《雷達(dá)原理》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
【雷達(dá)任務(wù):測(cè)目標(biāo)距離、方位、仰角、速度;從目標(biāo)回波中獲取信息
【雷達(dá)工作原理:發(fā)射機(jī)在定時(shí)器控制下,產(chǎn)生高頻大功率的脈沖串,通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)到達(dá)定向天線,以電磁波形式向外輻射。在天線控制設(shè)備的控制下,天線波束按照指定方向在空間掃描,當(dāng)電磁波照射到目標(biāo)上,二次散射電磁波的一部分到達(dá)雷達(dá)天線,經(jīng)收發(fā)開(kāi)關(guān)至接收機(jī),進(jìn)行放大、混頻和檢波處理后,送到雷達(dá)終端設(shè)備,能判斷目標(biāo)的存在、方位、距離、速度等。
【影響雷達(dá)性能指標(biāo):脈沖寬度(窄),天線尺寸(大),波束(窄),方向性!緶y(cè)角:根據(jù)接收回波最強(qiáng)時(shí)的天線波束指向【雷達(dá)是如何獲取目標(biāo)信息的?
【雷達(dá)組成:天線,發(fā)射機(jī),接收機(jī),信號(hào)處理機(jī),終端設(shè)備(電源,顯示屏),收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)
【發(fā)射機(jī)工作原理:為雷達(dá)提供一個(gè)載波受到調(diào)制的大功率射頻信號(hào),經(jīng)饋線和收發(fā)開(kāi)關(guān)由天線輻射出去。
【發(fā)射機(jī)基本組成:?jiǎn)渭?jí)振蕩式:脈沖調(diào)制器,大頻率射頻振蕩器,電源。
主振放大式:脈沖調(diào)制器,中間和輸出射頻功放,電源,定時(shí)器,固
體微波源(主控振蕩器,用來(lái)產(chǎn)生射頻信號(hào))工作過(guò)程:(1)單級(jí)振蕩式:信號(hào)由振蕩器產(chǎn)生,受調(diào)制
(2)主振放大式:信號(hào)由固體微波源經(jīng)過(guò)倍頻后產(chǎn)生,經(jīng)射頻放大鏈進(jìn)行放大,各級(jí)都需調(diào)制(脈沖調(diào)制器),定時(shí)器協(xié)調(diào)工作。
優(yōu)缺點(diǎn):?jiǎn)螕粽袷幨剑汉?jiǎn)單經(jīng)濟(jì)輕便,頻率穩(wěn)定度差,無(wú)復(fù)雜波形;
主振放大式:頻率穩(wěn)定度高,相位相參信號(hào),有復(fù)雜波形,適用頻率捷變雷達(dá)【發(fā)射機(jī)質(zhì)量指標(biāo):(1)工作頻率(波段)(2)輸出功率:影響威力和抗干擾能力。峰值功率(脈沖期間射頻振蕩的平均功率)和平均功率(脈沖重復(fù)周期內(nèi)輸出功率的平均值)。(3)總效率Pt/P。(4)調(diào)制形式:調(diào)制器的脈沖寬度,重復(fù)頻率,波形。(5)信號(hào)穩(wěn)定度/頻譜純度,即信號(hào)各項(xiàng)參數(shù)。
【調(diào)制器組成:電源,能量?jī)?chǔ)存,脈沖形成【調(diào)制器任務(wù)與作用:為發(fā)射機(jī)的射頻各級(jí)提供合適脈沖,將一個(gè)信號(hào)載到一個(gè)比它高的信號(hào)上
【仿真線:由于雷達(dá)的工作脈沖寬度多半在微秒級(jí)別以上,用真實(shí)線長(zhǎng)度太長(zhǎng),因此在實(shí)際中是用集總參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)代替長(zhǎng)線,即仿真線
【剛/軟性開(kāi)關(guān):剛性開(kāi)關(guān)的電容儲(chǔ)能部分放電式調(diào)制器,特點(diǎn)為部分放電,通電利索;軟性開(kāi)關(guān)的人工線性調(diào)制器,特點(diǎn)為完全放電,效率高,功率大!窘邮諜C(jī)指標(biāo):(1)靈敏度:表示接收機(jī)接受微弱信號(hào)的能力。提高靈敏度,減小噪聲電平,提高接收機(jī)增益。(2)工作頻率寬度:表示接收機(jī)瞬時(shí)工頻范圍,提高:高頻部件性能(3)動(dòng)態(tài)范圍:表示正常工作時(shí)接收信號(hào)強(qiáng)度的范圍,提高:用對(duì)數(shù)放大器增益控制電路抗干擾(4)中頻濾波特性:減小噪聲,帶寬>回波時(shí),噪聲大。(5)工作穩(wěn)定度(6)頻率穩(wěn)度(7)抗干擾能力(8)噪聲系數(shù)
【收發(fā)軟換開(kāi)關(guān)工作原理:脈沖雷達(dá)天線收發(fā)共用,需要一個(gè)收發(fā)軟換開(kāi)關(guān)TR,發(fā)射時(shí),TR使天線與發(fā)射機(jī)接通,與接收機(jī)斷開(kāi),以免高功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)使之燒毀;接收時(shí),天線與接收機(jī)接通,與發(fā)射機(jī)斷開(kāi),以免因發(fā)射機(jī)旁路而使微弱接收信號(hào)受損。【收發(fā)開(kāi)關(guān)組成及類(lèi)型:高頻傳輸線,氣體放電管。分為分支線型和平衡式!撅@示器分類(lèi):距離,平面,高度,情況和綜合,光柵掃描。
【顯示器列舉:距離(A型J型A/R型)平面(PPI)高度(E式RHI)【A型顯示器組成:掃掠形成電路,視頻放大電路,距標(biāo)形成電路。
【怎樣讀取目標(biāo)方位距離等參數(shù)(P顯):方位角以正北為零方位角,順時(shí)針計(jì)量;距離沿半徑計(jì)量
【顯示器工作原理:
【影響測(cè)距精度因素:發(fā)射機(jī)功率,天線尺寸,目標(biāo)有效截面積;電波傳輸速度變化產(chǎn)生的誤差,因大氣折射產(chǎn)生的誤差,測(cè)讀方法誤差。
【測(cè)角的方法:相位法,振幅法(最大信號(hào)法,等信號(hào)法)。受誤差影響,遠(yuǎn)距測(cè)角時(shí),對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正!鞠辔环y(cè)角:(1)利用多天線所接收回波信號(hào)之間的相位差來(lái)測(cè)角(2)相位差=(2pai/波長(zhǎng))dsin角度,d為兩天線間距,測(cè)相位差得角度(3)兩天線所獲高頻信號(hào)經(jīng)與本振信號(hào)差頻后,在中頻段比相【數(shù)據(jù)錄。海1)信息處理過(guò)程:檢測(cè)目標(biāo)回波,判定目標(biāo)的存在;測(cè)量、錄取目標(biāo)坐標(biāo);錄取其他參數(shù),編批。
【靈敏度與作用距離的關(guān)系:最小靈敏度對(duì)應(yīng)最大作用距離【目標(biāo)距離的測(cè)量公式:t=2R/c
【脈沖法測(cè)距原理:在常用的脈沖雷達(dá)中,回波信號(hào)是滯后于發(fā)射脈沖tr的回波脈沖【距離分辨力:同一方向上兩個(gè)大小相等點(diǎn)目標(biāo)之間最小可區(qū)分距離【數(shù)字式測(cè)距原理:(1)時(shí)間量離散化,二進(jìn)制數(shù)碼,(2)距離計(jì)數(shù)器在雷達(dá)發(fā)信號(hào)的同時(shí)開(kāi)始對(duì)計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),至回波到達(dá)時(shí)停止,Tr=nT(T為計(jì)數(shù)脈沖重復(fù)周期)
【角分辨力:存在多目標(biāo)時(shí),雷達(dá)將其分辨開(kāi)的能力。用兩目標(biāo)的最小角坐標(biāo)之差表示。【三坐標(biāo)雷達(dá)分類(lèi):(1)單波束,方位上機(jī)械慢掃獲距離及方位角;仰角上電掃獲仰角。(2)多波束,同平面內(nèi)存在重疊波束,波束立體角=M倍角度,數(shù)據(jù)率提高M(jìn)倍(同時(shí)需要增加發(fā)射功率)
【單波束三坐標(biāo)雷達(dá):方位慢掃上選擇機(jī)械或電掃,仰角快掃上選頻率掃描(測(cè)角精度差)或相位掃描(針狀波束的使用,較普及)
【相控陣?yán)走_(dá)(相位-相位電掃系統(tǒng))優(yōu)點(diǎn):功率、能量由計(jì)算機(jī)控制取得最佳分配;搜索、跟蹤獨(dú)立進(jìn)行;多功能工作。【多波束三坐標(biāo)雷達(dá)原理:天線饋源為多個(gè)與焦點(diǎn)相繼偏離的喇叭,則在仰角平面上形成重疊多波束,功率分配器將發(fā)射功率按一定比例分配,同相激勵(lì)各喇叭,形成合成發(fā)射波束,接收時(shí),反射信號(hào)分別為各喇叭所接收,進(jìn)入各自通道,相鄰?fù)ǖ垒敵鲂盘?hào)比較,得仰角;輸出信號(hào)相加,得全仰角監(jiān)視區(qū)域目標(biāo)回波!颈尘安殡s波,為無(wú)源干擾【區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和固定雜波:由速度差別知其多卜勒頻移不等,從而從頻率上區(qū)分不同速度目標(biāo)的回波。
【多卜勒效應(yīng):找到目標(biāo)回波,測(cè)速。指當(dāng)發(fā)射源與接收者之間有徑向運(yùn)動(dòng)時(shí),信號(hào)頻率將改變。Fd=2vr/波長(zhǎng)vr為徑向速度,fd頻率差
【盲速:當(dāng)目標(biāo)回波信號(hào)經(jīng)相位檢波器后,輸出為一串等幅脈沖,與固定目標(biāo)回波無(wú)差異,此時(shí)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為盲速。避免:fd
【測(cè)距方法:脈沖法測(cè)距,調(diào)頻法測(cè)距
【接收機(jī)任務(wù):將回波信號(hào)通過(guò)天線接收,經(jīng)過(guò)濾波放大,混頻,中頻放大,檢波等將有用信息檢測(cè)出來(lái),送至顯示器,信號(hào)處理器或計(jì)算機(jī)控制的雷達(dá)終端設(shè)備上!窘邮諜C(jī)組成:前置放大,混頻,中頻放大,檢波
【信號(hào)處理機(jī)任務(wù):消除不需要的信號(hào)如雜波的干擾而通過(guò)或加強(qiáng)由目標(biāo)產(chǎn)生的回波信號(hào)!径嗥绽疹l移:當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)站之間存在相對(duì)速度時(shí),接收到回波信號(hào)的載頻相對(duì)于發(fā)射信號(hào)的載頻產(chǎn)生一個(gè)頻移。
【頻閃效應(yīng):指當(dāng)脈沖工作狀態(tài)時(shí),相位檢波器輸出端回波脈沖串的包絡(luò)調(diào)制頻率fd與目標(biāo)的徑向速度vr不再保證正比關(guān)系!井a(chǎn)生盲速和頻閃效應(yīng)的原因:脈沖工作狀態(tài)是對(duì)連續(xù)發(fā)射的取樣,取樣后的波形和頻譜都發(fā)生了變化。
【噪聲系數(shù):接收機(jī)輸入端信號(hào)噪聲比與輸出端噪聲比的比值。【如何將目標(biāo)從雜波中分離出來(lái):
根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波和雜波在頻譜結(jié)構(gòu)上的差別,從頻率上將其區(qū)分,已達(dá)到抑制固定雜波而顯示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波的目的,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示濾波器利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波和雜波在頻譜上的區(qū)別,可有效地抑止雜波而提取信號(hào),運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波頻譜的特征是將發(fā)射信號(hào)頻譜位置在頻率軸上評(píng)議一個(gè)多普勒頻率。當(dāng)天線不掃描時(shí),固定雜波的頻譜是位于nfr位置上的譜線,用對(duì)消器可以將其全部濾掉。
【如何消除靜止目標(biāo)的回波:
由于固定目標(biāo)的回波是一串振幅不變的脈沖,而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波是一串振幅調(diào)制的脈沖,根據(jù)這一特性,將相鄰重復(fù)周期的信號(hào)相減,使固定目標(biāo)回波由于振幅不變而相互抵消,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波相減后剩下相鄰重復(fù)周期振幅變化的部分,這樣就可以消除靜止目標(biāo)的回波
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名詞解釋
1.地球參心標(biāo)系:質(zhì)心與橢球體中心不重合,選一參考橢球面為基準(zhǔn)參考面,選一參考點(diǎn)
為起算點(diǎn),利用大地原點(diǎn)的觀測(cè)資料,確定參考橢球在地球內(nèi)部的位置和方位,這種原點(diǎn)位于地球質(zhì)心附近的坐標(biāo)系為地球參心坐標(biāo)系。
ii2.整周跳變:任意一個(gè)時(shí)刻一個(gè)完整的載波相位測(cè)量可以表示為:N0In()F()當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)中斷時(shí),將丟失其中的一部分整周數(shù)稱(chēng)為整周跳變,簡(jiǎn)稱(chēng)周跳。
3導(dǎo)航電文:是包含有關(guān)衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)、軌道攝動(dòng)改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼(或D碼)。
4靜態(tài)相對(duì)定位:用兩臺(tái)接接收機(jī)分別安置在基線的兩個(gè)端點(diǎn),其位置靜止不動(dòng),同步觀測(cè)相同的4顆以上衛(wèi)星,確定兩個(gè)端點(diǎn)在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)位置,這就叫做靜態(tài)相對(duì)定位。
5區(qū)域差分GPS:在一個(gè)較大的區(qū)域布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)站,以構(gòu)成基準(zhǔn)站網(wǎng),并包含一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控站,則位于該區(qū)域中的用戶(hù)根據(jù)多個(gè)基站所提供的改正信息經(jīng)平差計(jì)算后求得用戶(hù)站定位改正數(shù),這種差分GPS定位系統(tǒng)稱(chēng)為具有多個(gè)基準(zhǔn)站的區(qū)域差分GPS系統(tǒng)。6接收通道:GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)經(jīng)由天線進(jìn)入接收機(jī)的路徑。
7星歷誤差:即衛(wèi)星軌道誤差,指衛(wèi)星星歷所提供的衛(wèi)星空間位置與實(shí)際位置的偏差。8:獨(dú)立基線:對(duì)干N臺(tái)GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測(cè)環(huán),有J條同步觀測(cè)基線,其中獨(dú)立基線數(shù)為N一1。獨(dú)立基線之間沒(méi)有相關(guān)性。
9:整周未知數(shù):在載波相位測(cè)量中,相位觀測(cè)值應(yīng)為:(M)(S)N0F()由于載波是一單純的正弦波,沒(méi)有任何辨識(shí)標(biāo)記,所以無(wú)法識(shí)別測(cè)量的是第幾周的相位,即N0無(wú)法測(cè)定,稱(chēng)No為整周未知數(shù)。
10:WGS84坐標(biāo):WGS-84是修正NSWC9Z-2參考系的原點(diǎn)和尺度變化,并旋轉(zhuǎn)其參考子午面與BIH定義的零度子午面一致而得到的一個(gè)新參考系,WGS-84坐標(biāo)系的原點(diǎn)在地球質(zhì)心,Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極(CTP)方向,X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn),Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。它是一個(gè)地固坐標(biāo)系
11.多路徑效應(yīng):是指接收機(jī)天線除能直接接收衛(wèi)星的信號(hào)之外,還可能接收到天線周?chē)矬w或地面反射的衛(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)的疊加將引起天線相位中心位置的遷移,從而產(chǎn)生誤差。12.春分點(diǎn):當(dāng)太陽(yáng)在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)動(dòng)時(shí),黃道與天球赤道的交點(diǎn)稱(chēng)為春分點(diǎn)
13.PDOP:三維位置精度因子PDOP(positionDOP)取PDOP=則相應(yīng)的三維位置中誤差為=0.PDOP14CORS站:
15.異步環(huán):在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中,只要有非同步觀測(cè)基線向量,則該多邊形環(huán)路叫異步觀測(cè)環(huán),簡(jiǎn)稱(chēng)異步環(huán)。簡(jiǎn)答題:
1.GPS系統(tǒng)的構(gòu)成及他們各自的作用
GPS系統(tǒng)包括三大部分:空間部分GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分地面監(jiān)控
0系統(tǒng);用戶(hù)設(shè)備部分GPS信號(hào)接收機(jī)。
(1)地面監(jiān)控部分(Controlsegment)每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷,是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作,以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行,都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)——GPS時(shí)間系統(tǒng)。
(2)空間部分(Spacesegment)GPS衛(wèi)星GPS的衛(wèi)星星座原計(jì)劃為24顆,中間縮減為18顆,最后又恢復(fù)為24顆。這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道上,每個(gè)軌道均勻分布4顆衛(wèi)星。當(dāng)截至高度角取15時(shí),該星座能保證位于地球任何一點(diǎn)的用戶(hù)在任一時(shí)刻能同時(shí)觀測(cè)4-8顆衛(wèi)星。
GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是:能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào),并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行,對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理,以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間,解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文,實(shí)時(shí)的計(jì)算出測(cè)站的三維坐標(biāo)位置,甚至三維速度和時(shí)間。
2.描述衛(wèi)星無(wú)攝運(yùn)動(dòng)的參數(shù)及其幾何意義?
,,as,es,fs,
as為軌道的長(zhǎng)半徑,es為軌道橢圓偏心率,這兩個(gè)參數(shù)確定了開(kāi)普勒橢圓的形狀和大小。
為升交點(diǎn)赤經(jīng):即地球赤道面上升交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間的地心夾角。i為軌道面傾角:即衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角。這兩個(gè)參數(shù)唯一地確定了衛(wèi)星軌道平面與地球體之間的相對(duì)定向。
s為近地點(diǎn)角距:即在軌道平面上,升交點(diǎn)與近地點(diǎn)之間的地心夾角,表達(dá)了開(kāi)普勒橢圓在軌道平面上的定向。
fs為衛(wèi)星的真近點(diǎn)角:即軌道平面上衛(wèi)星與近地點(diǎn)之間的地心角距。該參數(shù)為時(shí)間的函數(shù),確定衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置。3.偽距測(cè)量的基本原理?
碼相關(guān)法偽距測(cè)量是通過(guò)調(diào)整自相關(guān)函數(shù)R(t)的值來(lái)測(cè)定測(cè)距信號(hào)由衛(wèi)星到達(dá)測(cè)站的傳播時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。自相關(guān)函數(shù)的嚴(yán)格表達(dá)式是:1TR(t)U(tt)U(t)dt0Tt測(cè)距碼信號(hào)傳播時(shí)間,τ為接收機(jī)復(fù)制碼延遲,U(t-t)為測(cè)距碼信號(hào),U’(t-τ)為接收機(jī)復(fù)制信號(hào),T為測(cè)距碼信號(hào)周期。
。1(t)R(t)1T1T(ttu)R(t)1(ttu)GPS定位中,影響觀測(cè)量精度的主要誤差來(lái)源分為三類(lèi):
與衛(wèi)星有關(guān)的誤差:衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差:電離層延遲、對(duì)流層延遲、多路徑效應(yīng)
與接收設(shè)備有關(guān)的誤差:觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘的鐘誤差、天線相位中心誤差、接收機(jī)的測(cè)量噪聲。當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距信號(hào)經(jīng)過(guò)t秒傳播時(shí)間到達(dá)接收機(jī)時(shí),接收機(jī)立刻產(chǎn)生一個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼序列,并在延時(shí)器的控制下,不斷調(diào)整τ,直到R(t)=1為止,這時(shí),τ=t,乘以光速c,即可獲得衛(wèi)星至測(cè)站的距離。但是由于t中包含有衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘不同步的誤差,因此稱(chēng)為偽距,以表示。4.GPS誤差來(lái)源及分類(lèi)
GPS定位中,影響觀測(cè)量精度的主要誤差來(lái)源分為三類(lèi):
與衛(wèi)星有關(guān)的誤差:衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘的鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差:電離層延遲、對(duì)流層延遲、多路徑效應(yīng)
與接收設(shè)備有關(guān)的誤差:觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘的鐘誤差、天線相位中心誤差、接收機(jī)的測(cè)量噪聲。
5.GPS控制網(wǎng)類(lèi)型和特點(diǎn)1:星形網(wǎng)
幾何圖形簡(jiǎn)單,只需兩臺(tái)GPS接收機(jī),是一種快速定位作業(yè)方式,但是,由于基線間不構(gòu)成任何同步閉合圖形因此抗粗差的能力差,一般適用于精度較低的工程測(cè)量。2:點(diǎn)連式
相鄰?fù)綀D形之間只有一個(gè)公共點(diǎn)連接。這種布網(wǎng)方式幾何強(qiáng)度較弱,抗粗差能力較差,一般可以加測(cè)幾個(gè)時(shí)段以增強(qiáng)網(wǎng)的異步圖形閉合條件的個(gè)數(shù)。
3:邊連式
相鄰?fù)綀D形由一條公共基線連接。這種布網(wǎng)方式幾何強(qiáng)度較高,抗粗差能力較強(qiáng),有較多的復(fù)測(cè)邊和非同步圖形閉合條件,在相同的儀器個(gè)數(shù)的條件下,觀測(cè)時(shí)段將比點(diǎn)連接方式大大增加。4:混連式
該方式是把點(diǎn)連式和邊連式有機(jī)地結(jié)合在一起,這種方式既可以提高網(wǎng)的幾何強(qiáng)度和可靠性指標(biāo),有減少了外業(yè)工作量,是一種較為理想的布網(wǎng)方法。6.GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)原則
1:在GPS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。
2:GPS網(wǎng)的閉合環(huán)的基線個(gè)數(shù)不應(yīng)過(guò)多。
3:GPS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有3-5個(gè)分布均勻的重合點(diǎn),同時(shí)也應(yīng)有相當(dāng)數(shù)量的地面水準(zhǔn)點(diǎn)與GPS網(wǎng)重合。
4:GPS點(diǎn)應(yīng)選在交通便利。視野開(kāi)闊的地方,同時(shí)應(yīng)考慮點(diǎn)與點(diǎn)之間的通視問(wèn)題,以便使用經(jīng)典方法擴(kuò)展。
7.GPS控制點(diǎn)選點(diǎn)的基本要求
(1)點(diǎn)位應(yīng)選易于安置接收設(shè)備、視野開(kāi)闊的位置。視場(chǎng)周?chē)?5度以上不應(yīng)有障礙物,以避兔GPS信號(hào)被吸收或遮擋。
(2)點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源如電視臺(tái)、微波站等).其距離不小于200m遠(yuǎn)離高壓輸電線,其距離不得小于50m,以避免電磁場(chǎng)對(duì)GPP信號(hào)的干擾。
(3)點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體.以減弱多路徑效應(yīng)的影響。
(4)點(diǎn)位應(yīng)選交通方便,有利于其他觀測(cè)手段擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)的地方。(5)點(diǎn)位應(yīng)選在地面基礎(chǔ)穩(wěn)定.易于點(diǎn)保存的地點(diǎn)。
(6)選點(diǎn)入員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘,在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。(7)網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測(cè)及邊、點(diǎn)聯(lián)結(jié)。(8)當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)時(shí).選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線,提出有關(guān)建議(9)當(dāng)利用舊點(diǎn)時(shí),應(yīng)對(duì)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性、完好性,以及覘標(biāo)是否安全可用做一檢查,符合要求方可利用。
8.GPS三種高程的定義及其關(guān)系
大地高:一點(diǎn)沿橢球法線到橢球面的距離,常用H表示。正高:地面點(diǎn)沿該點(diǎn)的重力線到大地水準(zhǔn)面的距離,用Hg表示。正常高:地面點(diǎn)沿正常重力線到似大地水準(zhǔn)面的距離,常用Hr表示。
三者之間的關(guān)系:H=Hg+N或Hg=H-N
H=Hr+ζ或Hr=H-ζHr-Hg=(gm-rm)rmHg
9.GPS網(wǎng)平差類(lèi)型與其目的
通常采用三維無(wú)約束平差、三維約束平差及三維聯(lián)合平差三種平差模型。
三維無(wú)約束平差的主耍目的1)是考察GPS基線向量網(wǎng)本身的內(nèi)符合精度以及考察基線向量之間有無(wú)明顯的系統(tǒng)誤差和粗差,其平差應(yīng)不引入外部基準(zhǔn)。2)調(diào)整個(gè)基線觀測(cè)值的權(quán),使它們相互匹配。
三維約束平差,就是以國(guó)家大地坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系的某些點(diǎn)的固定坐標(biāo)、固定邊長(zhǎng)及固定方位為網(wǎng)的基準(zhǔn),將其作為平差中的約束條件,并在平差計(jì)算中考慮GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。約束平差和聯(lián)合平差都是為了確定點(diǎn)在指定參照系下的坐標(biāo)。10.GPS控制作業(yè)的主要步驟
一、明確任務(wù)二、測(cè)區(qū)踏勘及收集資料三、技術(shù)設(shè)計(jì)四、器材準(zhǔn)備及人員組織五、選點(diǎn)及埋標(biāo)六、外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃的擬定七、外業(yè)觀測(cè)八、數(shù)據(jù)與處理九、觀測(cè)成果的外業(yè)檢核十、技術(shù)總結(jié)11.多路徑誤差的減弱措施
多路徑誤差:接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外,還可能收到經(jīng)天線周?chē)匚镆淮位蚨啻畏瓷涞男l(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)疊加,將引起測(cè)量參考點(diǎn)位置變化,使觀測(cè)量產(chǎn)生誤差。減弱措施:
安置接收機(jī)天線的環(huán)境應(yīng)避開(kāi)較強(qiáng)發(fā)射面,如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。選擇造型適宜且屏蔽良好的天線如扼流圈天線。適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間,削弱周期性影響。改善接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)。
12.RTK測(cè)量的基本思想
RTK(Real-timekinematic)實(shí)時(shí)(載波相位)差分定位是一種能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法,它的出現(xiàn)極大地提高了野外作業(yè)效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本思想是,在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī),對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備,實(shí)施的發(fā)送給用戶(hù)觀測(cè)站。在用戶(hù)站上,GPS接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù),然后根據(jù)相對(duì)定位的原理,實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶(hù)占的三維坐標(biāo)及其精度。13.GPS觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)禁止哪些操作?
關(guān)閉又重新啟動(dòng)接收機(jī);進(jìn)行自測(cè)試(發(fā)現(xiàn)故障除外);改變衛(wèi)星高度角;改變天線位置;改變數(shù)據(jù)采樣間隔;按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。14.GPS技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)的主要內(nèi)容
1)任務(wù)來(lái)源及工作量,包括GPS項(xiàng)目的來(lái)源、下達(dá)任務(wù)的項(xiàng)目、用途及意義;GPS測(cè)量(包括新定點(diǎn)數(shù)、約束點(diǎn)數(shù)、水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)、檢查點(diǎn)數(shù));GPS點(diǎn)的精度指標(biāo)及高程系統(tǒng)。
2)測(cè)區(qū)概況主要包括測(cè)區(qū)隸屬的行政管轄;測(cè)區(qū)范圍的地理坐標(biāo)、控制面積;測(cè)區(qū)交通狀況和人文地理;測(cè)區(qū)的地形及氣候狀況;測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的分布及對(duì)控制點(diǎn)的分析、利用和評(píng)價(jià)
3)布網(wǎng)方案GPS網(wǎng)店的圖形結(jié)構(gòu)及基本連接方法;GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征的測(cè)算;點(diǎn)位圖的繪制
4)選點(diǎn)與埋標(biāo)GPS點(diǎn)為基本要求;點(diǎn)為標(biāo)志的選用及埋設(shè)方法;點(diǎn)位的編號(hào)5)觀測(cè)對(duì)觀測(cè)工作的基本要求;觀測(cè)計(jì)劃的制定;對(duì)數(shù)據(jù)采集提出應(yīng)注意的問(wèn)題。6)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的基本方法及使用的軟件,起算點(diǎn)坐標(biāo)的來(lái)源;閉合差檢驗(yàn)及點(diǎn)位精度的評(píng)定指標(biāo)
7)完成任務(wù)的措施要求措施具體,方法可靠,能在實(shí)際工作中貫徹執(zhí)行。
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