静态测量、动态测量（通用10篇）
静态测量、动态测量 篇1
摘要：对GPS静态测量的原理和方法进行了探讨, 并结合GPS静态测量应用的实际观测结果和四等水准测量高程的比对。
关键词：GPS,静态测量,四等水准
1 概述
目前, GPS平面控制网在大量工程中已经得到了广泛的运用, 但是GPS高程却运用得不够, 人们期望着能够用GPS高程测量替代传统的水准测量, 从而达到减少野外水准测量的工作量的目的。本文对GPS高程测量的原理和方法进行了初步的探讨, 并结合实测量GPS高程测量应用的组成GPS水准混合网进行平差, 并将其精度与四等水准测量精度指标进行比较, 经实际工作验证, 拟合出的正常高程能够满足一般工程四等水准测量精度要求, 在一定程度上降低了生产成本。
2 GPS高程系统基本原理
2.1 GPS高程转换
由GPS相对定位得到的三维基线向量, 通过GPS网平差, 可以得到高精度的大地高差。如果网中有一点或多点具有精确的GS-84坐标系的大地高程, 则在GPS网平差后, 可求得各GPS点的GS-84大地高H84。大地高是由地面点沿通过该点的椭球面法线到参考椭球面的距离, 是一个几何量, 不具有物理上的意义。它通过与水准测量资料、重力测量资料等相结合, 来确定测点的正常高, 具有重要的意义。但在实际应用中, 地面点高程采用正常高系统。地面点的正常高Hr是地面点沿铅垂线至似大地水准面的距离。正常高系统为我国通用的高程系统有1956年黄海高程系和1985国家高程基准, 都是正常高系统。这种高程是通过水准测量来确定的。
大地高与正常高之间的关系式:Hr=H84-s
GPS高程转换的关键是求高程异常值s, 求得s之后才能根据以上公式将GPS大地高转换成我国目前实用的正常高, 才能在实际工作中加以应用。
2.2 拟合方法转换
2.2.1 二次曲面拟合法是在拟合区域内
的水准重合点之间, 按削高补低的原则平滑出一个二次多项式曲面来代表拟合区域的似大地水准面, 供内插使用。拟合范围越大, 高程异常的变化越复杂, 削高补低的误差也越大。平面拟合法使用范围比较窄, 要求拟合区域地势平坦区域范围较小, 似大地水准面接近一个平面, 它通过少量的已知固定点拟合出简单的平面模型来近似表示似大地水准面。多面函数拟合是一种纯数学曲面逼近方法, 它的出发点是在每个数据点上同各个已知数据点分别建立函数关系 (这种关系表现为一规则的数学曲面) , 将这些有规律的数学曲面按一定的比例迭加起来, 就可拟合出任何不规则的曲面, 且能达到较好的拟合效果。待定点是核函数和求解出的迭加系数的线性函数。很明显, 多面函数的解算具有最小二乘配置和推值法的性质。最小二乘配置法中的协方差函数是一种统计函数, 在高程异常资料稀少的地区很难确定。而多面函数的核函数可以按几何关系确定, 它是距离的函数, 且顾及了待定点和已知点间的相关关系, 起着权系数矩阵的作用。
2.2.2 采用的已知水准点越多, 拟合精度就越高。
在实际应用中, 对于线状的测区, 平均每4~8km应该有一个几何水准点参与拟合;对于面状测区平均每10km应该有一个几何水准点参与计算, 这些点应尽可能包围所有的拟合点。在地形复杂的测区, 应适当增加水准重合点观测。
2.3 测量实例
为论证GPS高程测量的可靠性, 我们在实际工程应用中的GPS控制网联测了四等水准测量, 布设了共12点E级GPS点控制网, 已充分考虑GPS网的图形强度, 使GPS网网型合理, 以提高GPS点的测量精度。观测仪器以南方9600型GPS 12台以静态方式按同步测量一小时以上观测, 同步图形之间采用边连接或网连接的方式进行观测, GPS接收有效观测卫星数均超过4颗, 卫星截止高度角采用150, 采样间隔为5秒, 卫星分布几何图形因子 (PDOP值) 均小于8, 观测成果以南方随机软件进行解算和拟合, 其成果精度符合规范的要求。在平差解算时以曲面拟合求算GPS高程, 曲面拟合时, GPS网内使用了四个水准联测点作起算, 四个水准联测点分布于四个测区, 能均匀分布和控制四个测区, 同时GPS网内的拟合高程以8个点的Ⅳ等水准高程作校核, 其基本情况如下表所示;
从上表可见, GPS拟合高程达到Ⅳ等水准精度。
3 结论
GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样, 是GPS测量应用的重要领域。特别是在山岭丘陵地区, 往往由于这些地区地形条件的限制, 实施常规的几何水准测量有困难, GPS高程测量无疑是一种有效的手段。采用的已知水准点越多, 拟合精度就越高。在实际应用中, 一定要增加已知水准点作为GPS平差网内的未知点和其求出的拟合高程作校核, 以保证其他未知控制点拟合高程的可靠性, 则完全可以用GPS高程拟合的方法代替四等水准测量
参考文献
[1]徐绍铨, 张华海, 杨志强, 王泽民.GPS卫星测量原理与应用[J].武汉测绘科技大学出版社, 1998.
[2]CH 2001-92.全球定位系统 (GPS) 测量规范
[3]GB50026-2007.工程测量规范
静态测量、动态测量 篇2
全球卫星定位系统GPS作为测绘3S(GPS、GIS、RS)技术之一,以其高精度、高效率,应用领域广泛等诸多特点而受到青睐.GPS克服了传统测量的许多缺点,尤其在控制测量方面,有很大的改进与改善.
作 者：郭志良 郭庆云 杨玉刚 作者单位：郭志良(北京华星勘查新技术有限公司,北京,100035)
郭庆云(沂水县建设局规划处,山东,临沂,276400)
杨玉刚(中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队,山东,济南,250100)
二极管静态热阻测量系统的设计 篇3
关键词:热阻测量;封装技术;可靠性测试
中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0019-02
一、热阻测量的意义和基本原理
本试验的目的是确定二极管器件的热性能,提高产品封装的可靠性、减小质量缺陷、降低生产成本,并对后期产品应用散热片尺寸设计提供了必要的数据。热阻通常使用两种测量方式,即静态热阻抗和瞬态热阻抗测试。静态热阻抗(简称为热敏电阻)确定元件的整体散热性能。通常半导体元件的热阻主要由Rthjl--结到引脚热阻,Rthjc-结到外壳热阻,Rthja--结到环境温度热阻三部分组成。其计算公式为:
RthJX=(TJ-TX)/P
静态热阻测量的主电路原理如图1-1所示,在测量出热阻系数k之后,
热阻参数的测量电路原理如下图所示:
二、K系数测量
K系数即半导体二极管正向电压温度曲线斜率,其计算公式为
K=T1–T2/(V1–V2)℃/mV
根据MIL-STD-750D标准中的规定首先要对二极管施加一个正向测量电流,该电流所产生的热量依据干法测量原理不应该对二极管本身产生任何物理影响,以保证得出准确的测量结果,也就是说二极管VF的变化是由于外部施加的环境温度发生变化导致TJ温度上升,材料本身的温度敏感性使得Vf下降。所以选择测量电流Im的值是非常重要的,这里我们设计了一个可变的恒流源电路,其电流的大小通过上位计算机的图形界面控制。在选择电流时,首先要对材料的正向Vf-If曲线进行测试,找到VF突变的临界点时的电流值作为Im是最合适的。
为了测量温度曲线,使用espace恒温箱来模拟温度升高的过程,并用9点测试法对恒温箱进行温度校准。因为恒温箱本身提供了modbus通信控制功能,在我们开发的上位机软件的控制下,以10度为间隔逐点升温,带温度稳定15分钟后,测量材料上VF电压,描绘出温度曲线。由于材料本身的特性呈非线性,所以测量出的数据要通过线性回归分析,拟合出函数曲线。MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,代表了当今国际科学计算软件的先进水平,线性回归程序就是以Matlab的Acitve组件Matlab Automation Type Library为基础开发出来的。
matlab.Execute(x)
matlab.Execute(y)
matlab.Execute("c=polyfit(x,y,1)")
matlab.Execute("k=c(1),b=c(2)")
matlab.Execute("ybest=k*x+b")
matlab.Execute("plot(x,y,'*')")
matlab.Execute("hold on")
matlab.Execute("plot(x,ybest)")
程序中X数组保存的是每一温度点测量的温度值,Y数组为温度值。经过回归分析后得出原函数的斜率和截距,并绘制出测量曲线。经过这样的步骤我们就得出了K系数和测量曲线。
三、静态热阻测量系统和参数测量
系统主要由主控计算机、电压采集控制板、线性精密数字调节横流源、加热电流控制Mosfet驱动板和Modbus冰水机和上位机控制软件组成。主控计算机为台湾研华科技公司生产的ipc-610型工控机,该机具有很宽工作温度范围,能够在零下20度到零上80度的温度范围内正常工作,抗强干扰能力极强适合在电磁环境恶劣的条件下使用,由于热阻测量时可能会伴随高达数百安培的电流瞬时切断,其产生的电磁干扰经常使的普通计算机失去响应,所以选择它是非常适用的。
电压采样板的微控器才采用LPC1700系列ARM芯片LPC1766作为主控单元。LPC766是基于第二代ARM Cortex-M3内核的微控制器,是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器,适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。其操作频率高达120MHz,采用3级流水线和哈佛结构,带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的低性能的第三条总线,使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz,并包含1个支持随机跳转的内部预取指单元。LPC1700系列ARM增加了一个专用的Flash存储器加速模块,使得在Flash中运行代码能够达到较理想的性能LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件:最高配置包括512KB片内Flash程序存储器、96KB片内SRAM、4KB片内EEPROM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、1个10位DAC、1路电机控制PWM输出(MCPWM)、1个正交编码器接口、6路通用PWM输出、1个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。LPC1700系列ARM Cortex-M3还集成了大量的通信接口:1个以太网MAC、1个USB 2.0全速接口、5个UART接口、2路CAN、3个SSP接口、1个SPI接口、3个I2C接口、2路I2S输入、输出。由于VF电压范围在几百毫伏的范围内,CPU内部的12bitADC分辨率不足,测量元件采用了德州仪器公司生产的ADS7891 14位高精度ADC芯片,可以提供1/16384分辨率,高速并行接口能够提供3Msps/s的采样速率,内部集成了2.5V基准源,最大功率损耗85mW。ADC将采集到的数据发送至主CPU后,通过由Altera公司的Cyclone系列FPGA设计的PCI协议转换桥接口最终将数据送至电脑的PCI接口。
nlc202309011129
加热电源选择了Agilent E3633a和6671A,E3633可以向负载提供200w的输出功率,6671a可输出0-8V 220A,非常适宜低压大电流应用。两款电源都是单输出双范围高性能直流电源,分别工作在恒压、恒流模式,具有非常高的精度。输出采用差分远程电压反馈技术,大幅度提升了输出负载调整率,在大输出电流情况下输出电压不会跌落。超低的纹波和噪声信号也使其成为了加热电源的首选,。同时还具有过压过流保护电路,操作状态自动记忆,远程GPIB通信等辅助功能。上位软件的控件可以直接与Visual studio系统连接,直接电压设定无需内部调整。
精密恒流源电路对测量结果起到了至关重要的作用。传统的PID电流方案由于需要足够的稳定时间,对突变信号不够敏感,在高速测量系统中是不适合的。在切断加热电流的瞬间,恒定电流就要建立,经历窗口时间Tmd之后的几个us内迅速到达设定值。
开关电路主要负责切断加热电流,由于加热电流较大所以压降所产生的功率损耗和散热片体积成为了必须要考虑的问题。选择低压大电流的Mosfet要比同样电流的IGBT饱和压降低很多,所以此处选择了Semicon公司的SEMITOP系列SK300MB075模块,其标称容量为75V290A满足了系统的需求。驱动电路选择了东芝公司的TLP250高速驱动光耦,其最大输出电流高达1A,非常适合驱动较大的功率模块。
热阻参数在测量时,对外部环境要求极为苛刻,JESD51-2标准中规定材料要安装在静止的空气环境中,使用体积为12立方英寸的容器将待测试材料密封起来,防止外界的空气流动对材料本身的热流产生影响,保证测量的温度敏感参数能够被正确测量。将测量温度的三个热电偶放入容器中,分别安装于外壳、引线,和能够测量环境温度的位置。与原件接触的热电偶一定要紧密贴合,并均匀涂抹导热硅胶使,热量能更好的传递至热偶减小测量误差。在测量结壳热阻Rthjc时,采用水冷板和冰水机组成的散热系统,将材料的散热背板压紧到水冷板上,并通过冰水机控制水冷板环境温度恒定为25度。
上位机软件控制流程首先给材料施加正向测试电流Im,电流的取值要和k系数测量时选取的数值相同。等待15分钟左右热平衡,测量系统自动记录下初始压降VF0,同时记录测试温度T0。然后发送运行命令至加热电源,对材料进行加热同时完成加热功率P的测量,电流大小依据Datasheet手册中给出的值来设定。加热数秒钟之后迅速通过mosfet开关,切断主加热电源,像电压采集板发出测量命令。电压采集卡立即开始记录此时的正向压降VF1和此时的温度值T1,以1us为间隔连续记录20ms的数据,上位机软件将采集到的数据显示到电压时间窗口。并依据设定好的窗口时间数据,从采样队列中剔除掉稳定前的数据。将正确的数值送至Matlab进行线性回归分析,并逆推出在关断时刻的压降值。
在VF0,VF1,T0,T1测量数据收集完毕后由计算公式:
?Tj=(VF1-VF0)/k
然后根据?Tj计算出元件的结温即TJ:
Tj=?Tj+T1
RthJc=(Tj-Tc)/P
由此获得了热阻测量中最为重要,而且无法直接观测的结温数据。最后依据标准公式分别计算出RThja、Rthjc、Rthjl三个参数,等待1-2数秒后,重新开始循环测量,经过多次循环测量后前后数据呈现一致且稳定后,便是最终结果。
静态测量、动态测量 篇4
GPS全球定位系统,是由美国建立的卫星导航定位系统,利用该系统用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航、定位和测速。目前GPS卫星定位技术已广泛应用于测绘、导航等领域,在测绘领域,主要应用于空间大地控制网的布设、工程测量、地形图测绘、航空摄影辅助测量等。
河南省土壤墒情及地下水自动监测系统一期工程于2010年6月开始建设,当年12月建成并投入试运行。项目共建150处地下水水位自动监测井,依据《地下水监测规范》,需在每处监测井周围设置1个基本水准点,并引测其高程[4]。该项目点多面广,若采用传统的水准仪法进行测量,历时较长,且不经济,经综合考虑,决定引进新的测量方法,即利用GPS静态测量技术完成基本水准点高程引测。现以许昌测区为例,探讨该技术在高程测量中的应用步骤和方法及特点。
1 GPS测量的原理
GPS根据其作用可划分为空间、控制和用户接收等部分。空间部分由6个轨道平面上的24颗卫星组成,用来发射卫星信号;控制部分由分布在全球的若干个跟踪站组成的监控系统构成,用来向卫星上行加载导航和其他数据;用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备等组成,用来接收卫星信号。
G P S卫星用码分多址的技术,在频率为1 575.42 MHz的L1载波和1 227.60 MHz的L2载波上广播测距码和导航数据,利用单向到达时间(TOA)测距的概念,导航数据提供给接收机,以确定卫星发射信号时的位置,而测距码使用户接收机能够确定信号的传输延时,从而确定卫星到用户的距离[6]。基本原理是利用距离交会技术,测量出已知位置的卫星到GPS接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据,通过一系列方程演算,由地面点的点位坐标就可知道接收机的具体位置。在测绘中主要利用GPS的定位功能确定点的三维位置。
2 GPS静态测量方法和特点
GPS测量方法包括静态和RTK测量,本文主要探讨GPS静态测量。该方法是将至少3台双频GPS接收机安置在基线端点上,保持固定不动,不受通视条件限制,但需同步观测4颗以上卫星。测量时可观测数个时段,每时段观测十几分钟至几十个小时左右。最后将观测数据输入计算机,经基线结算软件处理得到各点坐标。在GPS测量的各种方法中,该方法精度最高,主要用于大地、控制、变形、工程等测量。
3 项目实施内容
3.1 GPS控制网设计
针对本项目建设特点和地下水监测井分布,决定由有地下水自动监测井建设任务的6个地市各自组网完成本辖区内水准点的引测任务,现以许昌测区为例说明测量的方法步骤及注意事项。
此次测量,平面坐标系统采用1954年北京坐标系,高程系统采用1985年国家高程基准。首级平面控制布设D级GPS控制网。GPS接收机4台,采用网连式,共埋设GPS静态点12个,联测1个D级GPS点,3个分布合理的三等水准点,其中1个三等水准点作为检验点。高程测量平面布置图如图1所示。
此次测量的任务是按照规范[4]要求测定每处地下水自动监测井新设基本水准点的高程,用以测定监测井周围地面、井台、仪器架的高程,使所测地下水位能统一到1985国家高程基准系中,方便地下水水位资料的使用。同时得到各地下水监测井的经纬度,以准确定位。根据使用目的及精度要求,依据校核水准点位置和交通条件,按E级GPS网来布设平面控制网,已知高程点布设在控制网的外围,并均匀分布,适当地构成长边图形,以保证GPS网进行约束平差后坐标精度的均匀性及减少尺度比误差影响。
3.2 GPS测量外业准备与实施
3.2.1 外业准备
本次GPS外业作业准备了4台双频GPS接收机,4台水准仪、水准尺等测量工具,为防止工作失误,提高工作效率,编制了GPS作业调度表,并编制了GPS卫星可见性预报图,选择最佳时段(卫星多于4颗,PDOP值小于6)进行观测。
根据前期埋设水准点时的调查,各地下水监测井均位于农田内,视野开阔,无遮挡GPS信号的障碍物,周围也无影响GPS信号的微波站、信号塔、高压线路、大面积水体等,观测条件较好。
3.2.2 观测工作
3.2.2. 1 天线安置
1)利用水准仪和水准尺按四等水准测量标准测量,校核水准点与地下水监测井周围4个方向的高差、井台、仪器架的高差,并做好数据记录。
2)GPS接收机架设在三角架上,安置在校核水准点上方直接对中,对中误差不超过1 mm,GPS接收机基座上方的圆水准气泡必须整平。
3)GPS接收机架好后,在圆盘天线的3个方向分别量取仪器高,数值互差不超过3 mm,取平均值记入观测手簿[1]。
4)安置完成,各项设备检查无误后,打开GPS电源进行预热,等候开机指令进行同步观测。
3.2.2. 2 观测作业
1)开机后GPS接收机有关指示显示正常后,开始工作。
2)接收机在开始记录数据后,应注意查看有关观测卫星数量等情况。
3)在出测前认真检查电池容量是否充足,观测过程中也要特别注意供电情况。
4)仪器高按规定始、末各量测1次,并及时计入测量手簿。
5)观测站的全部预定作业项目,经检查均按规定完成,且记录与资料完整无误后方可迁站。
6)每日检查仪器内存容量,及时将数据转存到计算机硬盘上。
3.2.2. 3 技术指标
1)同时观测有效卫星数≥4;
2)有效观测卫星总数≥4;
3)观测时段数>1.6;
4)时段长≥60 min[1];
5)采样间隔5~15 s。
3.3 数据处理及平差计算
为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核,可用不同型号GPS接收机随机软件对GPS数据进行处理,统一文件格式为通用数据交换格式RINEX,然后选用软件进行基线解算、平差,根据基线处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价,以确保观测成果和定位结果的预期精度。
3.3.1 基线处理与检核
由软件导入观测数据后,会自动形成静态基线,首先对观测数据测站名点号、测站坐标、天线高等项目进行检查。避免外业操作时的误操作;然后设定基线结算的控制参数,实现基线的优化处理。可利用软件的功能实现基线的自动解算,基线解算完毕后,基线结果不能马上用于后续的处理,还必须对基线的质量进行RATIO,RDOP,RMS,同步环闭和差,异步环闭和差和重复基线较差检验,对不合格的基线查找原因,查明后可以通过基线处理设置或编辑基线时段来重复处理,如果多次处理仍不能求得合格解,则将其剔除。如其在基线控制网中是必不可少的,则需重测这条基线。
3.3.2 网平差
网平差是由软件自动完成的,分以下几步:
1)坐标系、网平差设置,北京54、二维平差、中央子午线123、不固定(平移、旋转、缩放)、曲面拟合。
2)已知坐标输入,如经纬度、平面坐标、高程,2个三等水准点,1个D级GPS点,2个三等水准点的经纬度。
3)提取基线向量构建GPS基线向量网、网图检查。
4)无约束平差,在各项质量检核符合要求后,以所有独立基线组成闭合图形,以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息,以1点的WGS-84系三维坐标作为起算依据,无约束平差应提供各控制点在WGS-84系下的三维坐标,各基线向量3个坐标差观测值的总改正数,基线边长及点位和边长的精度信息。
5)二维平差、水准拟合,在无约束平差确定的有效观测量基础上,在北京54坐标系下进行二维约束平差。以2个三等水准点,1个D级GPS点作为约束点,将基线网中的其它点坐标转换成北京54坐标。并输出基线向量改正数,基线边长,方位及坐标、边长、方位的精度信息;转换参数及精度信息。
6)质量分析与控制,网平差结束后,对网平差结果进行检验,网平差的检验主要通过改正数、中误差及相应的数理统计检验结果等项来评价分析。
若作为约束的已知坐标与GPS网不兼容,应剔除误差大的约束值或改用其它合适的坐标。首先检查基线向量网是否正确,对不合格的基线废除或重新解算,必要时,要重新进行外业观测。其次检查观测文件的观测站点、天线高是否正确,出现这种情况的时候,往往闭合差或自由网的结果非常差。
由测量结果分析,虽存在部分相邻点间平均距离超限,但各点水平分量和垂直分量中误差满足规范中E级网的要求,说明测量成果满足规范的质量要求。许昌测区平差成果表如表1所示。西黄庄站实际高程为66.524 m,GPS测量高程为66.500,绝对误差为0.024 m,根据GPS测量成果,西黄庄站至许昌站和西黄庄站至新郑站直线距离分别为12.15和34.14 km,依据《国家三、四等水准测量规范》[2],四等水准测量最小允许闭合差分别为70 mm,因此可判定采用GPS静态测量方法进行高程测量是满足相关规范要求的[3]。
4 结语
利用GPS静态测量来替代四等或等外水准测量,具有效率高,节省人力、物力、财力的特点,在外业观测条件良好,已知高程点分布合理的情况下,GPS静态测量所测高程可达到《国家三、四等水准测量规范》中四等水准测量的要求[5],特别是在高程异常变化较为平缓的地区(如平原地区),拟合准确度更高。
因此应根据相应的标准和规范,结合测区具体情况,在满足测量精度的前提下,充分发挥GPS静态测量的特点,提高高程控制测量的工作效率。
参考文献
[1]国家测绘局测绘标准化研究所,国家测绘局第一大地测量队,国家基础地理信息中心.GB/T18314-2009全球定位系统(GPS)测量规范[S].北京:中国标准出版社,2009:2-9.
[2]国家测绘局测绘标准化研究所.GB/T12898-2009国家三、四等水准测量规范[S].北京:中国标准出版社,2005:4-15.
[3]水利部水文司.SL58-1993水文普通测量规范[S].北京:中国水利水电出版社,1993:1-11.
[4]水利部水文司.SL183-2005地下水监测规范[S].北京:中国水利水电出版社,2005:10-11.
[5]江苏省测绘工程院,江苏省测绘产品质量监督检验站.DB32/T1223-2008GPS高程测量规范[S].南京:江苏省质量技术监督局,2008:2-4.
静态测量、动态测量 篇5
浅谈GPS静态网在水库测量中的应用
本文主要介绍了在水库勘测测绘中GPS静态控制网的设计与实施,其定位精度高、测站闯无须通视、同时测定三维坐标、操作简单、全天候作业,已成为控制测量的`主要施测方法.
作 者：孔庆迎 作者单位：云南省保山市昌宁县水利局勘测设计队,678100刊 名：中国科技信息英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(17)分类号：关键词：GPS 静态测量 应用
光波偏振态的静态测量研究 篇6
对于斯托克斯矢量的测量,常用的方法有机械、电光[7]、磁光等调制法和四探测器等振幅分割方法[8],但这些方法或机械旋转导致稳定性不好,或液晶电光调制的时间响应难以满足光波偏振态高速测量的场合,或需要复杂的光机结构、系统调整难度较大。现提出一种铌酸锂晶体串联进行光波偏振态测量方法,充分利用铌酸锂晶体的电光调制响应速度快的特性,实现光波偏振态的高稳定性测量。
1 测量原理
描述光波偏振态的斯托克斯矢量可以由其四个斯托克斯参数来表示[9,10],即S0、S1、S2、S3。现在斯托克斯参数测量是利用铌酸锂晶体对光波进行相位调制,实现两相干光到达探测器上光强的变化,进而利用与相位差对应的四个不同强度值进行斯托克斯参数的求解。测量原理如图1所示。
待测光波通过铌酸锂晶体和偏振片后的输出光强可表示为
式(1)中,Sout和Sin分别代表出射光波与入射待测光波的斯托克斯矢量,可以写成矩阵形式
式中MP和My是4×4阶Mueller矩阵,分别表示偏振片和相位延迟器的Muller矩阵。偏振片和相位延迟器的Muller矩阵分别可以用透射轴方向和快轴方向与x轴方向夹角来表示。为简化计算,通常取偏振片的透射轴方向沿x轴方向,这样它的Mueller矩阵将可以表示为简单的形式。
类似于相位延迟器,铌酸锂晶体的Muller矩阵取决于其快轴方向与参考方向的夹角θ及其相位延迟量δ。
探测器上接收到的光强值实际是出射光波斯托克斯矢量Sout的第一分量,即S0(out),因此只需要计算在式(1)中第一行的值,取θ=30°,则探测器上接收到的光强值与相位差的关系式为
通过求解方程或进行相关矩阵运算,即可得到描述光波偏振态的四个斯托克斯参数,即实现了光波偏振态的测量。
2 实验及数据处理
按照如图1所示的原理实施基于电光调制的光波偏振态测量,搭建实验装置对待测光波的偏振态进行了测量。待测光波为偏振态确定的线偏振光或圆偏振光,然后利用该装置对该偏振光进行测量并利用上面提到的数据处理办法进行斯托克斯参数的反演,将测量结果与传统基于波片旋转的偏振态测量结果进行比对分析,验证了该方案的可行性。
所用到的主要实验器材包括:波长为632.8 nm的He-Ne激光器,1/4波片,偏振片,纵横比为25∶3的铌酸锂晶体(Li Nb O3)及其电压控制电源,光功率计。
通过高精度定位透光轴方向的偏振片以及快慢轴方向确定的1/4波片[11,12,13]组合,就可以产生偏振状态确定的线偏振光或圆偏振光,称为偏振光产生系统,为电光调制测量系统提供待测光波。偏振光产生系统原理如图2所示。
运用极值测量法实验确定铌酸锂晶体的半波电压,实验原理图如图3所示。
最后,分别通过外加电压控制系统设置四个不同的电压值加载于铌酸锂晶体,通过铌酸锂晶体的两束偏振光有四个对应的相位差值分别为和π,因此通过铌酸锂晶体的电光调制特性实现了光强探测器上不同的光强值,分别记录不同电压对应的强度值。
同时,为了验证本方案的可行性,采用了传统的基于波片机械旋转方法对同一偏振态进行测量,并将测量结果与本方案测量结果进行对比分析。
通过计算四个外加电压值对应铌酸锂晶体引起的相位差δ1、δ2、δ3、δ4,并记录光强探测器上对应的光强响应,利用方程(4),即可得到待测光波的四个Stokes参数。分别利用本文方案和基于波片机械旋转方法进行了待测光波偏振态的测量,并将各自的四个Stokes参数进行归一化处理,结果分别如表1和表2所示。
对比上述几种偏振态的四个Stokes参数理论值,可见利用本方案实际测得的光波偏振态的归一化Stokes参数与各偏振态斯托克斯参数理论值有一定偏差,但与基于旋转波片法测得的结果比较接近,每个分量的相对偏差不超过±3%,能够从趋势上说明光波的偏振状态,因此能够说明该方案用于光波偏振态测量的可行性。而各种偏差的存在可能是由于测量过程中提供的待测光波的偏振态并非完全理想,如果要提高测量精度,还需要对偏振态产生系统进行标定以确定其偏振状态。
3 结论
针对光波偏振态测量中存在的机械稳定性不高、难以满足偏振态高速测量的现状,本文提出采用光电响应时间短、机械稳定性好的基于铌酸锂晶体电光调制的光波偏振态测量方案,非常适合于稳定性光纤通信等偏振态变化迅速等领域对光波偏振态的测量。并进行了实验验证,数据处理结果表明了测量方案的可行性。
通过本方案提出的基于铌酸锂晶体的偏振态测量系统对光波进行偏振态的测量,改变铌酸锂晶体外加电压获取不同的光强探测值,通过数据处理计算出表示待测光波偏振态的斯托克斯四个参数,对比分析实验结果及验证方案的可行性。
水利工程中GPS静态测量探讨 篇7
1 GPS技术的发展状况
GPS定位系统是由美国陆海空三军联合所研制的卫星导航系统, 因其具有全球性、全天候、连续性和实时性导航地位及定时功能, 所以越来越受到各个行业的青睐。GPS的相对测量定位由于精确度高而且使用费用相对较低等特点被引入到水利工程的测量中。这是对水利工程测量的一项重要技术革命。GPS中的相对测量定位是将L1和L2载波相互结合, 实现相对观测值的高精度测量。它的基本原理是采用载波相对测量局域差分法。这种方法的大致内容是:在接收机之间求一次差, 在接收机和卫星观测历元之间求二次差, 通过两次查分计算得出待定基线的长度。GPS中的静态测量主要运用在对地理的测量上, 例如地壳变形观测、国家大地测量等。随着科技的不断进步以及GPS技术的不断发展, 相信GPS会被运用到更多的领域, 为人类的生产生活造福。
2 水利工程中GPS测量的特点
首先, 水利工程中的GPS测量不需要观测站之间的通视, 利用其特有的测量原理就可以完成观测站之间的联系。在没有引入GPS测量技术以前, 在对水利工程进行测量时, 最大的困难就是观测站之间的通视条件不好, 这不仅会影响到测量数据的精确性, 而且会影响施工质量。GPS测量技术的应用, 使得观测站之间的通视问题得到解决, 使得选点工作更加灵活方便。
其次, GPS技术的高精确性缩短了观测时间。传统的水利工程观测时间很长, 而且观测的数据也具有人为性, 这不仅仅在观测上浪费了太多的时间而且在后期数据处理上也会浪费很多的时间。GPS静态相对定位技术的应用大大缩短了观测的时间, 而且提高了观测数据的可靠性。
再者, 相比于其他观测设备而言, GPS设备在操作上更加简单便捷。GPS设备是一个自动化设备。计算机技术的发展赋予了GPS更加智能的软硬件系统, 观测人员只需要将相应的数据输入到GPS设备中, GPS设备就会自动进行测量并且记录和分析所测量出的结果。这就大大缩短了观测和整理数据所需要的时间。
最后, GPS技术可以提供三维坐标, 精确性更高。GPS是依赖于卫星进行定位的系统, 卫星分布的均匀合理使得GPS在测量精度上更为准确, 目前其精确度已经可以满足四等水准的测量要求, 而且GPS的准确性定位还可以显示出每个观测站点的三维坐标。
3 GPS静态测量在水利工程中的应用
水利工程是民生工程, 工程规模一般都比较大, 而且工期很长, 技术要求很高, 所以在前期的规划设计就需要做的十分严谨, 需要大量一手的原始资料。这就要求测绘人员在正式施工之前, 要对施工地区的地理环境和水域环境进行观测和调查。在调查过程中, 仅仅依赖于传统的作业模式是行不通的, 必须要使用现代高科技手段进行观测, GPS也正是在这种情况下被应用到水利工程中的。
3.1 平面控制测量:
这项测量作业主要依赖于GPS的静态测量技术完成的, 控制测量是工程测量中最重要的一个环节, 所以在测量时要求测量出的数据具有真实性和可靠性。对平面控制的测量首先采用的是GPS快速静态测量, 然后依靠接收天线和数据处理系统对观测数据进行处理, 整个测绘过程的位置可以看成是精致的, 通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标, 这样可以提高测绘的精确度。
3.2 高程控制测量:
高程控制测量是大地控制网的一个重要环节, 它所利用的是水准测量方法进行建立。为了提高工程的进度, 一般情况下对高程控制的测量选择的是电子水准仪, 并且配合专门的条码水准尺进行测量, 这种搭配的方式不仅能够节约出更多的人员从事其他的测绘工作, 而且能够提高工作效率和测绘的准确性。
3.3 水下数据的获取:
GPS无法在水下直接进行观测, 但可以通过选取参照物进行观测以及收集水下数据。例如将接收机安装在所要测绘的地域, 另一部接收机安装在船舶上, 通过两点之间的对接, 观察和测量该地域的水域环境。同时结合PTK所测量的平面坐标, 完成水下地形的测量任务。
4 总结
GPS在水利工程中的应用大大提高了水利工程测量的精确度, 解决了在测量中容易出现的一些问题。其智能化的操作系统也便于测量人员的使用, GPS定位系统不会受到环境和天气的影响, 因此测量人员不需要担心通视问题。另外, GPS观测所提供的三维坐标也能够准确无误的向观测人员定位观测站点。相信随着技术的不断进步和对GPS系统的不断完善, GPS在水利工程中的应用会更加广泛。
参考文献
静态测量、动态测量 篇8
1 GPS技术简介
GPS (Global Positioning System) 即全球定位系统, 是由美国建立的一个卫星导航定位系统。它由三大部分组成:空间部分——GPS卫星、地面控制部分———地面监控系统、用户设备部分———GPS信号接收机。线路控制测量采用静态相对定位作业模式, 即用多台GPS接收机分别安置在多条基线的端点, 同步观测五颗以上的卫星, 解算出这些基线向量的坐标差 (△X, △Y, △Z) 。通过已知点的坐标和测得的坐标差推算出其他各点的坐标。
2 平面控制测量的要点
2.1 铁路平面控制网的布设。
在铁路平面控制测量中应用GPS技术, 首先需要做好控制网的布设工作, 可以将其分为B、C、D、E四个等级, 在布设的过程中, 需要考虑铁路的实际情况, 以白马港铁路为例, 在对其进行平面控制网分级布设时, 要考虑其线路等级, 还要考虑铁路的服务对象。该铁路总长27.047km, 是大唐支线, 在初次测量后, 布设的D级GPS控制点共12个, E级GPS控制点共33个, 这些控制点布设在铁路两侧400m的范围内。在布设的过程中, 还要考虑下一阶段的测量工作, 布设的点不宜过于密集, 在隧道的进出口位置需要首先布置控制点, 在隧道的顶端也要做好布设工作, 在布设的位置需要保证控制点的通视效果, 控制点都是以一对一对的形式出现的, 具体情况如图1, 图2所示。
2.2 控制网施测。
在对控制网进行施测时, 要根据国家等级点测量要求进行工作, 在D级网控制点布设时, 要满足国家相关技术要求, 不同的等级有着不同的施测要求, 技术人员还要借助航测技术对控制点进行测量, 在应用测量技术时, 要结合现场场地的实际条件, 比如白马港铁路走向比较特殊, 在做好GPS点布设工作后, 要根据不同的等级条件进行施测。GPS控制网有着多种形式, 常见的主要有跟踪站式、会战式、多基准站式或者单基准站等。在选择时需要结合工程实际要求。在施测后, 需要绘制出测量地带的图形, 在观测时, 为了保证观测的准确性, 一般会采用多台接收机, 而且会在不同的测站进行同步观测, 测量要分多次进行, 要对测量结果进行比照, 还要对测量图形中的公共点进行连接, 这会形成GPS控制网, 可以更好的了解到铁路线路的地形以及控制点。采用GPS技术有着较多的优点, 其扩展的速度以及测量的效率比较高, 而且绘制的图形比较清晰, 可以了解作业的条件, 可以保证测绘工作的简便性。GPS技术主要是利用卫星定位技术, 其拓展性比较强, 应用的效果比较好, 与传统测量技术相比, 节省了大量的时间, 而且减轻了工作人员的劳动强度, 有利于保证测量的准确性。本文介绍的工程案例中, GPS控制网主要采用的是D级以及E级的等级类型, 在施测的过程中, 要设置好平面起算数据。
起算数据和控制点成果属1954年北京坐标系, 中央子午线为120°, 3°带高斯平面直角坐标。外业数据采集使用6台套Trimble4600接收机进行观测;E级控制网利用D级GPS点CPI111、CPI112、NT03、NT07和NT11作为平面起算数据, 其中CPI111、CPI112为在建温福铁路D级GPS点。成果属1954年北京坐标系, 中央子午线为120°, 3°带高斯平面直角坐标。外业数据采集使用8台套Trimble4600接收机进行观测。每个同步环观测的时间均大于60min。各级控制网的相互关系如图3。
3 GPS测量的精度分析
铁路GPS网中的D级、E级网分别与卫星定位测量控制网中的四等、一级网相对应, 并采用相同的精度标准 (表1) 。控制网数据平差包括三维无约束平差和在北京54坐标系下的二维基线网平差, 数据指标有最弱点点位误差、最弱边相对误差, 分别指控制网中精度最低点、边的误差。
结束语
在铁路工程中, 需要做好平面控制测量工作, 随着科技的不断进步, 铁路施工单位必须积极引进先进的技术与设备, 要做好测量质量的控制工作。在现代化的铁路工程中, 多采用的是GPS技术, 其是利用卫星定位系统为基础, 通过静态测量与动态测量结合的方式, 保证测量效果的最佳性。利用GPS技术, 可以保证铁路线平面控制测量的效率, 可以提高测量结果的准确性。在应用这项技术前, 工作人员需要做好平面控制网的布设工作, 要按照国家相关技术指标规范操作, 还要考虑到地形、天气等因素对测量结果的影响, 保证定位的精确性, 从而促进铁路建设行业的发展。
参考文献
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[2]许莉, 马良平, 徐小强.GPS技术在土地测绘中的使用研究[J].科技创新与应用, 2014 (24) .
静态测量、动态测量 篇9
众所周知,在GPS基线解算时,需要取基线的一个已知端点坐标作为起始点,起始点坐标的不准确,将带来对所解算未知端点坐标精度的影响。在GPS相对定位中,为了使得起始点坐标偏差不至于影响到相对定位的精度,要求所给出的已知固定点在WGS-84坐标系中要保证一定的绝对坐标精度。另外,随着当前GPS单点定位精度的逐步提高,有必要进一步分析起始点坐标偏差对基线处理结果的影响,本文针对GPS相对定位模型中的起始点坐标偏差问题进行探讨。
1 起始点坐标偏差对GPS基线的影响
假设在GPS相对定位中,一条基线的两个端点分别为S1和S2,其在WGS-84坐标系中的坐标向量分别为X1和X2,并以S1点为起始点,ΔX12为S1、S2间的基线向量。如果起始点S,坐标向量有微小变化δX1,那么所引起的S2的坐标变化可以写作[1]:
δΔX12为起始点坐标变化对所求基线向量的影响。
下面以双差观测方程来讨论起始点误差对基线向量的影响[2,3]。
由双差观测方程,可得:
其中,
xj (t)为卫星sj的瞬时坐标向量;
xi为观测站Sj的坐标分量
假设观测站在WGS-84中的近似坐标向量为Xi0,其微变量为δXi,则有
■为观测站Si至卫星sj的方向余弦
若设
则双差观测的误差方程可以写作
如果同步观测的卫星个数为n,并假设为已知,则有
其中:
由(5)式组成法方程,并整理得
(6)式中δ=Δr2-Δr1
若设δX12为δX1对GPS基线向量的影响,则
其中:
从上述公式可以看出,起始点坐标偏差对GPS基线向量的影响与测站和卫星间方向余弦有关,起始点坐标偏差的方向不同会导致GPS基线向量误差大小也不相同。
2 实例分析
为了分析起始点坐标偏差对GPS基线精度的影响,作者选取某机场工程GPS控制网两个小时的静态观测数据,考虑到解算精度因素,从中选择六条不同长度的基线,采用双频消电离层(L1&L2 C)模式进行单基线解算。起始点不加入坐标偏差的解算结果列于表1。
美国取消SA政策以后,当前采用广播星历单点定位能够达到10～20m的测量精度,根据这个精度,在WGS-84坐标系下,作者对起始点坐标的x和y方向上分别加入5m、10m、15m、20m不等的偏差,以起始点坐标无偏差的解算结果作为标准,加入坐标偏差后与不加坐标偏差的结果比较如表2所示。
根据表1计算结果可以看出:
(1)对于同一条基线,起始点坐标偏差越大,基线分量误差越大。对比六条基线解算结果可以发现,每一条基线在x或y方向上分别加入5m、10m、15m、20m偏差时,其基线分量误差均沿同一方向呈增大趋势。
(2)加入相同的起始点坐标偏差,基线长度越长,基线分量误差越大。当起始点在某一坐标方向上加入5m的偏差时,对长度分别约为lkm、6km、20km、30km、40km左右的基线分量最大误差分别为0.2mm、-0.8mm、4.6mm、-4.4mm、5.8mm。由此可见,起始点坐标偏差较小时,对短基线的影响不大,对中长基线的影响却不容忽视,当基线长度超过20km时,5m的起始点坐标偏差已经比较明显,若用于高精度控制网则需要检查是否超限。起始点在某一坐标方向上的偏差达到20m时,对短基线影响在毫米级,仍能满足一般的测量工作;对于长度在20km以上基线的影响达到了厘米级,不能用于高精度测量。
(3)起始点坐标在不同方向上存在偏差对基线结果的影响有差异。本实验中,在x方向上加入偏差比在y方向上加入相同的偏差对基线解算造成的误差要大,体现了起始点坐标偏差影响基线解算结果的方向性。在x方向上加入起始点坐标偏差时,对基线向量X、Y、Z方向上的影响都比较大;在y方向上加入起始点坐标偏差时,基线向量在Z方向上误差最大,y方向上误差最小。
另外,作者还分别计算了在x、y负方向上分别加入起始点坐标偏差,所得结果与在x、y正方向上大小相同方向相反,故本实验中在x、y正方向上加入起始点坐标偏差进行讨论足以说明问题。
3 结论
由此可见,起始点坐标误差对GPS基线精度的影响是不容忽视的。起始点坐标偏差越大、基线长度越长,对GPS基线解算结果的影响越大,另外,起始点坐标偏差影响基线解算结果呈现一定的方向性。在进行基线解算时,较为准确的起始点坐标可以通过较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到。也可在进行GPS整网基线解算时,所有基线起始点的坐标均由一个点的坐标衍生而来,使得基线结果均具有统一的系统偏差,然后在进行GPS网平差处理时,引入系统参数的方法加以解决。
参考文献
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静态测量、动态测量 篇10
为了解决昌宁县湾甸乡的水资源短缺问题。昌宁县水利局拟定在更戛乡立觉河上修建一座中型水库，并进行前期论证。我单位受昌宁县水利局委派，于2008年4月2日开赴立觉河测区。该测区位于昌宁县境内枯柯河流域一级支流——立觉河上游，属怒江水系。水库控制径流面积2 1.96km2，多年平均径流量1563万m3，水库总库容1346万m3，可灌溉面积35000亩，是一座为湾甸坝低热河谷开发提供农业生产灌溉用水的中型水库。该水库拟定两种选址方案:上坝址位于立觉河寨子脚;下坝址位于水磨房边，测区面积一平方公里。整个测区属山区，地形复杂、植被繁茂、交通极其不便。此次测量，平面坐标系统采用1954年北京坐标系，高程系统采用1956年黄海高程系。坝址高程1460m, 首级平面控制我们布设D级GPS控制网。GPS接收机4台，采用边连式，共埋设GPS静态点9个，联测已知军控 (三角) 点3个，并与合理分布的4个水准点联测。
2 GPS网的技术设计
2.1 设计依据
a.2001年国家质量技术监督局发布的《全球定位系统 (GPS) 测量规范》;
b.《水利水电工程测量规范》 (规划设计阶段SL197一97) ;
c.本次测量任务书。
2.2 精度、密度、基准、图形设计
此次测量的任务是为修建水库作论证、提供基础数据。首级平面控制布设D级GPS网，在已有的1:1000地形图上根据交通、地形、D级网的特点等进行布网设计，采用边连式，布网尽量考虑与测区内的国家控制点重合，一是利用其标石，二是对平差结果具有参考作用。对GPS网内重合的高等级国家点，除未知点连接图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形，以保证G护5网进行约束平差后坐标精度的均匀性以及减少尺度比误差影响。据具体情况连测高程点，连测的高程点均匀分布于网中。
3 Gps测量的外业准备与实施
3.1 外业准备
在进行GPS外业工作之前，我们对测区进行了踏勘、收集了控制点及1:10000地形图等相关资料，筹备GPS接收机4台 (Trimble 5700) ，并在云南省测绘仪器计量站进行了鉴定。因GPS网的点数较多，跨的范围较广，交通不便，对测区进行了分区观测。以上坝址为界划分两个分区，分别库区上游分区和库区下游第二方案坝址以下分区。为了增强网的整体性，提高网的精度，相邻分区设置了不少于3个公共观测点，并编制了GPS卫星可见性预报图，选择最佳时段 (卫星多于5颗，PDOP值小于6) 进行观测。
3.2 外业实施
3.2.1 选点
参照图形设计，遵循以下原则灵活选择点位：
a.点位应设在易于安装接收设备、视野开阔、交通便利、上点方便，适合R T K采集坐标的地方。
b.点位目标要显著，视场周围15°以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。
c.点位应远离大功率无线电发射源 (如:电视台、微波站等) ，其距离不小于20m;远离高压输电线和微波无线电通道，其距离不小于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。
d.点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减少多路径效应的影响。
e.地面基础稳定，易于点的保存。
f.选点人员按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性、可用性进行检查，符合要求方可利用。
g.网形应有利于同步观测边、点联结。
h.当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。
3.2.2 标志埋设
G P S网点埋设具有中心标志的标石，在基岩露头地区做上中心标志。并做点之记、G P S网的选点网图，点名一般取村名、山名、地名，调查后确定。利用原有旧点时点名不宜更改，点号编排应适合计算机计算。
3.3 观测工作
3.3.1 仪器设备
根据网形设计、测区自然情况，共投入4台G P S接收机。
3.3.2 技术指标
a.同时观测有效卫星数大于5颗；
b.有效观测卫星总数大于5颗；
c.观测时段数1.6个；
d.时段长50min;
e.采样间隔15秒；
f.PDOP<6
3.3.3 天线安装
a.天线架设在三脚架上，安置在标志中心的上方直接对中，天线基座上方的圆水准气泡必须整平。
b.天线的定向标志线应指向正北，并顾及磁偏角的影响，以减弱相位中心偏差的影响。
c.架设天线距地面lm以上，天线架好后，在圆盘天线120°三个方向分别量取天线高，取平均值记入手簿。
e.复查点名并记入测量手簿中，将天线电缆与仪器进行连接，经检查无误后，方能通电启动仪器。
3.3.4 开机观测
天线安置完成，各项设备检查无误后，即可启动接收机进行观测。
注意事项如下:
a.开机后接收机有关指示显示正常并自检后，输入有关测站和时段控制信息。
b.接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数量、卫星信号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。
c.在出测前认真检查电池容量是否充足，观测过程中也要特别注意供电情况。
d.仪器高按规定始、末各量测一次，并及时记录在GPS点之记表中，同时做好观测记录及点位略图。
e.接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机；雷雨过境，关机停测，并卸下天线。
f.观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。
g.每日检查仪器内存容量，及时将数据转存到计算机硬盘和外部存储设备上进行数据备份。
3.4 外业数据处理及平差计算
为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核，可用不同型号GPS接收机随机软件对GPS数据进行处理，统一文件格式为通用数据交换格式R I N E X，然后选用软件进行基线解算、平差。此次选用了TGO1.63和HDS2003。根据基线处理结果对观测数据的质量进行分析并作出评价，以确保观测成果和定位结果的预期精度。
3.4.1 基线处理与检核
HDS2003软件导入观测数据后，会自动形成静态基线，首先对观测数据测站名点号、测站坐标、天线高等项目进行检查。以避免外业操作时的误操作。然后设定基线结算的控制参数，以实现基线的优化处理，便可利用软件的功能实现基线的自动解算，基线解算完毕后，基线结果不能马上用于后续的处理，还必须对基线的质量进行RATI0、RDOP、RMS、同步环闭和差、异步环闭和差和重复基线较差检验。对不合格的基线查找原因，查明后可以通过基线处理设置或编辑基线时段来重复处理，如果多次处理仍不能求得合格解，则将其废除。如其在基线控制网中是必不可少的，则需重测这条基线。此次观测值数据剔除率仅为2%，外业观测质量较好。
3.4.2 网平差
网平差的实际进行是软件HDS2003自动完成的。分以下几步:
a.坐标系、网平差设置——北京45、二维平差、中央子午线105、不固定、 (平移、旋转、缩放) 、曲面拟合。
b.已知坐标输入，如经纬度、平面坐标、高程——3个国家Ⅰ等军控点坐标、4个水准高程。
c.提取基线向量构建G P S基线向量网、网图检查。
d.无约束平差——在各项质量检核符合要求后，以所有独立基线组成闭和图形，以三维基线向量极其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS一84系三维坐标作为起算依据，无约束平差应提供各控制点在WGS-84系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值的总改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息。
e.二维平差、水准拟合——在无约束平差确定的有效观测量基础上，在北京54坐标系下进行二维约束平差。以3个国家Ⅰ等军控点坐标、4个水准高程作为约束点，从而将基线网中的其它点坐标转换成北京54坐标，并输出基线向量改正数，基线边长，方位以及坐标、边长、方位的精度信息;转换参数以及精度信息。
f.质量分析与控制:网平差结束后，对网平差结果进行检验，网平差的检验主要通过改正数、中误差以及相应的数理统计检验结果等项来评价分析。
若作为约束的已知坐标与GPS网不兼容，应剔除误差大的约束值或改用其它合适的坐标。
检查基线向量网是否正确，对于不合格的基线废除或重新解算，必要时，要重新进行外业观测。
检查观测文件的观测站点、天线高是否正确，出现这种情况的时候，往往闭合差或自由网的结果非常差。立觉河测区GPS网平差的结果满足D级网的指标，与未参与约束的其它已知点坐标差值绝大部分较理想，高程达到等外几何水准测量的精度，可以满足此次测量的需要。测量精度统计见表1。
GPS网平差精度统计
平差总结
平面距离平差值
4 提高GPS网质量的方法
在其中。对含有不同趋势地区的大测区，可采取分区计算的方法。
a.增加独立基线数。
b.保证一定的重复设站次数。
c.保证每个测站至少与三个以上的独立基线相连。
d.在布网时要使网中最小异步环的边数不大于6条。
e.为保证GPS网中各相邻点具有较高的相对精度，对网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的直接观测基线。
f.为提高整个GPS网的精度，可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个G P S网的骨架。
g.若采用高程拟合，需提高大地高 (差) 测定的精度，提高联测几何水准的精度，提高拟合计算的精度，在布网时选定一定数量的水准点。水准点的数量应尽可能的多，且应在网中均匀分布，还要保证有部分点分布在网的四周，将整个网包含
摘要：本文主要介绍了在水库勘测测绘中GPS静态控制网的设计与实施, 其定位精度高、测站间无须通视、同时测定三维坐标、操作简单、全天候作业, 已成为控制测量的主要施测方法。
关键词：GPS,静态测量,应用
参考文献
[1]中海达测绘仪器有限公司.HDS2003数据处理软件使用手册
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