GPS测量设计与实施.ppt

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1、第十一章 GPS测量设计与实施11.1 GPS测量的技术设计11.2 GPS测量的外业准备与技术设计书的编写11.3 GPS测量的外业实施11.4 GPS测量的作业模式11.5 数据预处理与观测成果的质量检核11.6 技术总结与上交资料v实际工作中的GPS测量可划分为方案设计、外业实施及内业数据处理三个阶段。v11.1 GPS测量的技术设计v11.1.1 设计依据：国家有关规范（规程）、GPS网的用途用户要求等对网形、精度和基准等进行具体设计。v1、GPS测量规范vGPS测量规范是国家测绘管理部门或行业部门制定的技术法规，包括：v（1）2001年国家质量技术监督局发布的 全球定位系统（GPS）

2、测量规范，简称规范。v（2）1998年建设部发布的行业标准全球定位系统城市测量规程，简称规程。v（3）各部委根据本部门GPS测量实际情况制定的其他GPS测量规程和细则。v2、测量任务书v测量任务书或合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。该文件是指令性的，规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的时间，完成任务的经济指标等。vGPS方案设计时，依据测量任务书提出的指标要求，结合规范规定并现场踏勘确定具体的各点间连接方法、各点设站观测的次数、时段长短等布网观测方案。v11.1.2 GPS网的精度、密度设计v1、GPS测量精度标准与分类：v精度设计取决于网的用途

3、。v用于全球性地球动力学、地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可参照规范中AA、A、B级精度。见表1 GPS测量精度分级（一）级别主要用途固定误差a/mm比例误差b(ppm.D)AA全球性地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨30.01A区域性地球动力学研究、地壳形变测量50.1B局部形变监测和各种精密工程测量81C大、中城市及工程测量基本控制网105D,E中小城市及测图、物探、建筑施工等控制测量1010-20v用于城市或工程中的GPS控制网可根据相邻点的平均距离，参照规程中二、三、四等和一级、二级精度。见表2。等级平均距离/kma/mmb/ppm.D最弱边相对中误差二91021/12万三51

4、051/8万四210101/4.5万一级110101/2万二级115201/1万当边长小于200m时，以边长中误差小于20mm来衡量。v相对定位中各等级GPS相邻点间弦长精度（距离误差）表示为：实际精度标准的确定应根据用户实际需要及人、财、物情况设计，或参照本部门已有的规程和作业经验。具体布设时可分级布设、越级布设或布设同级全面网。v2、点的密度标准v取决于任务要求和服务对象。规范中给出了参考值/km。AAABCDE相邻点最小距离30010015521相邻点最大距离20001000250401510相邻点平均距离10003007010-15 5-102-5v11.1.3 GPS网的基准设计v明

5、确GPS测量成果所采用的坐标系统和起算数据（基准）。vGPS网的基准包括：v1、位置基准：由给定的起算点坐标确定。v2、方位基准：一般以给定的起算方位角值确定，也可以基线向量的方位作为方位基准。v3、尺度基准：由地面的电磁波测距边确定，或两个起算点间的距离确定。vGPS网的基准设计实质是指位置基准的设计，应考虑：v1、为求得GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，以便坐标转换。v2、为保证GPS网约束平差后坐标精度的均匀性以及减少尺度比误差影响，对网内重合的高等级国家点或原城市等级控制点，除了未知点联结图形观测外，对其也要适当构成长边图形。v3、GP

6、S网平差计算后，得到了GPS点在地面参照坐标系中的大地高，为求其正常高，可根据具体情况联测高程点，联测的高程点要均匀分布于网中。v4、新建GPS网的坐标系应尽量与测区过去采用的坐标系统统一。v11.1.4 GPS网构成的基本概念和网特征条件v1、概念v（1）观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止连续工作的时间段。v（2）同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行观测。v（3）同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。v（4）独立观测环：由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环。v（5）异步观测环：存在有非同步观测基线的多边形环路。v（6）独立基线：对于N台

7、GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1。v（6）非独立基线：独立基线外的其他基线。总基线数等于独立基线数与非独立基线数之和。v2、GPS网特征条件的计算v观测时段数，其中C为观测时段数，n为网点数，m为每点设站次数，N为接收机数。v总基线数：J总=C.N.(N-1)/2v必要基线数：J必=n-1v独立基线数：J独=C.(N-1)v多余基线数：J多=C.(N-1)-（n-1）v依据上述公式可确定一个具体GPS网图形结构的基本特征。v3、GPS网同步图形构成及独立边的选择v对于N台GPS接收机构成的同步图形中一个时段包含的GPS基线数或GPS边数为：J=N.(N-

8、1)/2，但仅有N-1条是独立的GPS边，其余为非独立的GPS边。2-5台接收机同步观测所构成的图形vGPS独立边的不同选择v当同步观测的GPS接收机数N3时，同步闭合环的最少个数为T=J-(N-1)=(N-1)(N-2)/2。GPS边数J、接收机数N和最少同步闭合环数T的关系为：N23456J1361015T013610理论上同步闭合环中GPS边的坐标差之和应等于零，但由于各台GPS接收机并不是严格同步，导致闭合差不等于零。当同步闭合环的闭合差较小时，通常只能说明GPS基线向量的计算合格，不能说明GPS边的观测精度高，也不能发现接收信号受到的干扰而产生的某些粗差。v为保证观测效果和发现观测过

9、程中的粗差，必须使GPS网中的独立边构成一定的几何图形（由数条GPS独立边构成的非同步多边形也称非同步闭合环，如三边、四边形、五边形等）；当GPS网中有若干个起算点时，也可由两个起算点之间的数条GPS独立边构成的附合路线。vGPS网的图形设计就是根据对所布设的GPS网的精度要求，设计出由独立GPS边构成的多边形网（环形网）。v11.1.5 GPS网的图形设计v因为GPS同步观测时不要求通视，GPS网的图形设计具有较大的灵活性。主要取决于用户要求、经费、时间、人力及接收机的类型、数量等。v根据不同用途，GPS网的图形通常布设成点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种。v1、点连式：指相邻同步图形

10、之间仅有一个公共点连接。特点：图形几何强度弱，没有或很少有非同步图形闭合条件，一般不单独使用。图中13个定位点，无异步检核条件，最少观测时段6个（同步环），最少必要观测基线为n(点数)-1=12条，6个同步环中总共有12条独立基线。v2、边连式：指同步图形之间由一条公共基线连接。特点：几何强度较高，有较多的复测边和非同步图形闭合条件。缺点：在相同仪器台数条件下，观测时段数比点连式大大增加。图中13个定位点，12个观测时段，9条重复边，3个异步环。最少观测同步图形为11个，总基线数为33条，独立基线数22条，多余基线数10条。v3、网连式：指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接。需要4台以上

11、接收机。特点：几何强度和可靠性高，缺点：经费和时间花费较多，仅适用于高精度的控制测量。v4、边点混合连接式：把点连式和边连式有机结合起来，组成GPS网。特点：既保证网的几何强度，提高网的可靠性，又减少外业工作量，降低成本，是较理想的布网方法。在点连式基础上增加4个观测时段，将点连式与边连式结合起来。图中所示3台接收机观测方案共有10个同步三角形，2个异步环，6条复测边，总基线数为29条，独立基线20条，多余基线8条，必要基线12条，图形呈封闭状。v实际布设时注意的原则：v1、GPS网中每点应有一个以上通视方向，以满足常规测量加密需要。v2、为顾及原有测绘成果的沿用，应采用原有城市坐标系统，对符

12、合要求的旧点，应充分利用其标石。v3、GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附合路线，每个闭合环或附合路线中的边数应符合规范要求。级别ABCDE闭合环或闭合线路的边数566810级别二三四一级二级闭合环或闭合线路的边数6810101011.2 GPS测量的外业准备与技术设计书的编写GPS外业测量之前必须作好测区踏勘、资料收集、器材筹备、观测计划拟订、仪器检验校正和设计书编写等工作。11.2.1 测区踏勘签定GPS测量合同后，依据施工设计图踏勘、调查测区，为编写技术设计、施工设计、成本预算等提供依据。1、交通情况：公路、铁路、乡村路的分布与通行情况。2、水系分布情况：3、植被情况：4、

13、控制点分布情况：三角点、水准点、GPS点、导线点的登记、坐标、高程系统，点位的数量与分布，标志的保存状况等。5、测区内居民地分布、食宿及供电情况。6、风俗民情：民族分布、习俗与方言、习惯与社会治安等。v11.2.2 资料收集v1、各类图件：1：1万-1：10万地形图，大地水准面起伏图、交通图。v2、各类控制点成果：三角点、水准点、GPS点、导线点及各控制点坐标系统、技术总结等资料。v3、测区内有关的地质、气象、交通、通信等资料。v4、城市及乡村行政区划表。v11.2.3 器材、设备的筹备及人员组织v1、筹备仪器、计算机及配套设备。v2、筹备机动设备及通信设备。v3、筹备施工器材、计划油料、材料

14、的消耗等v4、组建施工队伍，拟订施工人员名单和岗位。v5、进行详细的投资预算。v11.2.4 拟订外业观测计划v拟订依据：v1、GPS网的规模大小。v2、点位精度要求。v3、GPS卫星星座几何图形强度。v4、参加作业的接收机数量。v5、交通、通信及后勤保障。v观测计划的主要内容：v1、编制GPS卫星可见性预报图：在高度角大于150，输入测区中心某一测站的概略坐标，输入日期和时间，使用不超过20天的星历文件。v2、选择卫星的几何图形强度：GPS定位中卫星与测站所组成的几何图形，其强度因子可用空间位置因子（PDOP)表示，无论绝对定位还是相对定位，PDOP值不应大于6。v3、选择最佳观测时段：当卫

15、星多于4颗且分布均匀，PDOP值小于6的时段为最佳观测时段。v4、观测区域的设计与划分：当网点数较多、规模大，接收机数有限、交通、通信不便时，可分区观测。为增强网的整体性，提高网的精度，相邻分区应设置公共观测点，公共点数量不应少于3个。v5、编排作业调度表：作业组在观测前应根据测区的地形、交通状况、网的大小、精度高低、仪器数量、GPS网的设计、卫星预报表、测区地理环境等编制作业调度表，目的：提高工作效率。作业调度表包括：观测时段、测站号、测站名称、接收机号等。v11.2.5 设计GPS网与地面网的联测方案v根据测区地形和地面控制点的分布，在GPS网中至少重合观测3个以上的地面控制点（尽量选择高

16、程控制点）做为约束点。v11.2.6 GPS接收机的选型与检验v1、选型：接收机性能、型号、精度、数量与测量精度有关。级别AAABCD,E单频/双频双频/全波长双频/全波长双频双频或单频双频或单频观测量至少有L1、L2载波相位L1、L2载波相位L1、L2载波相位L1载波相位L1载波相位同步观测接收机数54332等级二三四一级二级单频/双频单频或双频单频或双频单频或双频单频或双频单频或双频标称精度(10mm+2ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)(10mm+3ppmD)观测量载波相位载波相位载波相位载波相位载波相位同步观测接收机数222222、检验：

17、观测中选用的接收机，其性能和可靠性检验合格后可参加作业。对新购和修理后的接收机应按规定进行全面检验，包括v一般检验：检查接收机设备各部件及附件是否齐全、完好，手册和资料是否齐全，紧固部分是否松动脱落；天线底座的圆水准器和光学对中器应在测试前进行检验校正；通风干湿器、气压表、温度表等应定期送气象部门检验。v通电检验：检验接收机通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作情况、自测试系统的工作情况。自测正常后按操作步骤检验仪器的工作情况。v实测检验：接收机检验的主要内容。方法：用标准基线检验；已知坐标、边长检验；零基线检验；相位中心偏移量检验等。至少每年测试一次。v（1）零基线检验接收机内部噪声水

18、平v采用GPS功率分配器（功分器）将同一天线输出的信号分成功率、相位相同的两路或多路信号送到接收机，将观测数据进行双差处理求坐标增量，以检验固有误差。v优点：所测的坐标增量消除了卫星几何图形的影响、天线相位中心的偏移、大气传播误差、多路径效应误差、仪器对中误差等，是检验接收机钟差、信号通道时延、延迟锁相环误差和内噪声等电性能引起的定位误差的有效方法。v零基线检验方法：v选择周围高度角100以上无障碍物的地方安置天线，连接天线、功分器和接收机。v连接电源，两台接收机同步接收4颗以上卫星。v交换功分器与接收机接口，再观测一个时段。v用随机软件计算基线坐标增量和基线长度，基线误差应小于1mm。否则应

19、送厂检修或降级使用。GPS天线功分器接收机接收机v（2）天线相位中心稳定性检验v（3）接收机不同测程精度指标测试v（4）仪器的高低温实验v（5）野外测试：双频接收机通过野外测试检查执行SA政策时的定位精度。v（6）光学对点器的检验。v11.2.7 技术设计书编写v1、任务来源与工作量：包括项目的来源、任务的用途与意义；GPS点的数量（新定点数、约束点数、水准点数、检查点数）；点的精度指标及坐标、高程系统。v2、测区概况：测区隶属行政管辖；测区范围的地理坐标，控制面积；交通状况和人文地理；地形与气候；测区控制点的分布及对控制点的分析、利用与评价。v3、布网方案：网点的图形及基本连接方法；网结构特

20、征的测算；点位布设图的绘制。v4、选点与埋标：点位选取的基本要求；标志的选用及埋设方法；点位的编号等。v5、观测：观测工作的基本要求；观测纲要的制定；数据采集应注意的问题等。v6、数据处理：数据处理的基本方法与使用的软件；起算点坐标的决定方法；闭合差的检验及点位精度的评定指标。v7、完成任务的措施：要求具体、可靠，能在实际中执行。v11.3 GPS测量的外业实施v选点v1、易于安置仪器、视野开阔的较高点。v2、视场周围150以上不应有障碍物，以免遮挡或吸收。v3、为避免电磁场干扰，点位应远离大功率无线电发射源（电视台、微波站等），距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传输通道，距离

21、不小于50m。v4、为减弱多路径效应，点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体。v5、点位交通便利，有利于其他观测手段扩展和联测。v6、点位基础稳定，易于保存。v7、选点人员按技术设计实地踏勘选点，利用旧点时应对其稳定性、完好性、可用性进行检查。v8、网形应有利于同步观测边、点联结。v9、当点位需进行水准联测时，选点人应踏勘水准路线，提出建议。v11.3.2 埋设标志v根据规范，GPS网点应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位。标志和标石必须稳定坚固，以长久保存和使用。对基岩露头地区，可直接在基岩上嵌入金属标志。v每个点位埋设结束后，应填写点之记并提交下列资料：v1、点之记v2、

22、GPS网的选点网图v3、土地占用批准文件与测量标志委托保管书v4、选点和埋石工作技术总结。GPS点 点之记日期：年 月 日 记录者：绘图者：校对者：点名及种类GPS点名土质号相邻点（名、号、里程、通视否）标石说明所在地旧点名交通路线概略位置X Y所在图幅号L B略图备注点名一般取村名、山名、地名、单位名等，利用旧点时点名不宜更改，点号编码应适应计算机计算。v11.3.3 观测工作v1、观测工作依据的主要技术指标级别AAABCDE卫星截止高度角101015151515同时观测有效卫星数444444有效观测卫星总数20209644观测时段数106421.61.6时间长度/min静态72054024

23、0604540快速静态双频+P(Y)码-1052双频全波-151010单频/双频半波-302015采样间隔/s静态30303010-3010-3010-30快速静态-5-155-155-15时段中任一卫星有效观测时间/min静态151515151515快速静态双频+P(Y)码-111双频全波-333单频/双频半波-555v说明：v1、在各观测时段中，观测时间符合规定的卫星为有效卫星。v2、计算有效观测卫星总数时，应将各时段的有效卫星数扣除其间的重复卫星数。v3、观测时段长度应为开始记录数据到结束记录的时间段。v4、观测时段数大于等于表示每站观测1时段，至少60%测站再观测1时段。v城市及工程G

24、PS控制的基本技术要求项目级别二三四一级二级卫星高度角 相对 快速1515151515有效观测卫星数相对快速4-45454545观测时段数相对22221重复设站数快速-2222时段长度/m相对快速90-6020451545154515数据采样间隔/s相对 快速10-6010-6010-6010-6010-60PDOP相对 快速66888v2天线的安置v（1）正常点位天线应架设在三脚架上，安置在标志中心上方直接对中。v（2）特殊点位（如三角点站标），应将站标顶部拆除，以免遮挡信号。如不能拆除则进行偏心观测，偏心距100m以内，归心元素以解析法精密测定。v（3）天线的定向标志线应指向正北，并顾及磁

25、偏角影响，以减弱相位中心偏差，定向误差一般不超过30-50。v（4）刮风天气，应将天线进行三方向固定；雷雨天气应将天线底盘接地，避免雷击。v（5）天线一般距地面1m。架好后在圆盘天线间隔1200的三个方向量取天线高，互差不应超过3mm，取平均值记录。v（6）高精度GPS测量，每时段开始、中间、结束应测3次气象元素，气压读至，温度取至0C。一般城市及工程测量只记录天气情况。v（7）复查点名，记入记录手簿，连接天线电缆与仪器，检查无误后方能通电启动。v3、开机观测v目的：捕获卫星信号、跟踪、处理和量测，获得观测数据和定位信息。v注意事项：v（1）确认电缆连接无误后方可启动接收机。v（2）开机后有关

26、指示显示正常并通过自检后，才能输入测站和时段控制信息。v（3）接收机开始记录数据后应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质的记录情况。v（4）一个时段观测过程中不允许：关闭又重新启动、进行自测试、改变卫星高度角、改变天线位置、改变数据采样间隔、关闭文件或删除文件等（发现故障除外）。v（5）观测时段较长时，可适当增加气象元素的观测次数。v（6）出测前应认真检查电池容量是否充足，观测过程中注意供电情况。v（7）仪器高按规定始、末各量一次，及时输入仪器并记入手簿中。v（8）观测过程中不能靠近接收机使用对讲机，雨季天线架设要防雷击，雷雨过境应关机停测，并卸下天线

27、。v（9）一个测站全部预定作业项目完成，经检查无误后可迁站。v（10）随时查看仪器内存和硬盘容量，每天观测结束后应及时将数据转存。v4、观测记录：主要有两种形式v（1）：接收机自动进行的观测记录：包括v载波相位观测值及相应的观测历元；v同一历元测码伪距观测值；v卫星星历及卫星钟差参数；v实时绝对定位结果；v测站控制信息和接收机工作状态信息。v（2）测量手簿：在接收机启动前和观测过程中由观测者随时填写的，记录格式按规范或规程执行。v观测记录和观测手簿是GPS定位依据，必须认真及时填写，杜绝事后补记或追记。v外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝，保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质

28、外面应贴标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、手簿编号等。v11.4 GPS测量的作业模式vGPS测量的作业模式指GPS测量方案。v11.4.1 经典静态定位模式v1、作业方法：两台或两台以上接收机分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段长45min至2h或更长。2、精度：基线定位精度可达5mm+1ppm*D，D为基线长度/km。3、适用范围：全球性或国家大地控制网、地壳运动监测网、长距离检校基线、岛屿与大陆联测、钻井定位与精密工程控制网等。4、注意事项：所有已观测基线应组成一系列封闭图形。目的：外业检核、提高可靠度。v11.4.2 快速静态定位v1、作业方法：

29、测区中部选择一基准站安置一台接收机，连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机依次到各点流动设站，每站观测数分钟。基准站流动站2、精度：流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+1ppm*D。3、应用范围：控制网的建立与加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位。4、注意事项：观测时段内应确保5颗以上可供观测卫星，流动站与基准站相距不超过20km，流动站转移时不必保持接收机对所测卫星的连续跟踪。5、优点：作业速度快、精度高、能耗低；缺点：两台接收机构不成闭合图形，可靠性差v11.4.3 准动态定位v1、作业方法：测区内选择一基准点，安置仪器连续跟踪所有可见卫星；另一流动接收机先安置于1点观测，

30、在保持对所有观测卫星连续跟踪的情况下，将流动接收机分别在2、3、4各点观测数秒钟。基准站1232、精度：基线中误差1-2cm。3、应用范围：开阔地区的加密控制测量、工程定位、碎部测量、剖面测量、线路测量等。4、注意事项：确保在观测时段中有5颗以上可供观测卫星，基准站和流动站距离不超过20km；观测中流动接收机不能失锁，否则失锁点应延长观测时间1-2min。v11.4.4 往返重复设站v1、作业方法：一基准站安置接收机连续跟踪所有可见卫星；流动站依次到每点观测1-2min，1h后逆序返测各流动站1-2min。基准站流动站2、精度：相对于基准点的基线中误差为5mm+1ppm*D。3、应用范围：控制

31、测量与控制网加密、取代导线测量与三角测量、工程测量等。4、注意事项：基准站上空开阔，能正常跟踪3颗以上卫星，基准站和流动站相距不超过20km。v11.4.5 动态相对定位v1、作业方法：建立一基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星；流动接收机先在出发点上静态观测数分钟；再从出发点开始连续运动，按指定时间间隔自动测定运动载体的实时位置。v2、精度：相对于基准点的瞬时点位精度1-2cm。v3、应用范围：精密测定运动目标轨迹、道路中心线、剖面测量、航道测量等。v4、注意事项：需要同步观测5颗卫星，其中4颗要连续跟踪，基准点与流动点相距不超过20km。v11.4.6 实时动态（RTK）测量作业模式v发展

32、背景：包括静态、快速静态、准动态和动态相对定位等多种GPS测量模式，如果不与数据传输系统相结合，其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。导致无法实时地给出观测站定位结果，且无法对基准站和用户站观测数据质量进行实时检核。v以往解决的措施：延长观测时间，获得大量的多余观测来保障测量结果的可靠性。v缺点：显著降低GPS测量的效率。v实时动态测量的基本思想：在基准站安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据，根据相对定位原理，实时地计算并

33、显示用户站的三维坐标和精度。v优点：通过实时计算定位结果，可监测基准站和用户站观测成果的质量和解算成果的收敛情况，减少冗余观测，缩短观测时间。v根据用户要求，目前实时动态测量作业模式包括：v1、快速静态测量：要求GPS接收机在每一个用户站上静止地进行观测。观测过程中，连同接收到的基准站同步观测数据，实时地解算出整周未知数和用户站三维坐标。如果解算结果的变化趋于稳定，可结束观测。v特点：用户接收机在流动过程中可不必保持GPS卫星的连续跟踪，定位精度1-2cm。适用于城市、矿山等区域性控制测量、工程测量等。v2、准动态测量：要求流动的接收机在观测前首先在某一起始点上进行静止观测，以解算整周未知数（

34、初始化）。初始化后流动接收机在每个测站上只静止观测数历元，连同基准站的同步观测数据，实时解算流动站三维坐标。v定位精度厘米级。v缺点：观测过程中要求保持对所测卫星的连续跟踪，一旦失锁则需重新进行初始化。v11.5 数据预处理与观测成果的质量检核v11.5.1 数据预处理v1、数据处理软件与选择vGPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段。各阶段数据处理可采用随机软件或经过正式鉴定的软件；对于高精度的GPS网成果处理也可选用国际著名软件（GAMIT/GLOBK、BERNESE、GIPSY、GFZ等）。v2、基线解算v基线解算是对两台及以上接收机同步观测值进行独立基线向量（坐标差）的平差计算（观

35、测数据预处理）。v预处理的目的：对原始数据进行编辑、加工整理、分流并产生各种专用信息文件，为进一步平差计算做准备。v（1）数据传输：将观测数据从接收机传输到磁盘或其他介质上。v（2）数据分流：从原始记录中通过解码将数据分类，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件（星历文件、观测文件、测站信息文件等）。v（3）统一数据文件格式：将不同类型接收机的数据记录格式、项目、采样间隔，统一为标准化的文件格式，以便统一处理。v（4）卫星轨道标准化：采用多项式拟合法，平滑卫星每小时发送的轨道参数，使观测时段的卫星轨道标准化。（5）探测周跳：修复载波相位观测值。（6）对观测值进行必要改正：在观测值中加入对流

36、层改正，单频接收机的观测值加入电离层改正。基线向量解算一般采用多站、多时段自动处理的方法进行，注意事项：（1）基线解算一般采用双差相位观测值，对于边长超过30km的基线，也可采用三差相位观测值，（2）卫星广播星历坐标值可作为基线解的起算数据。对于特大城市的首级控制，也可采用其它精密星历作为基线解算的起算值。（3）基线解算中所需的起算点坐标，按以下优先顺序选用：v国家GPS A、B级控制点或其它高等级GPS网控制点的已有WGS-84系坐标。v国家或城市较高等级控制点转换到WGS-84系后的坐标值。v不少于30 min的单点定位结果的平差值提供的WGS-84系坐标。（4）在采用多台接收机同步观测的

37、一个同步时段中，可采用单基线模式解算，也可只选择独立基线按多基线处理模式统一解算。（5）同一级别的GPS网，根据基线长度的不同可采用不同的数据处理模型。但在0.8 km内的基线须采用双差固定解；30km以内的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果；30km以上基线可采用三差解作为基线解算的最终结果。（6）对于所有同步观测时间短于30min的快速定位基线，必须采用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。v11.5.2 观测成果的外业检核v1、每个时段同步观测数据的检核v（1）同一时段观测值得数据剔出率应小于10%。剔出的观测值个数与应获取的观测值个数的比值为数据剔出率。v（2）采用单基线处

38、理模式时，对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一的三边同步环的坐标分量相对闭合差和全场闭合差不得超过下表规定。等级二三四一级 二级坐标分量相对闭合差/ppm2.03.06.09.09.0环线全长相对闭合差/ppm3.05.010.015.0 15.0v2、重复观测边的检核v同一边观测多个时段可得多个边长结果，具有多个独立观测结果的边为重复观测边。任意两个时段重复观测边的结果互差，应小于相应等级规定精度（按平均变长计算）的 倍。v3、同步观测环检核v当环中各边为多台接收机同步观测时，由于各边不独立，其闭合差应恒为零。由于模型误差和处理软件的内在缺陷导致实际不为零，一般数值很小，不会对定

39、为结果产生明显影响。v一般规定，三边同步环中第三边处理结果与前两边的代数和之差应满足式中为按平均边长计算的相应级别的规定中误差。v对于四站以上的多边同步环，在处理完各边观测值后，应检查所有可能环的闭合差。ABCD右图存在如下7个闭合环：（1）、AB-BC-CA（2）、AC-CD-DA（3）、AB-BD-DA（4）、BC-CD-DB（5）、AB-BC-CD-DA（6）、AB-BD-DC-CA（7）、AD-DB-BC-CA所有闭合环的分量闭合差应不大于 ，环闭合差应满足：v4、异步观测环检核v不管采用单基线模式或多基线模式解算基线，都应在整个GPS网中选取一组完整的独立基线构成独立环，各独立环的坐

40、标分量闭合差和全长闭合差应符合：当发现边闭合数据或环闭合数据超出上述规定时，应分析原因并对其中部分或全部成果进行重测。需要重测得边应尽量安排在一起进行同步观测。11.5.3 野外返工在充分分析经过检核超限的基线基础上，进行野外返工观测，返工时应注意：1、无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格基线相联结，则在该点上应补测或重测不少于一条独立基线。2、可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但必须保证舍弃基线后的独立环所含基线数不得超过下表中的规定，否则应重测该基线或者相关同步图形。3、由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项限差技术规范时

41、，可按技术要求另增选新点进行重测。级别ABCDE闭合环或闭合线路的边数566810级别二三四一级二级闭合环或闭合线路的边数68101010v11.5.4 GPS网平差v各项质量检核符合要求后，以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84三维坐标作为起算数据，进行GPS网的无约束平差。无约束平差应提供个控制点在WGS-84系下的三维坐标、各基线向两三个坐标差观测值的总该整数、基线边长以及点位和边长的精度信息。v无约束平差中，基线向量的改正数绝对值应满足：v式中，为该等级基线的精度。v否则认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的方法或人

42、工法剔出粗差基线直至符合上式要求。v在无约束平差确定的有效观测量基础上，在国家坐标系或城市独立坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差。约束点的已知坐标、已知距离和已知方位可以作为强制约束的固定值，也可以作为加权观测值。平差结果应输出在国家或城市独立坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位以及坐标、边长和方位的精度信息、转换参数及其精度信息。v约束平差中，基线向量的改正数与剔出粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差应符合如下规定：v式中，为该等级基线的精度。v否则认为作为约束的已知坐标、已知距离和已知方位与GPS网不兼容，应采用软件提供的或人工法剔出某些误差大的约束值，直至符合上式要求。