第6章GPS控制网的建立.ppt

第6章GPS控制网的建立
国家高精度GPS网的布设建立了我国新一代的基于空间技术的地心三维大地控制框架，改善了我国似大地水准面的精度和分辨率，为基础测绘、资源勘探、环境变化监测、国防工程及多种经济的需要提供了新的大地控制基础。
国家是一个多功能网，除满足用户精密定位要求外，还可满足气象、地球动力学、地震监测、实时广域差分等多项服务。
其服务方式原则上是公益性的。
1） 美国的连续运行参考站网系统（CORS）
CUE和ACCQPOINT公司是美国、加拿大地区的两个卫星无线网络通信公司，也是最早在北美开展商业广域差分导航服务的公司，他们利用调频副载波（FM）广播广域差分修正信号。
公司在美国和加拿大有20余个GPS永久跟踪站，通过FM提供亚米级到十米级的广域差分有偿服务，最近，这个公司开发了利用FM副载波发送GPS载波相位观测修正数据进行实时动态精密定位副（RTK FMTM）技术，有效作用距离可达70km，在20~40km的多条实验基线上，2~4min的初始化时间，十个历元左右，动态定位精度可达±1cm左右。这是个应用前景非常广阔的技术。
利用这一技术，可以实现GPS广域差分和广域RTK技术的集成，使过去分设的定位与导航系统完全有机地统一成一个系统。
此外，美国Satlog等组织也有实时广域差分服务。该机构有14个在美国沿边境分布的永久跟踪站，构成服务网络系统。
2） 美国CUE、ACCQPOINT公司广域定位导航服务网络
加拿大大地测量局将该国目前以建成的十几个永久GPS卫星跟踪站构成一个主动控制网（CACS），作为简单大地测量的动态参考框架。
其目的同样是通过因特网提供网络地心坐标和相应GPS卫星跟踪观测数据，供测量、地球物理和其他用户采用GPS单机即可进行事后精密定位。
该系统提供精密星历、卫星钟差、电离层模型等广域差分修正，其实际定位精度从1m到10m是可变的，取决于用户采用的GPS接收机的抗干扰和抗多路径效应的性能。
加拿大一些公司目前目前采用FM广播和中波信标广播网开展实时定位服务。
3） 加拿大的主动控制网系统（CACS）
目的是把当前德国各部门的差分GPS计划协调统一起来，建立一个长期运行的、覆盖全国的多功能差分GPS定位导航服务体系，作为国家的空间数据基础设施。
把德国的差分GPS服务按精度、时间响应和目的分成四个级别：实时定位服务（EPS）、高精度实时定位服务（HPS）、精密大地定位服务（GPPS）、高精度大地定位服务（GHPS）。
服务方式
时间特性
数据通信方式
定位精度
用户数量
数据格式
应用领域
EPS
实时
长波
1m～3m
∞
RTCM
车船导航、管理、海测、环保、农林
HEPS
实时
超短波2m波
1cm～5cm
∞
RTCM
精密工程、趁势管线、航空
GPPS
准实时
电话系统
1cm
n≤∞
RINEX
精密工程、城市监控、测量、航测
GHPS
事后
INTERNET
<1cm
∞
RINEX
地球动力学、精密工程、动态坐标框架
4） 德国的***导航服务计划（SAPOS）
四种服务的精度、时间特性、通信方式、数据格式及用途：
§6-2 GPS控制网的技术设计
一、GPS控制网技术设计一般原则
1、充分考虑建立GPS控制网的应用范围
2、采用分级布网的建设方案
3、确定GPS测量精度标准
4、GPS网的基准设计：
位置基准： 与测区的坐标系统一致，通常由给定的起算点坐标确定。
方位基准：通过给定的起算方位角确定，或直接选用GPS基线向量的方位角。
尺度基准：由地面电磁波测距边确定，或由给定的起算点坐标确定，或直接选用GPS基线向量的距离。
5、GPS高程基准
6、确定选点原则：
观测站（即接收天线安置点）应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。
观测站附近不应有大面积的水域，或对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应的影响。
观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视场开阔。在视场内周围障碍物的高度角，根据情况一般应小于10°~15°。
观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展。
对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近，应有良好的通信设施和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电。
点位选定后（包括方位点），均应按规定绘制点之记，包括点位及点位略图、点位的交通情况以及选点情况等。
二、 GPS定位精度标准确定
亚毫米
毫米
亚厘米
厘米
亚分米
分米
亚米级
米级
~
1~4mm
5~9mm
1~