第10讲 GPS数据处理《全站仪与GNSS现代测绘技术》教学课件.ppt

第八章 GPS数据处理 GPS采集的数据包括哪些？ 1.伪距观测值（测码伪距）； 2.载波相位观测值； 3.卫星星历。 质量指标 – 控制指标（必须满足，需要用户来判断） ? 同步环闭合差 ? 异步环闭合差 ? 复测基线较差 – 参考指标（用于参考，不作要求，软件能自动 判断） ? 参考方差（σ0） ? 均方根误差（RMS） ? 确定模糊度时的RMS比值（RATIO值） 质量参考指标1 4 影响基线解算的因素与对策 不影响质量的因素 1. GPS网中点的质量与点位分布无关 4 影响基线解算的因素与对策 2.网的形状对GPS网的质量没有直接影响 4 影响基线解算的因素与对策 4.1 主要影响因素 ? 观测值的精度 – 由观测方法和基线处理方法决定 ? 起算数据的质量、数量、分布及与网的关系 – 由网的设计和外业观测调度决定 ? 网的结构（基线向量的数量及配置） – 由网的设计和外业观测调度决定 ? 数学模型的完备性 – 由数据处理软件决定 ? 外业观测工作，如对中、量高、天线定向等 – 由外业作业人员决定 4.2影响因素的判别 1.基线起点坐标不准确 无成型方法加以判别，只有尽量提高起点坐标精度。 2.卫星观测时间短 查看观测数据量。 3.周跳太多 从观测值残差图分析。由于现在基线处理软件大多采用双差观测值，因此若含有未修复的周跳时，残差就会显著的整数倍增加。 4.多路径效应严重、对流层和电离层折射影响过大。 不像周跳时成整数倍增加，出现非整数倍增加，不超过一周 4.3 应对措施 1.起点坐标不准确 采用较长时间单点定位点或与WGS-84坐标准确点联测得到； 所有基线起点由一个点衍射而来，网平差时改正该系统偏差 2.卫星观测时间短 删除该段数据，不让其参与平差，提高数据处理质量。 3.周跳严重 删除周跳严重的时段 删除经常发生周跳的卫星 4.多路径效应严重 缩小编辑因子，即减小容许误差范围。 删除多路径效应严重的观测时段。 5.对流层折射和电离层折射影响过大 提高截止高度角（盲目性） 采用电离层改正模型和对流层改正模型加以改正 采用消除了电离层影响的双频观测值。 5 残差图 6 基线解算过程 1.原始数据的读入 2.外业输入数据的检查与修改 3.设定基线解算的控制参数 4.基线解算 5.基线质量检验 7 解算结果分析 1、残差分析 平差处理时，若存在系统误差和粗差，其结果将有偏差。 理论上，载波相位观测精度为1﹪周，即对L1 波段信号观测误差只有2mm。 因而当偶然误差达1cm时，应认为观测值质量存在较严重的问题；当系统误差达分米级时，应认为所用数学模型有误； 当残差分布中出现突然的跳跃或尖峰时，则表明整周跳变处理失败。 观测残差分布合理与否主要体现在平差后的单位权中误差估值上，根据基线长度一般要求在0.05周以下，否则表明观测值中存在某些系统误差或粗差。 第二节 GPS基线向量的解算 7 解算结果分析 2、处理基线结果的精度 （1）验后单位权方差检验。 采用 检验法对验后单位权方差进行检验，是否与理论值相近。 （2）基线长度的精度。 要求处理后基线长度中误差应符合标称精度。 （3）双差固定解与双差实数解之间的差值。 理论上整周未知数N为一整数，但其平差值为一实数，称为双差实数解。 将实数确定为整数，在进一步平差时不作为未知数求解，这样的结果称为双差固定解。 通常要求两者之间的基线向量坐标差小于5cm。当双差固定解与实数解的向量坐标差达到分米级时，则处理结果可能有误。 基线长度较长时，以双差实数解为最佳。 第二节 GPS基线向量的解算 7 解算结果分析 3、粗差检测 对GPS基线向量观测值的粗差检验和模型误差辨识，一般是利用由基线向量构成的多边形闭合差进行。 4、粗差定位 当经过检验，认为GPS网中还存在粗差时，往往还需要确定粗差源来自哪些观测（组），该过程称为粗差定位。 每个基线向量观测值L1都是由三维坐标差构成的相关观测值，而各基线向量之间一般认为是独立的。因此，从模式识别技术的观点看，粗差定位实质上是分析粗差向量落在哪些基线向量L1的系数矩阵A1所形成的特征子空间内的概率问题。 第三节 GPS基线网平差 一、概述 GPS基线网平差的目的： 消除基线网中各类图形闭合条件的不符值，并建立网的基准，即网的位置、方向和尺度基准。 GPS控制网是由相对定位所求得的基线向量而构成的空间基线向量网。在GPS控制网的平差中，是以基线向量及协方差为基本观测量的。通常采用三维无约束平差、三维约束平差及三维联合平差三种平差模型。 1 三维无约束平差  所谓三维无约束平差，就是GPS控制网中只有一个已知点坐标。三维无约束平差的主耍目的是考察GPS基线向量网本身的内符合精度以及考察基线向量之间有无