最终给第九章GPS数据处理.ppt

GPS网三维平差中，首先应进行三维无约束平差，平差后通过观测值改正数检验发现基线向量中是否存在粗差，并剔除含有粗差的基线向量，再重新进行平差，直至确定网中没有粗差后，应对单位权方差因子进行χ2检验，判断平差的基线向量随机模型是否存在误差，并对随机模型进行改正，以提供较为合适的平差随机模型。再对GPS网进行约束平差或联合平差后，还应对平差中加入的转换参数进行显著性检验，对于不显著的参数应剔除，以免破坏平差方程的性态。logoGPS基线向量网的二维平差GPS基线向量网二维平差应在某一参考椭球面上，或是在某一投影平面坐标系上进行。因此，平差前，首先须将GPS三维基线向量观测值及其协方差阵转换投影至二维平差计算面。也就是从三维基线向量中提取二维信息，在平差计算面上构成一个二维GPS基线向量网。GPS基线向量网二维平差也可分为无约束平差、约束平差和联合平差三类，平差原理及方法均与三维平差相同。由二维约束平差和联合平差获得的GPS平面成果，就是国家坐标系下或地方坐标系下具有传统意义的控制成果。在平差中的约束条件往往是由地面网与GPS网重合的已知点坐标，这些作为基准的已知点的精度或它们之间的兼容性是必须保证的。否则由于基准本身误差太大互不兼容，将会导致平差后的GPS网产生严重变形，精度大大降低。因此，在平差结束前，应通过检验发现并淘汰精度低且不兼容的地面网已知点，再重新平差。9.4.1GPS基线向量网的二维投影变换

三维基线向量转换成二维基线向量，应避免地面网不准确的大地高引起尺度误差和网变形，保证GPS网转换后整体及相对几何关系不变。因此，可采用在一点上实行位置强制约束，在一条基线的空间方向上实行定向约束的三维转换方法，也可以是在一点上实行位置强制约束，在一条基线的参考椭球面投影的法截弧和大地线方向上实行定向约束的准三维转换方法。转换后的GPS网与地面网在一个基准点上和一条基线上的方向完全重合一致，两网之间只存在尺度比差和残余定向差。设地面控制位置基准点在国家大地坐标系中的大地坐标为(B0T、L0T、H0T)(H0T=h0+ζ0)，由大地坐标与空间三维直角坐标关系式可得该点在国家空间直角坐标系下的坐标

(X0T，Y0T，Z0T)。

假定网中基准点的坐标为(B0，L0，H0)，不同于基准点的其他点为(Bi，Li，Hi)。

而该基准点在GPS网的三维直角坐标为(X0S，Y0S,Z0S)，由此可求得GPS网平移至地面测量控制网基点的平移参数为：

ΔX=X0T-X0S，，ΔY=X0T-Y0S，ΔZ=Z0T-Z0S9.4.1.1GPS基线向量网至地面网的平移0102于是，可将GPS网中其他各点坐标经下式平移到国家大地坐标系中：

XTi=XSi+ΔX

YTi=YSi+ΔY

ZTi=ZSi+ΔZ利用大地坐标与空间直角坐标的反算公式可得各点在国家大地坐标系中的大地坐标Bi、Li、Hi。9.4.1.2三维GPS网至国家大地坐标系的二维投影变换由平移变换已将GPS网与地面控制网在基准点上(见图9-７，1号点为基准点)实现了重合，为使GPS网与地面控制网在方位上重合一致，可利用椭球大地测量学中的赫里斯托夫第一类微分公式。该公式给出当基准数据发生变化(起始点的大地坐标dB、dL，方位dA、长度dS)时，相应的其他大地点坐标的变化值，实现两网在同一椭球面上的符合。图9-7GPS网的转换过程上式即为赫里斯托夫第一微分式。式中在该公式中，对于已经平移变换、两网在基准上重合的网，有dB0=0，dL0=0。同时由于在进行三维至二维的投影变换时，往往难以准确确定两网的尺度差异，因此可将此变换留待约束(联合)平差时考虑，因而此时可设dS0=0，那么，此处赫里斯托夫第一类微分式就化简为：式中根据两网起始坐标方位角之差dA=A0T-A0S。由上式就可得GPS网各点在国家大地坐标系内与地面网起始基准点一致、起始方位一致(见图9-7中1～2方位)的坐标。B1=B1+dB1L1=L1+dL1为了平差计算及科研生产实用方便，二维平差通常是在平面上进行。可利用高斯投影正算式将GPS各点由参心椭球坐标投影到高斯平面坐标系。01添加标题9.4.1.3三维基线向量协方差阵至二维高斯平面协方差阵添加标题除了将三维GPS网投影到二维平面上外，还应把相应的协方差阵变换到二维高斯平面。0203添加标题由空间直角坐标与椭球大地坐标的关系可得任一条基线的大地坐标差关系为：可将上式展开成三维级数式，并通过对其求偏导得到空间直角坐标差与大地坐标差之间的全微分式：式中：ai,bi,ci(i=B,L,H)为一阶偏导系数。第一章节由于偏导系数矩阵是可逆的，于是可惟一地得到大地坐标差关于直角坐标差的微分关系式