議 地 球 北極 （ CTP） 方 向 X軸 指 向 BIH1984.0的 零 子午 面 和 CTP相 對(duì) 應(yīng) 的 赤 道 的 交點(diǎn) Y軸 垂 直 于 ZOX平 面 且 與 Z、 X軸 構(gòu) 成 右 手 坐 標(biāo) 系 協(xié) 議 地 球 北 極 CTP ZWGS-84 Y WGS-84X WGS-84國(guó)際時(shí)間局(BIH)定義的零子午圈 O 地球質(zhì)心協(xié)議地 赤 道球 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.3.3 GPS定 位 原 理 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.3.4 偽 距 測(cè) 量 與 載 波 相 位 測(cè) 量1.偽 距 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 G PS采 用 的 單 程 測(cè) 距 原 理 ， 它 不 同 于 電 磁 波 測(cè) 距 儀 中 的雙 程 測(cè) 距 。 這 就 要 求 衛(wèi) 星 時(shí) 鐘 與 接 收 機(jī) 時(shí) 鐘 要 嚴(yán) 格 同 步 。 但實(shí) 際 上 ， 兩 者 難 于 嚴(yán) 格 同 步 ， 因 此 存 在 不 同 步 誤 差 ， 另 外 ，測(cè) 距 碼 在 大 氣 中 傳 播 還 受 到 大 氣 電 離 層 折 射 及 大 氣 對(duì) 流 層 的影 響 ， 產(chǎn) 生 延 遲 誤 差 。 因 此 ， 測(cè) 距 碼 所 求 得 距 離 值 并 非 真 正的 站 星 幾 何 距 離 ， 習(xí) 慣 上 稱 其 為 “ 偽 距 ” 。 由 于 衛(wèi) 星 鐘 差 、 電 離 層 折 射 和 大 氣 對(duì) 流 的 影 響 ， 可 以 通過(guò) 導(dǎo) 航 電 文 中 所 給 的 有 關(guān) 參 數(shù) 加 以 修 正 ， 而 接 收 機(jī) 的 鐘 差 卻難 以 預(yù) 先 準(zhǔn) 確 地 確 定 ， 所 以 把 接 收 機(jī) 的 鐘 差 當(dāng) 作 一 個(gè) 未 知 數(shù)， 與 測(cè) 站 坐 標(biāo) 一 起 解 算 。 這 樣 ， 在 一 個(gè) 觀 測(cè) 站 上 要 解 出 4個(gè)未 知 參 數(shù) ， 即 3個(gè) 點(diǎn) 位 坐 標(biāo) 分 量 和 1個(gè) 鐘 差 參 數(shù) ， 所 以 至 少 同時(shí) 觀 測(cè) 4顆 衛(wèi) 星 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 2.載 波 相 位 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.3.5 GPS定 位 方 法 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 S S S S1 2 3 4 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 5、 實(shí) 時(shí) 動(dòng) 態(tài) 定 位 測(cè) 量 實(shí) 時(shí) 動(dòng) 態(tài) 定 位 測(cè) 量 ， 即 GPS RTK測(cè) 量 技 術(shù) （ 其 中 RTK為實(shí) 時(shí) 動(dòng) 態(tài) 的 意 思 ， 英 文 是 Real Time Kinematic） 。 GPS RTK測(cè) 量 技 術(shù) 原 理 ： 在 兩 臺(tái) GPS接 收 機(jī) 之 間 增 加 一 套 無(wú) 線 通 信 系 統(tǒng) （ 又 稱數(shù) 據(jù) 鏈 ） ， 將 兩 臺(tái) 或 多 臺(tái) 相 對(duì) 獨(dú) 立 的 GPS接 收 機(jī) 聯(lián) 成 有 機(jī)的 整 體 。 基 準(zhǔn) 站 （ 安 置 在 己 知 點(diǎn) 上 的 GPS接 收 機(jī) ） 通 過(guò) 電 臺(tái) 將 觀測(cè) 信 息 、 測(cè) 站 數(shù) 據(jù) 傳 輸 給 流 動(dòng) 站 （ 運(yùn) 動(dòng) 中 的 的 GPS接 收 機(jī)） ， 流 動(dòng) 站 將 基 準(zhǔn) 站 傳 來(lái) 的 載 波 觀 測(cè) 信 號(hào) 與 流 動(dòng) 站 本 身 觀測(cè) 的 載 波 觀 測(cè) 信 號(hào) 進(jìn) 行 差 分 處 理 ， 從 而 解 算 出 兩 站 間 的 基線 向 量 。 若 事 先 輸 入 相 應(yīng) 的 坐 標(biāo) 轉(zhuǎn) 換 參 數(shù) 和 投 影 參 數(shù) ， 即可 實(shí) 時(shí) 得 到 流 動(dòng) 站 偽 三 維 坐 標(biāo) 及 其 精 度 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 基 準(zhǔn) 站接 收 機(jī) GPS信 號(hào)基 準(zhǔn) 站 觀 測(cè) 數(shù) 據(jù)無(wú) 線 通信 設(shè) 備 流 動(dòng) 站實(shí) 時(shí) 解 算 兩 點(diǎn) 之 間 基 線實(shí) 時(shí) 解 算 流 動(dòng) 站 WGS-84坐 標(biāo)轉(zhuǎn) 換 為 當(dāng) 地 基 準(zhǔn) 坐 標(biāo)(我 國(guó) 為 國(guó) 家 大 地 坐 標(biāo)系 C80或 P54) 接 收 機(jī)無(wú) 線 通信 設(shè) 備基 準(zhǔn) 站觀 測(cè) 信 號(hào) 流 動(dòng) 站觀 測(cè) 信 號(hào)基 準(zhǔn) 站 流 動(dòng) 站 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.4.1 G PS控 制 網(wǎng) 的 技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 1.充 分 考 慮 建 立 控 制 網(wǎng) 的 應(yīng) 用 范 圍 根 據(jù) 工 程 的 近 期 、 中 長(zhǎng) 期 的 需 求 確 定 控 制 網(wǎng) 的 范 圍 。 2.采 用 的 布 網(wǎng) 方 案 及 網(wǎng) 形 設(shè) 計(jì) 適 當(dāng) 地 分 級(jí) 布 設(shè) G PS網(wǎng) 顧 及 測(cè) 站 選 址 、 儀 器 設(shè) 備 裝 置 與 后 勤 交 通 保 障 等 因 素 設(shè) 計(jì) 各 觀 測(cè) 時(shí) 段 的 時(shí) 間 及 接 收 機(jī) 的 搬 站 順 序 G PS網(wǎng) 一 般 由 一 個(gè) 或 若 干 個(gè) 獨(dú) 立 觀 測(cè) 環(huán) 組 成 ， 也 可 采 用路 線 形 式 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 3.G PS測(cè) 量 的 精 度 標(biāo) 準(zhǔn) 國(guó) 家 測(cè) 繪 局 1992年 制 訂 的 我 國(guó) 第 一 部 “ G PS測(cè) 量 規(guī) 范 ” 將G PS的 測(cè) 量 精 度 分 為 A E五 級(jí) ， 以 適 應(yīng) 于 不 同 范 圍 、 不 同 用途 要 求 的 G PS工 程 。 4.坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 與 起 算 數(shù) 據(jù) 在 G PS網(wǎng) 的 技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 中 ， 必 須 說(shuō) 明 G PS網(wǎng) 的 成 果 所 采 用 的 坐標(biāo) 系 統(tǒng) 和 起 算 數(shù) 據(jù) 。 空 間 相 似 變 換 求 得 七 個(gè) 待 定 系 數(shù) ： 3個(gè) 平 移 參 數(shù) 、 3個(gè) 旋 轉(zhuǎn) 參數(shù) 和 1個(gè) 縮 放 參 數(shù) 。5.G PS點(diǎn) 的 高 程 G PS測(cè) 定 的 高 程 是 WG S-84坐 標(biāo) 系 中 的 大 地 高 ， 與 我 國(guó) 采 用 的1985年 黃 海 國(guó) 家 高 程 基 準(zhǔn) 正 常 高 之 間 也 需 要 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 換 。 為 了 得到 G PS點(diǎn) 的 正 常 高 ， 應(yīng) 使 一 定 數(shù) 量 的 G PS點(diǎn) 與 水 準(zhǔn) 點(diǎn) 重 合 ， 或 者對(duì) 部 分 G PS點(diǎn) 聯(lián) 測(cè) 水 準(zhǔn) 。 若 需 要 進(jìn) 行 水 準(zhǔn) 聯(lián) 測(cè) ， 則 在 進(jìn) 行 G PS布點(diǎn) 時(shí) 應(yīng) 對(duì) 此 加 以 考 慮 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.4.2 選 點(diǎn) 與 建 立 點(diǎn) 位 標(biāo) 志 選 定 G PS點(diǎn) 點(diǎn) 位 時(shí) ， 應(yīng) 遵 守 以 下 的 幾 點(diǎn) 原 則 ： 1.周 圍 應(yīng) 便 于 安 置 接 收 設(shè) 備 ， 便 于 操 作 ， 視 野 開(kāi) 闊 ， 視 場(chǎng)內(nèi) 周 圍 障 礙 物 的 高 度 角 一 般 應(yīng) 小 于 15 ； 2.遠(yuǎn) 離 大 功 率 無(wú) 線 電 發(fā) 射 源 （ 如 電 視 臺(tái) 、 微 波 站 等 ） ， 其距 離 不 小 于 400m； 遠(yuǎn) 離 高 壓 輸 電 線 ， 其 距 離 不 小 于 200m； 3.點(diǎn) 位 附 近 不 應(yīng) 有 強(qiáng) 烈 干 擾 衛(wèi) 星 信 號(hào) 接 收 的 物 體 ， 并 盡 量避 開(kāi) 大 面 積 水 域 ； 4.交 通 方 便 ， 有 利 于 其 它 測(cè) 量 手 段 擴(kuò) 展 和 聯(lián) 測(cè) ； 5.地 面 基 礎(chǔ) 穩(wěn) 定 ， 易 于 點(diǎn) 的 保 存 為 了 較 長(zhǎng) 期 地 保 存 點(diǎn) 位 ， G PS控 制 點(diǎn) 一 般 應(yīng) 設(shè) 置 具 有 中 心標(biāo) 志 的 標(biāo) 石 ， 精 確 地 標(biāo) 志 點(diǎn) 位 ， 點(diǎn) 的 標(biāo) 石 和 標(biāo) 志 必 須 穩(wěn) 定 、 堅(jiān)固 。 最 后 ， 應(yīng) 繪 制 點(diǎn) 之 記 、 測(cè) 站 環(huán) 視 圖 和 G PS 網(wǎng) 圖 、 作 為 提 交 的 選 點(diǎn) 技 術(shù) 資 料 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.4.3 G PS外 業(yè) 觀 測(cè) 1.G PS觀 測(cè) 準(zhǔn) 備 工 作 (1)G PS接 收 儀 的 一 般 性 檢 視主 要 檢 查 接 收 機(jī) 給 部 件 是 否 齊 全 、 完 好 ， 緊 固 部 件 是 否 松 動(dòng) 與 脫 落 ， 設(shè) 備 的 使 用手 冊(cè) 及 資 料 是 否 齊 全 等 。 (2)通 電 檢 驗(yàn) 檢 驗(yàn) 的 主 要 項(xiàng) 目 包 括 ： 設(shè) 備 通 電 后 有 關(guān) 信 號(hào) 燈 、 按 鍵 、 顯 示 系 統(tǒng) 和 儀 表 工 作情 況 ， 以 及 自 測(cè) 試 系 統(tǒng) 工 作 情 況 。 當(dāng) 自 測(cè) 試 正 常 后 ， 按 操 作 步 驟 進(jìn) 行 衛(wèi) 星 捕 獲 與跟 蹤 ， 以 檢 驗(yàn) 其 工 作 情 況 。 (3)試 測(cè) 檢 驗(yàn) 主 要 是 檢 驗(yàn) 接 收 機(jī) 精 度 及 其 穩(wěn) 定 性 。 兩 臺(tái) G PS接 收 機(jī) 所 測(cè) 的 基 線 長(zhǎng) 與 標(biāo) 準(zhǔn)值 比 較 ， 以 確 定 接 收 機(jī) 的 精 度 和 穩(wěn) 定 性 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 (4)編 制 G PS衛(wèi) 星 可 見(jiàn) 性 預(yù) 報(bào) 及 觀 測(cè) 時(shí) 段 的 選 擇 G PS定 位 精 度 與 觀 測(cè) 衛(wèi) 星 的 幾 何 圖 形 有 密 切 關(guān) 系 。 衛(wèi) 星 幾 何圖 形 的 強(qiáng) 度 越 好 ， 定 位 精 度 越 高 。 從 測(cè) 觀 測(cè) 站 觀 測(cè) 衛(wèi) 星 的 高 度 角越 小 ， 衛(wèi) 星 分 布 范 圍 越 大 ， 則 幾 何 精 度 因 子 G DOP值 越 小 ， 定 位精 度 越 高 ， 一 般 要 求 G DOP值 小 于 6。 因 此 ， 觀 測(cè) 前 要 編 制 衛(wèi) 星 可見(jiàn) 性 預(yù) 報(bào) ， 選 擇 最 佳 觀 測(cè) 時(shí) 段 ， 擬 定 觀 測(cè) 計(jì) 劃 。 一 般 G PS接 收 機(jī) 的 商 用 數(shù) 據(jù) 處 理 系 統(tǒng) 都 帶 有 衛(wèi) 星 可 見(jiàn) 預(yù) 報(bào) 軟件 。 使 用 軟 件 時(shí) ， 需 在 當(dāng) 前 子 目 錄 下 存 有 前 期 觀 測(cè) 衛(wèi) 星 星 歷 文 件； 調(diào) 入 預(yù) 報(bào) 軟 件 后 ， 輸 入 預(yù) 計(jì) 觀 測(cè) 站 的 概 略 坐 標(biāo) 、 預(yù) 計(jì) 觀 測(cè) 日 期和 觀 測(cè) 衛(wèi) 星 的 高 度 的 截 止 角 （ 例 如 10 或 15 ） 。 軟 件 首 先 讀 取前 期 衛(wèi) 星 星 歷 文 件 的 衛(wèi) 星 日 程 表 （ 即 含 有 所 有 G PS衛(wèi) 星 的 概 略 星歷 ） ， 軟 件 按 預(yù) 計(jì) 觀 測(cè) 日 期 計(jì) 算 衛(wèi) 星 位 置 ， 再 利 用 測(cè) 站 坐 標(biāo) 計(jì) 算衛(wèi) 星 高 度 角 ， 選 取 高 度 角 大 于 高 度 的 截 止 角 的 所 有 衛(wèi) 星 進(jìn) 行 預(yù) 報(bào)， 按 時(shí) 間 順 序 列 出 所 有 可 見(jiàn) 衛(wèi) 星 信 息 。 根 據(jù) 衛(wèi) 星 的 幾 何 精 度 G DOP的 變 化 情 況 ， 可 以 選 擇 最 佳 時(shí) 間 段。 進(jìn) 一 步 安 排 觀 測(cè) 衛(wèi) 作 的 進(jìn) 程 表 及 接 收 機(jī) 的 調(diào) 度 計(jì) 劃 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 2.觀 測(cè) 工 作 觀 測(cè) 工 作 包 括 ： 天 線 安 置 ， G PS接 收 儀 安 置 與 操 作 ， 氣象 參 數(shù) 測(cè) 定 ， 測(cè) 站 記 錄 等 。 （ 1） 天 線 安 置 天 線 的 精 確 安 置 是 實(shí) 現(xiàn) 精 密 定 位 的 前 提 條 件 之 一 。 一 般 情況 下 ， 天 線 應(yīng) 盡 量 利 用 三 腳 架 安 置 在 標(biāo) 志 中 心 的 垂 線 方 向 上， 直 接 對(duì) 中 ； 天 線 的 圓 水 準(zhǔn) 泡 必 須 居 中 ； 天 線 定 向 標(biāo) 志 線 應(yīng)指 向 正 北 。 天 線 安 置 后 ， 應(yīng) 在 各 觀 測(cè) 時(shí) 段 的 前 后 各 量 取 天 線 高 一 次。 兩 次 量 高 取 平 均 值 作 為 最 后 天 線 高 。 (2)安 置 G PS接 收 儀 在 離 天 線 的 適 當(dāng) 位 置 的 地 面 上 安 放 接 收 儀 ， 用 電 纜 把 接收 儀 與 電 源 、 天 線 及 控 制 器 連 接 好 ， 確 認(rèn) 無(wú) 無(wú) 誤 后 ， 打 開(kāi) 電 源 開(kāi) 關(guān) ， 進(jìn) 行 預(yù) 熱 和 靜 置 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 (3)開(kāi) 機(jī) 觀 測(cè) 觀 測(cè) 的 主 要 任 務(wù) ， 是 捕 獲 G PS衛(wèi) 星 信 號(hào) 并 對(duì) 其 進(jìn) 行 跟 蹤 、 接 收 和 處 理信 號(hào) ， 以 獲 取 所 需 的 定 位 觀 測(cè) 數(shù) 據(jù) 。 其 主 要 步 驟 如 下 ： (a)開(kāi) 機(jī) 后 檢 查 各 指 示 燈 與 儀 表 顯 示 是 否 正 常 ， 若 正 常 開(kāi) 始 自 測(cè) 試 。 (b)按 測(cè) 量 功 能 鍵 ， 接 收 機(jī) 開(kāi) 始 搜 索 衛(wèi) 星 ， 輸 入 測(cè) 站 參 數(shù) ， 等 待 開(kāi) 測(cè)命 令 。 (c)按 測(cè) 量 鍵 開(kāi) 始 同 步 觀 測(cè) ， 并 注 意 有 關(guān) 信 息 。 按 測(cè) 量 鍵 顯 示 測(cè) 站 的 地 理 坐 標(biāo) 、 累 計(jì) 數(shù) 據(jù) 采 集 時(shí) 間 、 PDOP值 、 可 視衛(wèi) 星 和 鎖 定 衛(wèi) 星 的 數(shù) 量 。 觀 測(cè) 過(guò) 程 中 ， 通 過(guò) 顯 示 屏 隨 時(shí) 了 解 作 業(yè) 進(jìn) 程 。 (4)觀 測(cè) 記 錄 與 測(cè) 量 手 簿 觀 測(cè) 記 錄 由 G PS接 收 機(jī) 自 動(dòng) 形 成 ， 自 動(dòng) 記 錄 在 存 儲(chǔ) 介 質(zhì) （ 如 PCMCIA卡 等 ） 上 ， 其 內(nèi) 容 有 G PS衛(wèi) 星 星 歷 及 衛(wèi) 星 鐘 差 參 數(shù) 、 偽 距 觀 測(cè) 值 等 。 至于 測(cè) 站 的 信 息 ， 包 括 測(cè) 站 點(diǎn) 點(diǎn) 號(hào) 、 時(shí) 段 號(hào) 、 天 線 高 等 ， 通 常 是 由 觀 測(cè) 人員 手 工 輸 入 接 收 機(jī) 。 測(cè) 量 手 簿 在 觀 測(cè) 過(guò) 程 中 由 觀 測(cè) 人 員 填 寫(xiě) ， 不 得 測(cè) 后 補(bǔ) 記 。 手 簿 的 內(nèi) 容還 包 括 天 氣 狀 況 、 氣 象 元 素 、 觀 測(cè) 人 員 等 內(nèi) 容 。 實(shí) 用 工 程 測(cè) 量 20.4.4 成 果 檢 核 與 數(shù) 據(jù) 處 理 1.將 觀 測(cè) 數(shù) 據(jù) 下 載 到 計(jì) 算 機(jī) 中 ， 并 計(jì) 算 GPS基 線 向 量 ， 基線 向 量 的 解 算 軟 件 一 般 采 用 儀 器 廠 家 提 供 的 軟 件 。 2.對(duì) 解 算 成 果 進(jìn) 行 檢 核 ， 常 見(jiàn) 的 有 同 步 環(huán) 和 異 步 環(huán) 的 檢 測(cè)。 根 據(jù) 規(guī) 范 要 求 的 精 度 ， 剔 除 誤 差 大 的 數(shù) 據(jù) ， 必 要 時(shí) 還 需 要 進(jìn)行 重 測(cè) 。 3.將 基 線 向 量 組 網(wǎng) 進(jìn) 行 平 差 了 。 平 差 軟 件 可 以 采 用 儀 器 廠家 提 供 的 軟 件 ， 也 可 以 采 用 通 用 數(shù) 據(jù) 格 式 的 第 三 方 軟 件 或 自 編軟 件 。 4.通 過(guò) 平 差 計(jì) 算 ， 最 終 得 到 各 觀 測(cè) 點(diǎn) 在 指 定 坐 標(biāo) 系 中 的 坐標(biāo) ， 并 對(duì) 坐 標(biāo) 值 的 精 度 進(jìn) 行 評(píng) 定 。