GPS數(shù)據(jù)處理與精度提高方法研究

1、GPSGPS數(shù)據(jù)處理與精度提高方數(shù)據(jù)處理與精度提高方 法研究法研究 指導(dǎo)老師：a 論文作者：b 時(shí)間：c提綱一：設(shè)計(jì)的目的意義二：設(shè)計(jì)的內(nèi)容及實(shí)施過程（含結(jié)論）一 設(shè)計(jì)的目的意義 本設(shè)計(jì)以學(xué)校已有控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，研究：1.校正方法對(duì)GPS RTK測(cè)點(diǎn)精度的影響；2.外界環(huán)境對(duì)GPS RTK測(cè)點(diǎn)精度的影響；3.GPS靜態(tài)網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式的不同對(duì)網(wǎng)點(diǎn)精度的影響。為以后GPS測(cè)量中應(yīng)注意的問題提供參考和依據(jù)。 二 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及實(shí)施過程2.1點(diǎn)校正方法研究2.2校正點(diǎn)在一條直線上時(shí)精度研究2.3含粗差校正點(diǎn)精度研究2.4水塘、高樓、高壓線對(duì)GPS點(diǎn)精度影響的研究2.5靜態(tài)網(wǎng)網(wǎng)型研究 2.1點(diǎn)校正方法研究1.單

2、點(diǎn)校正單點(diǎn)校正:單點(diǎn)校正分別利用控制點(diǎn)單點(diǎn)校正分別利用控制點(diǎn)I24、I23、I21、I32進(jìn)行點(diǎn)校正，測(cè)量進(jìn)行點(diǎn)校正，測(cè)量 I15點(diǎn)坐標(biāo)。點(diǎn)坐標(biāo)。2.兩點(diǎn)校正兩點(diǎn)校正:兩點(diǎn)校正分別讓控制點(diǎn)兩點(diǎn)校正分別讓控制點(diǎn)I24和和I23組合、組合、I31和和I32組合進(jìn)行點(diǎn)校正組合進(jìn)行點(diǎn)校正,測(cè)測(cè) 量量I15點(diǎn)。點(diǎn)。3.多點(diǎn)校正多點(diǎn)校正:多點(diǎn)校正用控制點(diǎn)多點(diǎn)校正用控制點(diǎn)I14、I21、I23、I24、I31、I32進(jìn)行坐標(biāo)校正，并進(jìn)行坐標(biāo)校正，并 應(yīng)用此轉(zhuǎn)換結(jié)果測(cè)量應(yīng)用此轉(zhuǎn)換結(jié)果測(cè)量I15點(diǎn)。點(diǎn)。4.參數(shù)校正參數(shù)校正:多點(diǎn)校正用多點(diǎn)校正用RTK測(cè)量的控制點(diǎn)測(cè)量的控制點(diǎn)I14、I21、I23、I24、I31

3、、I32 的的 WGS-84坐標(biāo)和手簿的參數(shù)計(jì)算軟件求七參數(shù)，并應(yīng)用此參數(shù)測(cè)量坐標(biāo)和手簿的參數(shù)計(jì)算軟件求七參數(shù)，并應(yīng)用此參數(shù)測(cè)量 I15點(diǎn)。點(diǎn)。 數(shù)據(jù)處理時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)處理時(shí)將采集的處理時(shí)將采集的RTK數(shù)據(jù)與已知的的控制點(diǎn)坐標(biāo)求差分析數(shù)據(jù)與已知的的控制點(diǎn)坐標(biāo)求差分析 返回單點(diǎn)校正校正點(diǎn)分布圖（三角點(diǎn)）返回兩點(diǎn)校正校正點(diǎn)分布圖（圓點(diǎn)）返回多點(diǎn)校正和參數(shù)校正校正點(diǎn)分布圖返回v結(jié)果與結(jié)論I15 X坐標(biāo)差 Y坐標(biāo)差高程差單點(diǎn)校正0.0279 0.010 0.0738 兩點(diǎn)校正0.0025 0.029 0.0338 多點(diǎn)校正0.0093 0.015 0.0053 參數(shù)校正0.0083 0.002 0.01

4、33 1.從單點(diǎn)校正、兩點(diǎn)校正、多點(diǎn)校正到參數(shù)校正，精度依次提高從單點(diǎn)校正、兩點(diǎn)校正、多點(diǎn)校正到參數(shù)校正，精度依次提高 。2. 多點(diǎn)校正和參數(shù)校正的坐標(biāo)和高程的精度相對(duì)較高且其精度較均勻，多點(diǎn)校正和參數(shù)校正的坐標(biāo)和高程的精度相對(duì)較高且其精度較均勻， 單點(diǎn)校正的精度不穩(wěn)定，兩點(diǎn)校正精度居中。單點(diǎn)校正的精度不穩(wěn)定，兩點(diǎn)校正精度居中。3. 測(cè)量中應(yīng)盡量使用多點(diǎn)校正或參數(shù)校正，可獲得較高的坐標(biāo)精度。測(cè)量中應(yīng)盡量使用多點(diǎn)校正或參數(shù)校正，可獲得較高的坐標(biāo)精度。4.在對(duì)高程的精度要求不是很高的情況下，使用兩點(diǎn)校正就能滿足需要在對(duì)高程的精度要求不是很高的情況下，使用兩點(diǎn)校正就能滿足需要 2.2校正點(diǎn)在一條直線

5、上時(shí) 精度研究 利用前期多點(diǎn)校正測(cè)得的三個(gè)直線性較高的點(diǎn)Z1、Z2、Z3進(jìn)行點(diǎn)校正，這三點(diǎn)任意兩點(diǎn)的直線角度都是353，Z2、Z3之間的距離是175米，Z1、Z2點(diǎn)的距離是153米 。并測(cè)量點(diǎn)I24、I25、I02測(cè)量點(diǎn)X坐標(biāo)差 Y坐標(biāo)差高程差距離I24 0.0003 -0.0095 0.0085 72.3mI25 0.0016 -0.0223 -0.0140 239.6mI02 0.0135 -0.0123 -0.0744 571.2m1.隨著測(cè)點(diǎn)離校正直線的距離的增大，產(chǎn)生的誤差有增大的趨勢(shì)，隨著測(cè)點(diǎn)離校正直線的距離的增大，產(chǎn)生的誤差有增大的趨勢(shì)，特別是特別是X坐標(biāo)和高程比較明顯。如果測(cè)區(qū)

6、范圍更大，可能點(diǎn)的精坐標(biāo)和高程比較明顯。如果測(cè)區(qū)范圍更大，可能點(diǎn)的精度會(huì)更低。度會(huì)更低。2.在實(shí)地在實(shí)地RTK測(cè)量中應(yīng)盡量避免校正點(diǎn)在一條直線上。特別是大測(cè)量中應(yīng)盡量避免校正點(diǎn)在一條直線上。特別是大區(qū)域測(cè)量時(shí)，所選校正點(diǎn)要盡量覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)。區(qū)域測(cè)量時(shí)，所選校正點(diǎn)要盡量覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)。 v結(jié)果與結(jié)論校正點(diǎn)在一直線上的點(diǎn)位分布圖返回 2.3含粗差校正點(diǎn)精度研究 本次選擇控制點(diǎn)I23作為含粗差的校正點(diǎn)參與校正，每次參與校正，只是此點(diǎn)的一個(gè)方向的坐標(biāo)值粗差是0.5米，分別測(cè)量點(diǎn)I31和I32。 v結(jié)果與結(jié)論X坐標(biāo)差Y坐標(biāo)差高程差X坐標(biāo)+0.5mI320.217-0.065-0.003I310.263-0

7、.1340.016差值0.046-0.0690.019-0.5mI32-0.2140.078-0.008I31-0.2380.1540.031差值-0.0240.0760.039Y坐標(biāo)+0.5mI320.0780.223-0.007I310.1480.2250.033差值0.070.0020.04-0.5mI32-0.079-0.213-0.008I31-0.132-0.2350.034差值-0.053-0.0220.042高程+0.5mI320.0130.0040.885I310.0020.0121.194差值-0.0110.0080.309-0.5mI32-0.0020.001-0.881

8、I3100.01-1.129差值0.0020.009-0.2481.校正點(diǎn)一個(gè)坐標(biāo)值改變，會(huì)校正點(diǎn)一個(gè)坐標(biāo)值改變，會(huì)帶動(dòng)整個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)帶動(dòng)整個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)跟著改變。跟著改變。2. 當(dāng)高程出現(xiàn)粗差時(shí)不會(huì)影響當(dāng)高程出現(xiàn)粗差時(shí)不會(huì)影響到平面坐標(biāo)，平面出現(xiàn)粗差也到平面坐標(biāo)，平面出現(xiàn)粗差也不會(huì)影響高程。不會(huì)影響高程。3.測(cè)量點(diǎn)與含粗差校正點(diǎn)距離測(cè)量點(diǎn)與含粗差校正點(diǎn)距離增大，測(cè)點(diǎn)誤差也增大。增大，測(cè)點(diǎn)誤差也增大。4.點(diǎn)校正時(shí)，應(yīng)避免個(gè)別點(diǎn)出點(diǎn)校正時(shí)，應(yīng)避免個(gè)別點(diǎn)出現(xiàn)粗差，一旦發(fā)現(xiàn)只能重測(cè)，現(xiàn)粗差，一旦發(fā)現(xiàn)只能重測(cè)，無法通過平移旋轉(zhuǎn)變換得到正無法通過平移旋轉(zhuǎn)變換得到正常坐標(biāo)。常坐標(biāo)。含粗差校正

9、點(diǎn)分布圖返回 2.4水塘、高樓、高壓線對(duì)GPS點(diǎn) 精度影響的研究1.高樓的影響2.高壓線的影響 3.水塘的影響 2.4高樓、高壓線、水塘對(duì)GPS點(diǎn) 精度影響的研究1.高樓的影響 在高樓下按照不同的距離布設(shè)了8個(gè)點(diǎn)，兩兩一組。先用RTK測(cè)量這些點(diǎn)，再用全站儀測(cè)量這些點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理時(shí)將兩種數(shù)據(jù)求差，用差值分析，分析數(shù)據(jù)時(shí)還可以RTK原始觀測(cè)值誤差作為分析數(shù)據(jù)。v結(jié)果與結(jié)論點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)差Y坐標(biāo)差高程差距離B11.227-1.7968.8562.2mB20.9541.175-0.6062.2mB70.0010.011-0.0727.7mB80.0090.005-0.0377.7m點(diǎn)號(hào)可接收衛(wèi)星數(shù)水平精度H

10、RMS垂直精度VRMS可鎖定衛(wèi)星數(shù)B180.9480.9625B261.6392.0675B7100.0240.0436B8100.0320.0367B3100.0180.0376B4100.0160.0287B5100.0130.0189B6100.0190.03081.高樓遮擋對(duì)GPS觀測(cè)影響較大。2.隨著離樓距離的增大，可接 收和可被鎖定的衛(wèi)星數(shù)不斷 增多，坐標(biāo)精度也不斷的提高，直至30多米以外才達(dá)到 一個(gè)穩(wěn)定的較好的精度水平3.接收機(jī)在測(cè)量時(shí)應(yīng)離建筑物 成60或更小的角度。高樓下測(cè)點(diǎn)分布圖返回 2.4高樓、高壓線、水塘對(duì)GPS點(diǎn) 精度影響的研究2.高壓線的影響 設(shè)計(jì)時(shí)在高壓線下布設(shè)了七

11、個(gè)點(diǎn)。這些點(diǎn)先用RTK測(cè)量，再用全站儀測(cè)量。最后利用兩種坐標(biāo)的坐標(biāo)差和RTK原始觀測(cè)值誤差分析影響。v 結(jié)果與結(jié)論點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)差Y坐標(biāo)差高程差距離C10.0150.024-0.0030C20.0160.0100.0060C30.0040.014-0.00811.6C40.0150.024-0.00515.3B5-0.0010.009-0.013173.8B60.0130.022-0.076179.5點(diǎn)號(hào)可接收的衛(wèi)星數(shù)水平精度HRMS垂直精度VRMS可鎖定的衛(wèi)星數(shù)離高壓線距離（m）c1100.0110.01790c2100.0110.02090c3100.0110.018911.6c4100.01

12、10.017915.3c6100.0100.021990.2b5100.0130.0189173.8c7100.0120.0319213.81.本次觀測(cè)結(jié)果在高壓線本次觀測(cè)結(jié)果在高壓線下的點(diǎn)的高程精度要比遠(yuǎn)下的點(diǎn)的高程精度要比遠(yuǎn)離高壓線的點(diǎn)的精度高。離高壓線的點(diǎn)的精度高。 2. 從數(shù)據(jù)上看，高壓從數(shù)據(jù)上看，高壓線下的點(diǎn)的精度與遠(yuǎn)離線下的點(diǎn)的精度與遠(yuǎn)離高壓線下點(diǎn)精度相差不高壓線下點(diǎn)精度相差不大，分析原因可能是近大，分析原因可能是近期新產(chǎn)期新產(chǎn)GPS抗干擾能力抗干擾能力較強(qiáng)。較強(qiáng)。高壓線下測(cè)點(diǎn)分布圖返回 2.4高樓、高壓線、水塘對(duì)GPS點(diǎn) 精度影響的研究3.水塘的影響 在水塘邊布設(shè)7個(gè)點(diǎn)，先用RT

13、K測(cè)量這七個(gè)點(diǎn)，再用全站儀測(cè)量這七個(gè)點(diǎn)，以全站儀坐標(biāo)為準(zhǔn)，兩種坐標(biāo)值求差，分析影響，并用RTK原始測(cè)量誤差分析影響v 結(jié)果與結(jié)論點(diǎn)號(hào)X坐標(biāo)差Y坐標(biāo)差高程差距離A10.006-0.007-0.0210.4mA20.015-0.002-0.0180.4mA30.017-0.016-0.0270.4mA40.016-0.011-0.0180.4mA50.019-0.010-0.02317.2mA60.015-0.010-0.01318.6mA70.011-0.006-0.01015.5m點(diǎn)號(hào)可接收衛(wèi)星數(shù)水平精度HRMS垂直精度VRMS被鎖定衛(wèi)星數(shù)A1100.0200.01710A2100.0140.

14、01510A3100.0120.0149A4100.0110.01410A5100.0110.0169A6100.0110.0169A7100.0100.01691.水池邊的點(diǎn)并沒有因?yàn)槎嗦匪剡叺狞c(diǎn)并沒有因?yàn)槎嗦窂叫?yīng)的影響而變低。徑效應(yīng)的影響而變低。2.水池邊高程的精度要比遠(yuǎn)一水池邊高程的精度要比遠(yuǎn)一些的點(diǎn)精度低。些的點(diǎn)精度低。3.原始觀測(cè)值的水平精度隨著原始觀測(cè)值的水平精度隨著離水邊距離的增大而升高。離水邊距離的增大而升高。4.在在RTK測(cè)量中為了避免水測(cè)量中為了避免水面多路徑效應(yīng)的影響，接收面多路徑效應(yīng)的影響，接收機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離大面積水域的邊緣機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離大面積水域的邊緣15到到20米以上。米以上。水塘邊布點(diǎn)分布圖返回 2.4靜態(tài)網(wǎng)網(wǎng)型研究 本次設(shè)計(jì)選擇了五個(gè)學(xué)校已知控制點(diǎn)，兩個(gè)組網(wǎng)方式，一個(gè)正常三角網(wǎng)，一個(gè)畸形三角網(wǎng)。數(shù)據(jù)處理時(shí)選擇其中兩個(gè)控制點(diǎn)用于網(wǎng)平差v結(jié)果與結(jié)論 1.正常網(wǎng)