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1、GPS基线处理主要内容o1 概述概述o2 基线的解算模式基线的解算模式o3 基线解算的过程基线解算的过程o4 基线解算的质量控制基线解算的质量控制o从原始的观测值出发得到最终的测量定位成果，其数据处理：从原始的观测值出发得到最终的测量定位成果，其数据处理：预处理预处理,基线解算基线解算数据采集数据采集数据传输数据传输GPSGPS网平差网平差格式转换格式转换知识点1 GPS基线处理概述o定义定义n利用多个测站的利用多个测站的GPSGPS同步观测数据，确定这些测站之间坐标差的过程同步观测数据，确定这些测站之间坐标差的过程o观测值观测值nGPSGPS载波相位观测值（主要）载波相位观测值（主要）原始观
2、测值原始观测值差分观测值差分观测值不同频率的组合观测值不同频率的组合观测值nGPSGPS伪距观测值（辅助）伪距观测值（辅助）o结果结果n基线向量基线向量n精度（中误差）及误差相关性信息（协因数阵）精度（中误差）及误差相关性信息（协因数阵）2 基线的解算模式-GPS基线解算的内涵 o地心地固坐标（地心地固坐标（ECEFECEF）n笛卡儿坐标系笛卡儿坐标系 (X,X,Y,Y,Z)Z)n大地坐标系大地坐标系 (B,B,L,L,H H)B B：纬差；：纬差；L L：经差；：经差；H H：大地高差：大地高差o站心地平坐标系站心地平坐标系n直角坐标系直角坐标系 (N,E,U)(N,E,U)N N：北方向；
3、：北方向；E E：东方向；：东方向；U U：垂直方向：垂直方向n极坐标系极坐标系 (S,A,H)(S,A,H)S S：距离；：距离；A A：方位角；：方位角；H H：高度角：高度角2 基线的解算模式-GPS基线向量的表达方式o根据数学模型分类根据数学模型分类n单基线解单基线解（Single Baseline/Baseline ModeSingle Baseline/Baseline Mode）数学模型按单一基线建立数学模型按单一基线建立不顾及同一时段基线间的误差相关特性不顾及同一时段基线间的误差相关特性n多基线解多基线解（Multiple Baseline/Session ModeMultip
4、le Baseline/Session Mode）数学模型按时段建立，包括同一时段中一组独立基线数学模型按时段建立，包括同一时段中一组独立基线顾及同一时段基线间的误差相关特性顾及同一时段基线间的误差相关特性n整体解（多站网解）整体解（多站网解）（Campaign ModeCampaign Mode）数学模型按整网建立，包括整网中相互独立基线数学模型按整网建立，包括整网中相互独立基线模型最为严密模型最为严密顾及同一时段基线间的相关特性顾及同一时段基线间的相关特性基线之间相互约束，结构强基线之间相互约束，结构强2 基线的解算模式-基线解算的分类o根据（主要）观测值类型分类根据（主要）观测值类型分类
5、nL1L1解：解：L1L1载波相位载波相位nL2L2解：解：L2L2载波相位载波相位n宽巷（宽巷（Wide-laneWide-lane）解：宽巷组合观测值）解：宽巷组合观测值n窄巷（窄巷（Narrow-laneNarrow-lane）解：窄巷组合观测值）解：窄巷组合观测值n无电离层影响（无电离层影响（Iono-freeIono-free）解：无对流层影响（）解：无对流层影响（Iono-freeIono-free）组合观）组合观测值测值2 基线的解算模式-基线解算的分类o根据所采用差分观测值的类型根据所采用差分观测值的类型n非（零）差解：采用非（零）差观测值非（零）差解：采用非（零）差观测值n单
6、差解：采用单差观测值单差解：采用单差观测值n双差解：采用双差观测值双差解：采用双差观测值n三差解：采用三差观测值三差解：采用三差观测值o根据模糊度的确定情况根据模糊度的确定情况n固定解（整数解）固定解（整数解）(Fixed)(Fixed)：模糊度被确定为整数：模糊度被确定为整数n浮动解（实数解）浮动解（实数解）(Float)(Float)：模糊度未被确定为整数：模糊度未被确定为整数2 基线的解算模式-基线解算的分类3 3 基线解算的过程及结果基线解算的过程及结果数据导入数据导入（观测值、星历、（观测值、星历、气象元素、测站信气象元素、测站信息等）息等）数据预处理数据预处理（周跳探测与修复、（周
7、跳探测与修复、形成差分观测值）形成差分观测值）组成观测方程组成观测方程（待定参数包括基（待定参数包括基线向量、整周模糊线向量、整周模糊度等）度等）平差解算平差解算（待定参数包括基（待定参数包括基线向量、整周模糊线向量、整周模糊度等）度等）是否存在劣质是否存在劣质观测值或小周观测值或小周跳跳剔除或修复剔除或修复是是否否能否确定整能否确定整周模糊度参周模糊度参数数否否是是确定基线向确定基线向量的固定解量的固定解确定基线向确定基线向量的浮动解量的浮动解基线解算的流程基线解算的流程3 3 基线解算的过程及结果基线解算的过程及结果-基线解算结果的内容o数据的记录情况数据的记录情况o测站的相关信息（位置、
8、接收机型号、序列号、天线高）测站的相关信息（位置、接收机型号、序列号、天线高）o每一测站在观测期间的卫星跟踪状况每一测站在观测期间的卫星跟踪状况o气象数据气象数据(气压、温度、湿度气压、温度、湿度)o基线解算控制参数设置基线解算控制参数设置（星历类型、截止高度角、解的类型、对流层、电（星历类型、截止高度角、解的类型、对流层、电离层、周跳的处理方式）离层、周跳的处理方式）o基线向量估值及其统计信息基线向量估值及其统计信息（基线分量、基线长度、基线分量的方差（基线分量、基线长度、基线分量的方差-协协方差阵、观测值残差方差阵、观测值残差RMSRMS、RatioRatio值，单位权方差因子等）值，单位
9、权方差因子等）o观测值残差序列观测值残差序列3 3 基线解算的过程及结果基线解算的过程及结果-基线解算结果的作用o是后续数据处理的观测值（GPS基线向量网平差的观测值）o为进行基线向量解算结果质量控制提供依据o基线解算阶段质量控制的目的n为后续的数据处理分析提供合格的基线向量结果。o基线解算阶段质量控制的内容n质量评定通过一系列的指标，对基线向量结果的质量进行评估，发现质量差（不合格）的基线。n质量改善通过数据处理手段，提高基线向量结果的质量4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制o评定基线向量结果质量的指标n基于测量规范的控制指标在工程应用中必须满足n基于统计学原理的参考指标在工程应用中不作
10、为判别质量是否合格的依据4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制o数据删除率数据删除率n定义：在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据删除率。n实质：数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据删除率越高，说明观测值的质量越差。nGB/T 18314-2009，同一时段观测值的数据剔出率宜小于10%。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的控制指标o同步环闭合差同步环闭合差n定义由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。n特点：理论上：由于同步观测基线间具有一定的内在联系，同
11、步环闭合差在理论上应总是为0。实践中：只要数学模型正确、数据处理无误，即使观测值质量不好，同步环闭合差将非常小。n实质：若同步环闭合差超限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的。没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的控制指标o异步环闭合差异步环闭合差n定义由相互独立的基线所组成的闭合环的闭合差。n实质异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的。不满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格。要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过多个相邻的异步环或重复基线
12、来判定。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的控制指标o复测基线较差（重复基线互差）复测基线较差（重复基线互差）n定义不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是所谓重复基线。这些观测结果之间的差异，就是复测基线较差。n实质复测基线较差满足限差要求时，则表明基线向量的质量是合格的。不满足限差要求时，则表明复测基线中至少有一条基线向量的质量不合格。要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过多条复测基线来判定。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的控制指标o单位权方差因子单位权方差因子n定义定义n实质实质又称为参考因子又称为参考因子一定程度地反映了观测值质量的优劣一定程度地反映了
13、观测值质量的优劣单位权方单位权方差因子差因子观测值的观测值的残差残差观测值的观测值的权权自由度自由度4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的参考指标o观测值的RMSn定义：观测值残差的均方根（Root Mean Square）n实质反映了观测值与参数估值间的符合程度一定程度地反映了观测值质量的优劣一般认为，RMS越小越好观测值的均观测值的均方根误差方根误差观测值的观测值的残差残差观测值的观测值的数量数量4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的参考指标“观测条件观测条件”指的是卫星星座的指的是卫星星座的几何图形的分布和变化。通常，几何图形的分布和变化。通常，卫星数量越多、卫星分布
14、越均匀、卫星数量越多、卫星分布越均匀、观测时间越长，观测条件越好。观测时间越长，观测条件越好。oRATIOn定义o实质n反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性，该值总大于等于1，值越大，可靠性越高。n这一指标取决于多种因素，既与观测值的质量有关，也与观测条件的好坏有关。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的参考指标oRDOP(Relative Dilution of Precision)相对定位几何精度因子n定义：所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹（）的平方根，即 nRDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹（即观测条件）有关，当基线位置确定后，RDOP值就只与观测条件有关了，而观测条件又是时间的函数，因此，RDOP值的大小与观测时间段有关。n实质：RDOP表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响，即取决于观测条件的好坏，它不受观测值质量好坏的影响。4.基线解算的质量控制基线解算的质量控制-质量的参考指标小结o掌握基线数据处理过程，基线解算的种类o掌握基线解算质量控制指标o理解基线解算质量参考指标谢谢大家！17:24