1.6.3.1 认识数字水准仪
1.仪器外观及部件
数字水准仪的外观如图1-24所示,尺子采用条形码尺。
图1-24 数字水准仪及其条形码尺
数字水准仪是目前最先进的水准仪,配合专门的条形码尺,通过仪器中内置的数字成像系统,自动获取条形码尺的条码读数,不需要人工读数。这种仪器可大大降低测绘作业劳动强度,避免人为的主观读数误差,提高测量精度和效率。
2.仪器使用特点
(1)操作简便,作业效率高,自动读数,无疲劳操作。
(2)能自动存储数据,与计算机进行数据通信。
3.仪器工作原理
观测时,标尺上的条形码由望远镜接收后,探测器将采集到的标尺编码光信号转换成电信号,并与仪器内部存储的标尺编码信号进行比较,若两者信号相同,则读数可以确定。仪器操作详见相应型号数字水准仪操作手册。
1.6.3.2 认识GPS
GPS是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。
GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS。1957年10月第一颗人造地球卫星上天,天基电子导航应运而生;美国于1964年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT),从1973年开始筹建GPS,于1994年全部建成,投入使用。
1.GPS的组成
(1)空间部分。由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。
(2)地面控制部分。其由1个主控站、5个监控站和3个注入站组成。
(3)用户接收机部分。用户接收机的基本类型分导航型和大地型。大地型接收机又可分为单频型(L1)和双频型(L1、L2)。
2.GPS定位方法分类
(1)绝对定位。确定观测点在WGS-84坐标系中的坐标,即绝对位置。
(2)相对定位。确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标,即相对位置。
相对定位包括后处理定位及动态(相对)定位两种。(www.xing528.com)
3.GPS的后处理定位方法
在工程中,广泛应用的是相对定位模式。其后处理定位方法有静态相对定位和动态相对定位两种。
(1)静态相对定位(图1-25)。
图1-25 静态相对定位模式
1)方法:将几台GPS接收机安置在基线端点上,保持固定不动,同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段,每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机,经相应数据处理软件解算得各点坐标。
2)用途:其是精度最高的作业模式,主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。使用GPS进行控制测量的过程为方案设计、外业观测、内业数据处理。用户可以根据测量成果的用途选择相应的GPS测量规范实施:《卫星定位城市测量技术标准》(CJJ/T 73—2019)和《公路勘测规范》(JTG C10—2007)。
3)精度:可达到5 mm+1 ppm。
(2)动态相对定位(图1-26)。
图1-26 动态相对定位模式
1)方法:先建立一个基准站,并在其上安置接收机连续观测可见卫星,另一台接收机在第1点静止观测数分钟后,在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机,经处理软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15 km。
2)用途:适用于精度要求不高的碎部测量。
3)精度:可达到(10~20)mm+1 ppm。
4.GPS实时动态定位(RTK)方法
(1)RTK的工作原理及方法。与动态相对定位方法相比,定位模式相同,仅在基准站和流动站间增加一套数据链,实现各点坐标的实时计算、实时输出。其工作原理如图1-27所示。
图1-27 RTK的工作原理
(2)RTK的用途。其适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量,仪器测量操作见4.4.6节。
(3)RTK的作业范围一般为10 km左右。
(4)RTK的精度可达到(10~20)mm+1 ppm。
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