GPS外业观测操作手册

外业观测操作手册 目 录 §1.1静态观测方法 §1.1.1选点和埋石 一、选点 二、埋石 §1.1.2制定观测计划 一、确定工作量 二、采用分区观测 三、选择观测时段 四、确定观测进程及调度 §1.1.3野外观测 一、安置仪器 二、量测天线高 三、启动仪器 四、观测 五、撤站 六、野外观测的注意事项 §1.2 HD8200B 静态观测记录 §1.3手簿控制器静态观测记录 §1.3.1手簿软件的安装 §1.3.2静态采集步骤 一、设置静态采集参数 二、开始采集 三、结束采集 外业观测操作手册 §1.1静态观测方法 我们在 GPS 相对静态测量的一章中已经详细地介绍了 GPS 静态测量的过程，其中选 点与埋石、外业观测这两部分为具体的野外观测，这就是我们现在要介绍的主要内容。 在野外观测之前，还介绍了如何制定观测计划。 §1.1.1选点和埋石 一、选点 选点即观测站位置的选择。在 GPS 测量中并不要求观测站之间相互通视，网的图形 选择也比较灵活，因此选点比经典控制测量简便得多。但为了保证观测工作的顺利进行 和可靠地保持测量结果，用户注意使观测站位置具有以下的条件： ① 确保 GPS 接收机上方的天空开阔 GPS 测量主要利用接收机所接收到的卫星信 号，而且接收机上空越开阔，则观测到的卫星数目越多。一般应该保证接收机所在平面 15°以上的范围内没有建筑物或者大树的遮挡。 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。 二、埋石 在 GPS 测量中，网点一般应设置具有中心标志的标石，以精确标志点位。具体标石 类型及其适用级别可参照《全球定位系统（GPS）测量规范》 。各种类型的标石应设有中 心标志。基岩和基本标石的中心标志应用铜或不锈钢制作。普通标石的中心标志可用铁 或坚硬的复合材料制作。标志中心应刻有清晰、精细的十字线或嵌入不同颜色金属（不 锈钢或铜）制作的直径小于0.5mm 的中心点。并应在标志表面制有“GPS”及施测单位名 称。 §1.1.2制定观测计划 在施测前，建议用户根据网的布设方案、规模的大小、精度要求、GPS 卫星星座、参 与作业的 GPS 数量以及后勤保障条件（交通、通信）等，制定观测计划。 一、确定工作量 用户根据网的精度要求、接收机数目，顾及效率及网的精度、可靠性而确定工作量。 具体方法可参考有关规范。这里仅强调一下观测时段、时段长度（同步观测时间）与基 线长度等的关系。 为了在后处理中能取得符合精度的成果，必须保证接收机的一定同步观测时间，其 长短取决于众多的因素： 如基线长度、 观测卫星的数目、 卫星的空间位置精度因子 （PDOP） 及大气层（主要指电离层）状况。如果用户在4颗以上的卫星且 PDOP 值小于4.0的情况下 进行观测，那么所需的观测时间将主要取决于基线的长度及电离层扰动。 电离层的扰动是随时间及点位的位置而变化的。由于电离层的扰动在夜间要小得多， 因此夜间的观测时间通常可以减小一半，或者测程增加一倍。所以，夜间将有利于10km 以上的长基线测量。 但是，除非有特别的限制条件，否则要规定精确的观测时间是不客观的。下面仅就 一般情况下同步观测的时段数及时段的长度必须满足的要求提供一个参考值： 表5-1 项 目 级 别 卫星高度角 ( ) 观测时段数 基线平均距离 (km) 时段长度* (min) Ｃ ≥15 ≥2 10～15 60～120 Ｄ ≥15 ≥1.6 5～10 50～100 Ｅ ≥15 ≥1.6 0.2～5 40～80 当采用边连接方式可以用下式估算所需时段总数（） ： 为接收机的数目； 为 GPS 网的点数； 为相对定位的观测时段数。 值得注意的是大多数情形下，只需对基线向量观测一个时段。 二、采用分区观测 若 GPS 网的点数较多，而参与同步观测时段的静态 GPS 接收机数目有限时，建议分 区进行观测。但必须在相邻分区设置公共点，且公共点的数量一般不得少于3个。当相邻 分区的公共点点数过少，将使网形强度变差，从而影响网的精度，而增加公共点数则又 会延缓测量工作的进程，这一点请用户根据网的要求慎重考虑。 在一个观测分区内，用户还可根据参加作业的接收机数量，分成若干个同步观测的 子区（每个子区必须有两台以上的接收机） ，这样整个测区就很容易进行作业管理，从而 有利于作业效率的提高。 三、选择观测时段 在 GPS 测量中，所测卫星与观测站所组成的几何图形，其强度可取空间位置精度因 子（PDOP）来表示。无论是绝对定位或相对定位，其值均不应超过一定的要求。对应各 精度等级，PDOP 值应不超过下表所列限值。 表 5-2 级 别 Ｃ Ｄ Ｅ PDOP ≤4 ≤6 ≤6 注：为了保证观测的质量，实际上 PDOP 一般在4.0以下才采集数据。 四、确定观测进程及调度 最佳观测时间确定后，在观测工作开始之前，须制定观测工作的进程表及接收机的 调度计划。尤其当 GPS 网的规模较大，参加作业的接收机较多时，建议用户仔细地制定 和选择这些计划的优化方案，这对于顺利地实现预定的观测任务极为重要。 观测工作的进程计划，涉及到网的规模、精度要求、作业的接收机数目和后勤保障 条件等，在实际工作中，应根据最优化的原则合理制定。 §1.1.3野外观测 一、安置仪器 首先，在选好的观测站点上安放三脚架。注意观测站周围的环境必须符合上述的条 件，即净空条件好，远离反射源，避开电磁场干扰等。因此，安放时用户应尽量避免将 接收机放在树荫、建筑物下，也不要在靠近接收机的地方使用对讲机，手提电话等无线 设备。 然后，小心打开仪器箱，取出基座及对中器，将其安放在脚架上，在测点上对中、 整平基座。 最后，从仪器箱中取出 GPS 天线或内置天线的 GPS 接收机，将其安放在对中器上， 并将其紧固，再分别取出电池、电缆等其它配件(内置电池的接收机除外)，并将