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GPS测量与数据处理第八讲 河南工程学院土木工程系测绘教研室 GPS测量数据处理 内容概要 概述 GPS测量数据处理的流程 GPS测量数据处理软件 基线解算 基线解算的模式 基线解算的基本数学模型 基线解算软件的使用 基线解算的质量控制 网平差 网平差的类型及作用 网平差的基本数学模型 采用GPS技术建立独立坐标系 网平差软件的使用 网平差的质量控制 GPS测量数据处理 本章需要解决的问题 基线解算的基本原理和方法 基线解算的质量控制 网平差的基本原理和方法 网平差的质量控制 独立坐标系及相关数据处理的问题 GPS网及其布设 GPS网 采用GPS技术布设的测量控制网 由点、基线向量构成，或许还会含有其它类型的观测量 目的：确定点的坐标，消除几何上的不一致性 GPS网及其布设 GPS网及其布设 GPS布设时的逐步推进方式 GPS测量数据处理的流程 四个阶段： 1. 数据传输 2. 格式转换（可选） 3. 基线处理 4. 网平差 GPS基线处理软件 ??常用的随机软件 Trimble：GPSurvey; TGO Ashtech：GPPS- Prism - Winprism Leica：SKI- Ski-Pro 选件加密 Rogue：TSS Javad：Pinnacle等 ??高精度GPS数据后处理软件 GAMIT：美国麻省理工学院 Bernese：瑞士伯尔尼大学 EPOS：德国地球科学研究所 GIPSY：美国喷气动力实验室JPL 基线向量解 基线边长（左）与基线向量（右） 基线向量解 基线向量的表达方式?? 空间直角坐标的坐标差?? 大地坐标的坐标差?? 站心地平坐标的坐标差 同步观测基线间的误差相关性 提示：由于在计算AB、AC两条基线向量时， 均用到了A点的观测数据，因而A点观测数据 中的误差将同时对AB、AC两条基线向量产 生影响。 A B C 基线解算模式 ??单基线解/基线模式 ??多基线解/时段模式 ??整体解/战役模式 基线解算模式 单基线解/基线模式?? 解算方法?? 一次仅同时提取两台GPS接收机的同步观测数据进行基线解算。?? 特点?? 模型简单，参数较少，计算量小?? 解算结果无法反映同步观测基线间的误差相关性?? 无法充分利用观测数据之间的关联性?? 适用范围?? 一般工程应用 基线解算模式 单基线解/基线模式?? 基线解结果?? 基线向量估值?? 基线向量估值的方差-协方差阵 基线解算模式 多基线解/时段模式?? 解算方法?? 一次提取一个观测时段中所有进行同步观测的n台接收机所采集的同步观测数据，在一个单一解算过程中共同解求出所有n -1条相互函数独立的基线。?? 特点?? 数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相关性?? 数学模型和解算过程比较复杂，计算量较大?? 适用范围?? 对质量要求严格的应用 基线解算模式 多基线解/时段模式?? 基线选择方法 射线法（左）和导线法（右） 基线解算模式 多基线解/时段模式?? 基线解结果?? 基线向量估值 ?? 基线向量估值的方差-协方差阵 基线解算模式 整体解/战役模式 解算方法 一次提取项目整个观测过程中所有观测数据，在一个单一解算过程中同时对它们进行处理，得出所有独立基线。 特点 数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相关性 避免了结果在几何上的不一致性 数学模型和解算过程复杂，计算量大 适用范围 高精度定位、定轨 GPS基线解算的基本原理 GPS相对定位的基本原理 GPS基线解算的基本原理 ??若在某一历元中， 对k颗卫星进行了同步观测，则可以得到k-1个双差观测值；若在整个同步观测时段内同步观测卫星的总数为n，则整周未知数的数量为：n-1。 在进行基线解算时，各项误差一般并不作为未知参数，而是通过某些方法将它们消除或改正，一般只解两类参数：?? 测站间的坐标差分量（3个）；?? 双差整周未知数参数（n-1个） GPS基线解算的基本原理 ??若在某一历元中， 对k颗卫星进行了同步观测，则可以得到k-1个双差观测值；若在整个同步观测时段内同步观测卫星的总数为n，则整周未知数的数量为：n-1。 在进行基线解算时，各项误差一般并不作为未知参数，而是通过某些方法将它们消除或改正，一般只解两类参数：?? 测站间的坐标差分量（3个）；?? 双差整周未知数参数（n-1个） GPS基线解算的基本原理 观测值?? 基线解算一般采用差分观测值，较为常用的差分观测值为双差观测值，即由两个测站的原始观测值分别在测站和卫星间求差后所得到的观测值。 基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值。在基线解算时，平差要分三个阶段进行： GPS基线解算的基本原理 第一阶段进行初始平差，解算出整周未知数参数和基线向量的实数解（浮动解）；??