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GPS测量与数据处理 第六章 GPS基线解算 本章内容 概述 基线解算模式 基线解算的过程及结果 基线解算的质量控制 1. 概述 GPS测量数据处理的流程 2. 基线解算模式 基线向量解 基线边长与基线向量 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 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 单基线解/基线模式① 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 每条基线都是在一个独立的解算过程中完成 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 单基线解/基线模式② 基线解结果 基线向量估值 基线向量估值的方差-协方差阵 多基线解/时段模式① 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 多基线解/时段模式② 基线选择方法 多基线解/时段模式③ 基线解结果 基线向量估值 基线向量估值的方差-协方差阵 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 3. 基线解算的过程及结果 基线解算的过程 基线解算的结果① 数据记录情况 起止时刻、历元间隔、观测卫星、历元数 测站信息 位置（经度、纬度、高度）、所采用接收机的序列号、所采用天线的序列号、测站编号、天线高 每一测站在测量期间的卫星跟踪状况 气象数据 气压、温度、湿度 基线解算的结果② 基线解算控制参数设置 星历类型，截止高度角、解的类型、对流层折射的处理方法、电离层折射的处理方法、周跳处理方法等 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-协方差阵/协因数阵、观测值残差RMS、整周模糊度解方差的比值（RATIO值）、单位权方差因子（参考方差） 观测值残差序列 4. 基线解算的质量控制 质量指标的类型 控制指标 特点：基于测量规范，在工程应用中，控制指标必须满足， 指标：数据剔除率，复测基线长度较差，同步环闭合差，独立（异步）环闭合差，网无约束平差基线向量改正数（残差） 参考指标 特点： 基于统计学原理，不作为判定质量是否合格的依据 指标：单位权方差（参考方差），RATIO值，RDOP值，观测值残差的RMS 质量的控制指标 ① 数据剔除率 定义 被删除观测值的数量与观测值的总数的比值 作用 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。 要求 根据GB/T 18314—2009，同一时段观测值的数据剔除率宜小于10% 质量的控制指标 ② 同步环闭合差 定义 由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差 作用 若超限，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，但反过来，若未超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。 要求 根据GB/T 18314—2009， 质量的控制指标 ③ 独立环闭合差 定义 由独立观测基线所组成的闭合环的闭合差，也被称为异步环闭合差 作用 若满足限差要求，则表明组成独立环的基线向量质量合格；若不满足限差要求，则表明组成独立环的基线向量中至少有一条的质量不合格，要确定不合格基线，可以通过多个相邻的独立环或重复基线来进行。 要求 根据GB/T 18314—2009， 质量的控制指标 ⑤ 复测基线长度较差 定义 不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是所谓复测基线。这些观测结果之间的差异，就是复测基线较差。 作用 当其超限时，就表明复测基线中一定存在质量不满足要求的基线。通过一条基线三次以上的重复观测结果，通常能够确定出存在质量问题的基线解算结果。 要求 根据GB/T 18314—2009， 质量的控制指标 ⑥ 网无约束平差基线向量残差 作用 若无约束平差基线分量改正数超出限差要求，则认为所对应基线向量或其附近的基线向量可能存在质量问题。 要求 根据GB/T 18314—2009， 质量的控制指标 ⑦ 其他 GB/T 18314—2009还专门针对A和B级高等级GPS测量的数据处理制订了专门的质量控制指标 重复性 各时段间的较差检验 独立闭合环或附合路线坐标分量闭合差 质量的控制指标⑧