武大控制測(cè)量學(xué) 第6章 GPS衛(wèi)星定位基礎(chǔ).ppt

第六章gps衛(wèi)星定位基礎(chǔ) 本章提要 6 1gps概述6 2gps定位原理6 3gps控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)6 4gps外業(yè)觀測(cè)6 5gps數(shù)據(jù)處理 習(xí)題 本章提要 主要講述gps定位系統(tǒng)的組成 gps定位原理 gps控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)和外業(yè)觀測(cè) gps數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容 并結(jié)合昆明市g(shù)ps連續(xù)運(yùn)行參考站的建立 講述了運(yùn)行參考站技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用 6 1gps概述 1 gps定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) globalpositioningsystem gps 是一種定時(shí)和測(cè)距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng) 可以向全球用戶提供連續(xù) 實(shí)時(shí) 高精度的三維位置 三維速度和時(shí)間信息 2 系統(tǒng)組成gps系統(tǒng)包括三大部分 地面控制部分 空間部分 用戶分 地面控制部分 地面控制部分 主控站 監(jiān)控站和注入站 主控站 位于美國科羅拉多 colorado 的法爾孔 falcon 空軍基地 根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)gps的觀測(cè)數(shù)據(jù) 計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星時(shí)鐘的改正參數(shù)等 并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去 對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制 向衛(wèi)星發(fā)布指令 當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí) 調(diào)度備用衛(wèi)星 替代失效的工作衛(wèi)星工作 主控站還具有監(jiān)控站的功能 監(jiān)控站 主控站 夏威夷 hawaii 阿松森群島 ascencion 迭哥伽西亞 diegogarcia 和卡瓦加蘭 kwajalein 接收衛(wèi)星信號(hào) 監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài) 注入站 阿松森群島 ascencion 迭哥伽西亞 diegogarcia 和卡瓦加蘭 kwajalein 其作用和功能是 注入站的作用是將主控站計(jì)算的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星時(shí)鐘的改正參數(shù)等注入到衛(wèi)星中去 空間部分 衛(wèi)星分布組成 由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成gps衛(wèi)星星座 衛(wèi)星分布情況24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi) 軌道傾角為55度 各個(gè)軌道平面之間夾角為60度 即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度 每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角相差90度 每顆衛(wèi)星的正常運(yùn)行周期為11h58min 若考慮地球自轉(zhuǎn)等因素 將提前4min進(jìn)入下一周期 gps衛(wèi)星信號(hào)載波 l波段雙頻l11575 42mhz l21227 60mhz衛(wèi)星識(shí)別 碼分多址 cdma 測(cè)距碼 c a碼 民用 p碼 美國軍方及特殊授戶 導(dǎo)航數(shù)據(jù) 衛(wèi)星軌道坐標(biāo) 衛(wèi)星鐘差方程式參數(shù) 電離層延遲修正 用戶部分 組成 gps接收機(jī) 氣象儀器 計(jì)算機(jī) 鋼尺等儀器設(shè)成 gps接收機(jī) 天線單元 信號(hào)處理部分 記錄裝置和源 天線單元 由天線和前置放大器組成 靈敏度高 抗干擾性強(qiáng) gps天線分為單極天線 微帶天線 錐型天線等 信號(hào)處理部分 是gps接收機(jī)的核心部分 進(jìn)行濾波和信號(hào)處理 由跟蹤環(huán)路重建載波 解碼得到導(dǎo)航電文 獲得偽距定位結(jié)果 記錄裝置 主要有接收機(jī)的內(nèi)存硬盤或記錄卡 cf卡 電源 分為外接和內(nèi)接電池 12v 機(jī)內(nèi)還有一鋰電池 ptk系統(tǒng) 導(dǎo)航型接收機(jī) 大地型接收機(jī) gps接收機(jī)的基本類型 大地型 導(dǎo)航型和授時(shí)型三種 大地型接收機(jī)按接收載波信號(hào)的差異分為單頻 l1 型和雙頻 l1 l2 型 3gps系統(tǒng)的特點(diǎn)定位精度高gps相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10 6 100 500km可達(dá)10 7 1000km可達(dá)10 9 在300 1500m工程精密定位中 1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm 觀測(cè)時(shí)間短20km以內(nèi)快速靜態(tài)相對(duì)定位 僅需15 20分鐘 rtk測(cè)量時(shí) 當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與參考站相距在15km以內(nèi)時(shí) 流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1 2分鐘 測(cè)站間無須通視可節(jié)省大量的造標(biāo)費(fèi)用 由于無需點(diǎn)間通視 點(diǎn)位位置可根據(jù)需要 可稀可密 使選點(diǎn)工作甚為靈活 也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中的傳算點(diǎn) 過渡點(diǎn)的測(cè)量工作 可提供三維坐標(biāo)gps可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo) 平面 大地高 通過局部大地水準(zhǔn)面精化 gps水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度 操作簡(jiǎn)便全天候作業(yè)gps觀測(cè)可在一天24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行 功能多 應(yīng)用廣可用于測(cè)量 導(dǎo)航 精密工程的變形監(jiān)測(cè) 還可用于測(cè)速 測(cè)時(shí) 4gps的應(yīng)用 1 gps應(yīng)用于導(dǎo)航主要是為船舶 汽車 飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航 船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水 機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場(chǎng)降落 汽車自主導(dǎo)航 地面車輛跟蹤和城市智能交通管理 緊急救生 個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn) 個(gè)人通訊終端 與手機(jī) pda 電子地圖等集一體 2 gps應(yīng)用于授時(shí)校頻gps時(shí)間系統(tǒng)建立的示意圖gps全部衛(wèi)星與地面測(cè)控站構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)修正系統(tǒng) 采用協(xié)調(diào)世界時(shí)utc usno mc 為參考基準(zhǔn) gps時(shí)間系統(tǒng)建立的示意圖 3 gps應(yīng)用于高精度測(cè)量各種等級(jí)的大地測(cè)量 控制測(cè)量 道路和各種線路放樣 水下地形測(cè)量 地殼形變測(cè)量 大壩和大型建筑物變形監(jiān)測(cè) gis數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新 工程機(jī)械 輪胎吊 推土機(jī)等 控制 精細(xì)農(nóng)業(yè) 6 2gps定位原理 1 gps定位中的誤差源 1 衛(wèi)星有關(guān)的誤差 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差 由衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實(shí)際位置之差 星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星定軌系統(tǒng)的質(zhì)量 觀測(cè)值的數(shù)量及精度 定軌時(shí)所有的數(shù)學(xué)力學(xué)模型和定軌軟件的完善程度等 此外與星歷的外推時(shí)間間隔 實(shí)測(cè)星歷的外推時(shí)間間隔可視為零 也有直接關(guān)系 軌道誤差對(duì)基線測(cè)量的影響可用下式表示 式中 dr為軌道誤差 d為基線長(zhǎng) 為衛(wèi)星至地球表面距離 大約25000km db為基線誤差 衛(wèi)星鐘的鐘誤差衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘 但它們也不可避免地存在誤差 這種誤差既包含著系統(tǒng)性的誤差 如鐘差 鐘速 頻漂等偏差 也包含著隨機(jī)誤差 2 與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 電離層延遲電離層 含平流層 是高度在先50 1000km間的大氣層 電離層延遲 帶電粒子的存在影響無線電信號(hào)的傳播 使傳播速度發(fā)生變化 傳播路徑產(chǎn)生彎曲 從而使信號(hào)傳播時(shí)間t與真空中光速c的乘積不等于衛(wèi)星至接收機(jī)的幾何距離 電離層延遲取決于信號(hào)傳播路徑上的總電子含量tec和信號(hào)的頻率f 而tec又與時(shí)間 地點(diǎn) 太陽黑子數(shù)等多種因素有關(guān) 對(duì)流層延遲對(duì)流層是高度在50km以下的大氣層 gps衛(wèi)星信號(hào)在對(duì)流層中的傳播速度v c n c為真空中的光速 n為大氣折射率 其值取決于氣溫 氣壓和相對(duì)濕度等因子 多路徑誤差多路徑誤差 經(jīng)某些物體表面反射后到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)如果與直接來自衛(wèi)星的信號(hào)疊加干擾后進(jìn)入接收機(jī) 就將使測(cè)量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差 多路徑誤差對(duì)測(cè)距碼偽距觀測(cè)值的影響要比對(duì)載波相位觀測(cè)值的影響大得多 多路徑誤差取決于測(cè)站周圍的環(huán)境 接收機(jī)的性能以及觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短 3 與接收機(jī)有關(guān)的誤差接收機(jī)的鐘誤差接收機(jī)鐘有誤差 接收機(jī)鐘差主要取決于鐘的質(zhì)量 與使用時(shí)的環(huán)境也有一定關(guān)系 它對(duì)測(cè)距碼偽距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值的影響是相同的 接收機(jī)的位置誤差在進(jìn)行授時(shí)和定軌時(shí) 接收機(jī)的位置是已知的 其誤差將使授時(shí)和定軌的結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差 接收機(jī)的測(cè)量噪聲用接收機(jī)進(jìn)行g(shù)ps測(cè)量時(shí) 由于儀器設(shè)備及外界環(huán)境影響而引起的隨機(jī)測(cè)量誤差 其值取決于儀器性能及作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣 觀測(cè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后 測(cè)量噪聲的影響通?？梢院雎圆挥?jì) 4 相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng) 由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和重力位不同引起衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘誤差的現(xiàn)象狹義相對(duì)論若衛(wèi)星在地心慣性坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)速度為vs 則在地面頻率為f的鐘安置到衛(wèi)星上 其頻率將變?yōu)?兩者的頻率差為 廣義相對(duì)論原理 由廣義相對(duì)論可知 若衛(wèi)星所處的重力位為 地面測(cè)站處的重力位為 那么同一臺(tái)鐘放在衛(wèi)星上和放在地面上時(shí)鐘頻率將相差 其中 總的影響總的相對(duì)論效應(yīng)會(huì)使一臺(tái)鐘放到衛(wèi)星上去后比在地面時(shí)增加 那么解決相對(duì)論效應(yīng)的最簡(jiǎn)單的辦法就是在制造衛(wèi)星鐘時(shí)預(yù)先把頻率降低 5 其它因素gps控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響 由于gps控制部分的問題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果的影響 2gps基本定位原理 1 概述被動(dòng)式有源無線電定位技術(shù)利用距離交會(huì)的原理確定接收機(jī)的三維位置及鐘差 1 gps定位的各種常用的觀測(cè)量 l1載波相位觀測(cè)值l2載波相位觀測(cè)值調(diào)制在l1上的c a code偽距調(diào)制在l2上的p code偽距dopple觀測(cè)值 2 對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距 pij pj rj ri 有關(guān)各觀測(cè)量及已知數(shù)據(jù)如下 r 為已知的衛(wèi)地矢量p 為觀測(cè)量 偽距 r 為未知的測(cè)站點(diǎn)位矢量 接收機(jī)對(duì)跟蹤的每一顆衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距 3 gps定位的分類 按定位方式單點(diǎn)定位相對(duì)定位 差分定位 按接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分動(dòng)態(tài)定位靜態(tài)定位 4 偽距測(cè)量 偽距觀測(cè)值的計(jì)算 接收機(jī)至衛(wèi)星的距離借助于衛(wèi)星發(fā)射的碼信號(hào)量測(cè)并計(jì)算得到的接收機(jī)本身按同一公式復(fù)制碼信號(hào)比較本機(jī)碼信號(hào)及到達(dá)的碼信號(hào)確定傳播延遲的時(shí)間 t傳播延遲時(shí)間乘以光速就是距離觀測(cè)值 c t 整周跳變修復(fù) 整周跳變 衛(wèi)星信號(hào)失鎖 使接收機(jī)的整周計(jì)數(shù)不正確 但不到一整周的相位觀測(cè)值仍是正確的 這種現(xiàn)象稱為周跳 屏幕掃描法高次差或多項(xiàng)式擬和法在衛(wèi)星間求差法用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變 屏幕掃描法 根據(jù)衛(wèi)星的相位觀測(cè)值變化率的圖像的連續(xù)性進(jìn)行手動(dòng)修復(fù) 高次差或多項(xiàng)式擬和法 1 高次差法高次差根據(jù)周跳會(huì)破壞載波相位測(cè)量的觀測(cè)值int 隨時(shí)間而有規(guī)律變化的特性來探測(cè)的 例見下表 表4高次差法周跳影響規(guī)律 2 多項(xiàng)式擬和法 基本思想首先用時(shí)間多項(xiàng)式擬合觀測(cè)值序列 然后分析擬合殘差發(fā)現(xiàn)周跳并確定周跳的大小 適用范圍多項(xiàng)式擬合可以用于原始相位觀測(cè)值 也可以用于相位觀測(cè)值的線性組合 實(shí)踐中 常用單差相位擬合和雙差相位擬合 不過一般而言 由于雙差觀測(cè)值可以消除接收機(jī)和衛(wèi)星的鐘差的影響 雙差相位擬合法在相對(duì)定位中用得更廣泛 以下介紹雙差相位擬合法 多項(xiàng)式擬合法 注意事項(xiàng) 1 時(shí)間必須標(biāo)準(zhǔn)化 雙差序列的擬和多項(xiàng)式 2 檢驗(yàn)量為雙差序列相鄰歷元之差 當(dāng)n m 1時(shí) 有多余觀測(cè) 組成誤差方程 最小二乘法求解 在衛(wèi)星間求差法 在gps測(cè)量中 每一瞬間要對(duì)多顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè) 因而在每顆衛(wèi)星的載波相位測(cè)量觀測(cè)值中 所受到的接收機(jī)振蕩器的隨機(jī)誤差的影響是相同的 在衛(wèi)星間求差后即可消除此項(xiàng)誤差的影響 根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變 修復(fù)周跳后的觀測(cè)值中也可能引入1 2周的偏差 平差計(jì)算后 有周跳的觀測(cè)值上則會(huì)出現(xiàn)很大的殘差 據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳 3整周未知數(shù)n0的確定 1 2 n t0 未知的整周未知數(shù) ti 相位差的小數(shù)部分接收機(jī)記錄綠色部分為整周計(jì)數(shù)接收機(jī)記錄 偽距法將偽距觀測(cè)值減去載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值 化為以距離為單位 后即可得到 n0 將整周未知數(shù)當(dāng)作平差中的待定參數(shù) 經(jīng)典方法1 整數(shù)解短基線測(cè)量2 實(shí)數(shù)解長(zhǎng)基線測(cè)量多普勒法 三差法 將相鄰兩個(gè)觀測(cè)歷元的載波相位相減 消去了整周未知數(shù)n0 從而直接解出坐標(biāo)參數(shù) 常用來獲得未知參數(shù)的初始值 快速確定整周未知數(shù)法這種方法對(duì)某一置信區(qū)間所有整數(shù)組合一一進(jìn)行平差 取估值的驗(yàn)后方差或方差和為最小的一組整周未知數(shù)作為整周未知數(shù)的最佳估值 進(jìn)行短基線定位時(shí) 利用雙頻接收機(jī)只需觀測(cè)一分鐘便能成功地確定整周未知數(shù) 整周未知數(shù)n0的確定方法 由此 在一定置信水平1 條件下 相應(yīng)于任一整周模糊度的置信區(qū)間應(yīng)為 上式中 tr 1 為顯著水平為 自由度為r 雙差浮點(diǎn)解平差中的多余觀測(cè)數(shù) 的t分布密度函數(shù)的雙尾 分位值 當(dāng)顯著水平 自由度r確定以后 其值可從分布表中查得 設(shè)ci為 i的所有取值可能個(gè)數(shù) 則 n個(gè)整周模糊度 快速確定整周未知數(shù)法 相對(duì)定位 至少兩臺(tái)接收機(jī)實(shí)時(shí)或事后處理數(shù)據(jù)可用偽距或載波相位觀測(cè)值差分定位 未知站 參考站 偽距觀測(cè)方程的線性化形式為 其中 對(duì)任一歷元同步觀測(cè)的四顆衛(wèi)星j 1 2 3 4 令 則方程組形式如下 方程組簡(jiǎn)化為 解方程求解 偽距法絕對(duì)定位的解算 當(dāng)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)多于四顆時(shí) 則可組成誤差方程式 最小二乘法求解 協(xié)因數(shù)陣 未知數(shù)的中誤差 偽距測(cè)量中誤差 偽距法絕對(duì)定位的解算 精度高于偽距法靜態(tài)絕對(duì)定位需加電離層 對(duì)流層等改正觀測(cè)值為 i進(jìn)行周跳探測(cè)修復(fù)及整周模糊度的固定其結(jié)果一般作為相對(duì)定位參考站的近似坐標(biāo) p x y z 用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行靜態(tài)絕對(duì)定位 gps絕對(duì)定位的定位精度主要取決于 衛(wèi)星分布的幾何圖形觀測(cè)量精度 權(quán)系數(shù)陣qx 絕對(duì)定位精度評(píng)定 平面位置精度因子hdop horizontaldop 及其相應(yīng)的平面位置精度高程精度因子vdop verticaldop 及其相應(yīng)的高程精度 精度因子dop1 空間位置精度因子pdop positiondop 及其相應(yīng)的三維定位精度接收機(jī)鐘差精度因子tdop timedop 及其鐘差精度幾何精度因子gdop geometricdop 及其相應(yīng)的中誤差 精度因子dop2 精度因子與所測(cè)衛(wèi)星的空間分布有關(guān) gdop 1 v 六面體體積v最大情形 一顆衛(wèi)星處于天頂 其余3顆衛(wèi)星相距120 至少兩臺(tái)接收機(jī)固定連續(xù)同步觀測(cè) 中等長(zhǎng)度的基線 100 500km 相對(duì)定位精度可達(dá)10 6 10 7甚至更好 采用載波相位觀測(cè)值 或測(cè)相偽距 為基本觀測(cè)量 參考站 未知站 靜態(tài)相對(duì)定位 ti時(shí)刻載波相位觀測(cè)量 觀測(cè)量的線性組合 站間單差 消除了與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 如衛(wèi)星鐘差站間距不大時(shí)可消除大部分大氣誤差多測(cè)站時(shí)注意選取基站 單差 single difference sd 星際二次差 在一次差的基礎(chǔ)進(jìn)一步消除了與接收機(jī)有關(guān)的載波相位及其鐘差項(xiàng)注意選取基星gps基線向量處理時(shí)常用的模型 雙差 double difference dd 歷元間差分 在雙差的基礎(chǔ)上進(jìn)一步消除了 初始整周模糊度當(dāng)然還有一些其它的載波相位觀測(cè)值的線性組合 三差 triple difference td 優(yōu)點(diǎn) 消除或減弱一些具有系統(tǒng)性誤差的影響減少平差計(jì)算中未知數(shù)的個(gè)數(shù) 缺點(diǎn) 原始獨(dú)立觀測(cè)量通過求差將引起差分量之間的相關(guān)性平差計(jì)算中 差分法將使觀測(cè)方程數(shù)明顯減少基站和基星選取情況隨接收機(jī)的數(shù)量增多情況越來越復(fù)雜 差分模型的優(yōu)缺點(diǎn) 載波相位測(cè)量的觀測(cè)方程線性化形式為 測(cè)站k的坐標(biāo)近似值向量 測(cè)站k的坐標(biāo)近似值向量的改正數(shù)向量 觀測(cè)方程的線性化及平差模型 單差觀測(cè)值模型的誤差方程為 兩觀測(cè)站同步觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)為nj 則誤差方程組為 若同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星的歷元數(shù)為nt 同理可列出其誤差方程組 單差觀測(cè)方程的誤差方程式模型 雙差觀測(cè)方程的誤差方程式模型1 兩觀測(cè)站 同步觀測(cè)衛(wèi)星sj和sk一個(gè)歷元 并以sj為參考衛(wèi)星 其雙差觀測(cè)方程的誤差方程式為 若同步觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)為nj時(shí) 雙差觀測(cè)方程的誤差方程式模型2 基線兩端同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星的歷元數(shù)為nt 則相應(yīng)的誤差方程組為 雙差觀測(cè)方程的誤差方程式模型3 相應(yīng)的法方程式及其解可表示為 討論 如何解決多歷元解算時(shí)誤差方程式系數(shù)陣很大的問題 應(yīng)用p w技術(shù)和l1與l2交叉相關(guān)技術(shù) 使l2載波相位觀測(cè)值得到恢復(fù) 其精度與使用p碼相同研制能同時(shí)接受gps和glonass信號(hào)的接收機(jī)發(fā)展dgps和wadgps差分gps系統(tǒng)建立獨(dú)立的gps衛(wèi)星測(cè)軌系統(tǒng)建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng) 針對(duì)sa和as政策的對(duì)策 根據(jù)差分gps基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式可將單站gps差分定位分為 位置差分偽距差分相位差分 單站gps的差分 原理 兩站觀測(cè)同一組衛(wèi)星消去了基準(zhǔn)站和用戶站的共同誤差 提高了定位精度站間距離在100km以內(nèi) 位置差分原理 原理 分為修正法和差分法 修正法與偽距差分類似 流動(dòng)站的坐標(biāo) 消去公共誤差 能實(shí)時(shí)給出厘米級(jí)高精度的定位結(jié)果電臺(tái)的功率限制了用戶到基準(zhǔn)站距離 作用范圍幾十公里 廣泛用于工程測(cè)量中 載波相位差分原理 6 3gps控制網(wǎng)的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目來源項(xiàng)目的來源 性質(zhì) 即項(xiàng)目由何單位 部門下達(dá) 發(fā)包 屬于何種性質(zhì)的項(xiàng)目等 測(cè)區(qū)概況測(cè)區(qū)的地理位置 氣候 人文 經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r 交通條件 通訊條件等 工程概況工程的目的 作用 要求 gps網(wǎng)等級(jí) 精度 完成時(shí)間 有無特殊要求等在進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì) 實(shí)際作業(yè)和數(shù)據(jù)處理中所必須要了解的信息 技術(shù)依據(jù)工程所依據(jù)的測(cè)量規(guī)范 工程規(guī)范 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的技術(shù)要求等 1完整的技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容 現(xiàn)有測(cè)繪成果測(cè)區(qū)內(nèi)及與測(cè)區(qū)相關(guān)地區(qū)的現(xiàn)有測(cè)繪成果的情況 施測(cè)方案測(cè)量采用的儀器設(shè)備的種類 采取的布網(wǎng)方法等 作業(yè)要求選點(diǎn)埋石要求 外業(yè)觀測(cè)時(shí)的具體操作規(guī)程 技術(shù)要求等 包括儀器參數(shù)的設(shè)置 如采樣率 截止高度角等 對(duì)中精度 整平精度 天線高的量測(cè)方法及精度要求等 觀測(cè)質(zhì)量控制外業(yè)觀測(cè)的質(zhì)量要求 包括質(zhì)量控制方法及各項(xiàng)限差要求等 如數(shù)據(jù)刪除率 rms值 ratio值 同步環(huán)閉合差 異步環(huán)閉合差 相鄰點(diǎn)相對(duì)中誤差 點(diǎn)位中誤差等 數(shù)據(jù)處理方案詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理方案 包括基線解算和網(wǎng)平差處理所采用的軟件和處理方法等內(nèi)容 對(duì)于基線解算的數(shù)據(jù)處理方案 應(yīng)包含如下內(nèi)容 基線解算軟件 參與解算的觀測(cè)值 解算時(shí)所使用的衛(wèi)星星歷類型等 對(duì)于網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)處理方案 應(yīng)包含如下內(nèi)容 網(wǎng)平差處理軟件 網(wǎng)平差類型 網(wǎng)平差時(shí)的坐標(biāo)系 基準(zhǔn)及投影 起算數(shù)據(jù)的選取等 提交成果要求規(guī)定提交成果的類型及形式 若國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督總局或行業(yè)發(fā)布新的技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定 應(yīng)據(jù)之編寫 2gps基線向量網(wǎng)的等級(jí) 1 等級(jí) 根據(jù)我國1992年所頒布的全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范 gps基線向量網(wǎng)被分成了a b c d e五個(gè)等級(jí) 2 等級(jí)gps網(wǎng)的精度指標(biāo) 以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差來表示 其具體形式為 其中 網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差 mm 固定誤差 mm 比例誤差 ppm 相鄰點(diǎn)間的距離 km a級(jí)網(wǎng) 一般為區(qū)域或國家框架網(wǎng) 區(qū)域動(dòng)力學(xué)網(wǎng) b級(jí)網(wǎng) 為國家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng) c級(jí)網(wǎng) 為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng) d級(jí)網(wǎng) 為工程控制網(wǎng) e級(jí)網(wǎng) 為測(cè)圖網(wǎng) 等級(jí)gps網(wǎng)的精度指標(biāo) 1 常用的布網(wǎng)形式 跟蹤站式會(huì)戰(zhàn)式多基準(zhǔn)站式 樞紐點(diǎn)式 同步圖形擴(kuò)展式單基準(zhǔn)站式 2 跟蹤站式布網(wǎng)形式 若干臺(tái)接收機(jī)長(zhǎng)期固定安放在測(cè)站上 進(jìn)行常年 不間斷的觀測(cè) 即一年觀測(cè)365天 一天觀測(cè)24小時(shí) 這種觀測(cè)方式很象是跟蹤站 因此 這種布網(wǎng)形式被稱為跟蹤站式 特點(diǎn) 接收機(jī)在各個(gè)測(cè)站上進(jìn)行了不間斷的連續(xù)觀測(cè) 觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng) 數(shù)據(jù)量大 一般采用精密星歷 具有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性 需要建立專門的永久性跟蹤站 用以安置儀器設(shè)備 觀測(cè)成本很高 一般用于建立gps跟蹤站 aa級(jí)網(wǎng) 對(duì)于普通用途的gps網(wǎng) 由于此種布網(wǎng)形式觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng) 成本高 故一般不被采用 3gps基線向量網(wǎng)的布網(wǎng)形式 布網(wǎng)形式 在布設(shè)gps網(wǎng)時(shí) 一次組織多臺(tái)gps接收機(jī) 集中在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi) 共同作業(yè) 在作業(yè)時(shí) 所有接收機(jī)在若干天的時(shí)間里分別在同一批點(diǎn)上進(jìn)行多天 長(zhǎng)時(shí)段的同步觀測(cè) 在完成一批點(diǎn)的測(cè)量后 所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測(cè) 直至所有的點(diǎn)觀測(cè)完畢 特點(diǎn) 各基線均進(jìn)行過較長(zhǎng)時(shí)間 多時(shí)段的觀測(cè) 因而具有特高的尺度精度 此種布網(wǎng)方式一般用于布設(shè)a b級(jí)網(wǎng) 3 會(huì)戰(zhàn)式 布網(wǎng)形式 若干臺(tái)接收機(jī)在一段時(shí)間里長(zhǎng)期固定在某幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè) 這些測(cè)站稱為基準(zhǔn)站 在基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)的同時(shí) 另外一些接收機(jī)則在這些基準(zhǔn)站周圍相互之間進(jìn)行同步觀測(cè) 特點(diǎn) 基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè) 可以獲得較高精度的定位結(jié)果 這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)gps網(wǎng)的骨架 具較強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu) 多基準(zhǔn)站式 布網(wǎng)形式 多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè) 在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后 又遷移到其它的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè) 每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形 在測(cè)量過程中 不同的同步圖形間一般有若干個(gè)公共點(diǎn)相連 整個(gè)gps網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成 特點(diǎn) 具有擴(kuò)展速度快 圖形強(qiáng)度較高 且作業(yè)方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn) 同步圖形擴(kuò)展式是布設(shè)gps網(wǎng)時(shí)最常用的一種布網(wǎng)形式 同步圖形擴(kuò)展式 要求同步 這樣 流動(dòng)的接收機(jī)每觀測(cè)一個(gè)時(shí)段 就與基準(zhǔn)站間測(cè)得一條同步觀測(cè)基線 所有這樣測(cè)得的同步基線就形成了一個(gè)以基準(zhǔn)站為中心的星形 流動(dòng)的接收機(jī)有時(shí)也稱為流動(dòng)站 特點(diǎn) 單基準(zhǔn)站式的布網(wǎng)方式的效率很高 但是由于各流動(dòng)站一般只與基準(zhǔn)站之間有同步觀測(cè)基線 故圖形強(qiáng)度很弱 為提高圖形強(qiáng)度 一般需要每個(gè)測(cè)站至少進(jìn)行兩次觀測(cè) 布網(wǎng)形式 又稱作星形網(wǎng)方式 它是以一臺(tái)接收機(jī)作為基準(zhǔn)站 在某個(gè)測(cè)站上連續(xù)開機(jī)觀測(cè) 其余的接收機(jī)在此基準(zhǔn)站觀測(cè)期間 在其周圍流動(dòng) 每到一點(diǎn)就進(jìn)行觀測(cè) 流動(dòng)的接收機(jī)之間一般不 6 單基準(zhǔn)站式 4布設(shè)gps基線向量網(wǎng)時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo) 1 效率指標(biāo)效率指標(biāo)e 理論最少觀測(cè)期數(shù)與設(shè)計(jì)的觀測(cè)期數(shù)的比值 其中 為理論最少觀測(cè)期數(shù) 理論最少觀測(cè)期數(shù)r為平均重復(fù)設(shè)站次數(shù) m為接收機(jī)數(shù) n為gps網(wǎng)的點(diǎn)數(shù) int 為湊整函數(shù) 為設(shè)計(jì)觀測(cè)期數(shù) 效率指標(biāo)來衡量某種網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的效率 以及在采用某種布網(wǎng)方案作業(yè)時(shí)所需要的作業(yè)時(shí)間 消耗等 2 可靠性指標(biāo)gps網(wǎng)的內(nèi)可靠性 指所布設(shè)的gps網(wǎng)發(fā)現(xiàn)粗差的能力 即可發(fā)現(xiàn)的最小粗差的大小 gps網(wǎng)的外可靠性 指gps網(wǎng)抵御粗差的能力 即未剔除的粗差對(duì)gps網(wǎng)所造成的不良影響的大小 整網(wǎng)的平均可靠性指標(biāo) 在實(shí)際的gps網(wǎng)的設(shè)計(jì)中采用一個(gè)計(jì)算較為簡(jiǎn)單的反映gps網(wǎng)可靠性的數(shù)量指標(biāo) 該指標(biāo)就是整網(wǎng)的多余獨(dú)立基線數(shù)與總的獨(dú)立基線數(shù)的比值 其中 為多余的獨(dú)立基線數(shù) 為必要的獨(dú)立基線數(shù) 為總的獨(dú)立基線數(shù) 為觀測(cè)期數(shù) 為同步觀測(cè)接收機(jī)的臺(tái)數(shù) 根據(jù)已確定的gps網(wǎng)的網(wǎng)形 可以得到gps網(wǎng)的設(shè)計(jì)矩陣 從而可以得到gps網(wǎng)的協(xié)因數(shù)陣 在gps網(wǎng)的設(shè)計(jì)階段可以采用作為衡量gps網(wǎng)精度的指標(biāo) 精度指標(biāo) 5gps網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量 要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開闊 在10 15 高度角以上不能有成片的障礙物 為減少各種電磁波對(duì)gps衛(wèi)星信號(hào)的干擾 在測(cè)站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源 如大功率無線電發(fā)射設(shè)施 高壓輸電線等 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生 測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形 地物 如高層建筑 成片水域等 為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用 測(cè)站應(yīng)選在交通便利 上點(diǎn)方便的地方 測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方 1 選點(diǎn)原則 增加觀測(cè)期數(shù) 增加獨(dú)立基線數(shù) 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù) 保證每個(gè)測(cè)站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連 這樣可以使得測(cè)站具有較高的可靠性 在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條 提高gps網(wǎng)可靠性的方法 為保證gps網(wǎng)中各相鄰點(diǎn)具有較高的相對(duì)精度 對(duì)網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè) 以獲得它們間的直接觀測(cè)基線 為提高整個(gè)gps網(wǎng)的精度 可以在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng) 以框架網(wǎng)作為整個(gè)gps網(wǎng)的骨架 在布網(wǎng)時(shí)要使網(wǎng)中所有最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6條 在布設(shè)gps網(wǎng)時(shí) 引入高精度激光測(cè)距邊 作為觀測(cè)值與gps觀測(cè)值 基線向量 一同進(jìn)行聯(lián)合平差 或?qū)⑺鼈冏鳛槠鹚氵呴L(zhǎng) 若要采用高程擬合的方法 測(cè)定網(wǎng)中各點(diǎn)的正常高 正高 則需在布網(wǎng)時(shí) 選定一定數(shù)量的水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)盡可能的多 且應(yīng)在網(wǎng)中均勻分布 還要保證有部分點(diǎn)分布在網(wǎng)中的四周 將整個(gè)網(wǎng)包含在其中 為提高gps網(wǎng)的尺度精度 可采用如下方法 增設(shè)長(zhǎng)時(shí)間 多時(shí)段的基線向量 提高gps網(wǎng)精度的方法 若要求所布設(shè)的gps網(wǎng)的成果與舊成果吻合最好 則起算點(diǎn)數(shù)量越多越好 若不要求所布設(shè)的gps網(wǎng)的成果完全與舊成果吻合 則一般可選3 5個(gè)起算點(diǎn) 這樣既可以保證新老坐標(biāo)成果的一致性 也可以保持gps網(wǎng)的原有精度 為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻 起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在gps網(wǎng)的周圍 4 布設(shè)gps網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布 5 布設(shè)gps網(wǎng)時(shí)起算邊長(zhǎng)的選取與分布 6 布設(shè)gps網(wǎng)時(shí)起算方位的選取與分布 可以采用高精度激光測(cè)距邊作為起算邊長(zhǎng) 激光測(cè)距邊的數(shù)量可在3 5條左右 可設(shè)置在gps網(wǎng)中的任意位置 但激光測(cè)距邊兩端點(diǎn)的高差不應(yīng)過分懸殊 在布設(shè)gps網(wǎng)時(shí) 可以引入起算方位 但起算方位不宜太多 起算方位可布設(shè)在gps網(wǎng)中的任意位置 6 4gps外業(yè)觀測(cè) 1gps外業(yè)觀測(cè)的作業(yè)方式 1 點(diǎn)連式觀測(cè)作業(yè)方式在觀測(cè)作業(yè)時(shí) 相鄰的同步圖形間只通過一個(gè)公共點(diǎn)相連 特點(diǎn)作業(yè)效率高 圖形擴(kuò)展迅速 它的缺點(diǎn)是圖形強(qiáng)度低 如果連接點(diǎn)發(fā)生問題 將影響到后面的同步圖形 2 邊連式觀測(cè)作業(yè)方式在觀測(cè)作業(yè)時(shí) 相鄰的同步圖形間有一條邊 即兩個(gè)公共點(diǎn) 相連 特點(diǎn)具有較好的圖形強(qiáng)度和較高的作業(yè)效率 3 網(wǎng)連式觀測(cè)作業(yè)方式在作業(yè)時(shí) 相鄰的同步圖形間有3個(gè) 含3個(gè) 以上的公共點(diǎn)相連 特點(diǎn)所測(cè)設(shè)的gps網(wǎng)具有很強(qiáng)的圖形強(qiáng)度 但網(wǎng)連式觀測(cè)作業(yè)方式的作業(yè)效率很低 4 混連式觀測(cè)作業(yè)方式在實(shí)際的gps作業(yè)中 一般并不是單獨(dú)采用上面所介紹的某一種觀測(cè)作業(yè)模式 而是根據(jù)具體情況 有選擇地靈活采用這幾種方式作業(yè) 特點(diǎn)實(shí)際作業(yè)中最常用的作業(yè)方式 它實(shí)際上是點(diǎn)連式 邊連式和網(wǎng)連式的一個(gè)結(jié)合體 2外業(yè)gps調(diào)度與觀測(cè)記錄 1 調(diào)度計(jì)劃為保證gps外業(yè)觀測(cè)作業(yè)的順利進(jìn)行 保障精度 提高效率 在進(jìn)行g(shù)ps外業(yè)觀測(cè)之前 就編制好調(diào)度計(jì)劃 gps衛(wèi)星可見性預(yù)報(bào)圖表在gps可見性預(yù)報(bào)圖表中可以了解衛(wèi)星的分布狀況 預(yù)報(bào)圖表 可見的衛(wèi)星星號(hào) 衛(wèi)星高度角 方位角及空間位置精度因子pdop和幾何精度因子gdop等 星歷預(yù)報(bào)圖 預(yù)報(bào)星歷分析圖 2 外業(yè)調(diào)度對(duì)需測(cè)gps點(diǎn)分布的情況 交通路線等因素加以綜合考慮 顧及星歷預(yù)報(bào) 制定合理的外業(yè)調(diào)度計(jì)劃 3 觀測(cè)作業(yè)各測(cè)站的觀測(cè)員應(yīng)按計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間作業(yè) 確保同步觀測(cè) 確保接收機(jī)存儲(chǔ)器 目前常用cf卡 有足夠存儲(chǔ)空間 開始觀測(cè)后 正確輸入高度角 天線高及天線高量取方式 觀測(cè)過程中應(yīng)注意查看測(cè)站信息 接收到的衛(wèi)星數(shù)量 衛(wèi)星號(hào) 各通道信噪比 相位測(cè)量殘差 實(shí)時(shí)定位的結(jié)果及其變化和存儲(chǔ)介質(zhì)記錄等情況 一般來講 主要注意dop值的變化 如dop值偏高 gdop一般不應(yīng)高于6 應(yīng)及時(shí)與其他測(cè)站觀測(cè)員取得聯(lián)系 適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間 同一觀測(cè)時(shí)段中 接收機(jī)不得關(guān)閉或重啟 將每測(cè)段信息如實(shí)記錄在gps測(cè)量手簿上 進(jìn)行長(zhǎng)距離高等級(jí)gps測(cè)量時(shí) 要將氣象元素 空氣濕度等如實(shí)記錄 每隔一小時(shí)或兩小時(shí)記錄一次 附 gps外業(yè)觀測(cè)記錄手簿gps測(cè)量記錄手簿 1 aa a與b級(jí)測(cè)量手簿記錄格式 注 氣象元素各欄內(nèi)應(yīng)記錄氣象儀器讀數(shù)和相對(duì)應(yīng)的修正值 測(cè)站跟蹤作業(yè)記錄 c d e級(jí)測(cè)量手簿記錄格式 快速靜態(tài)定位參考站測(cè)量手簿記錄格式 快速靜態(tài)定位流動(dòng)站測(cè)量手簿記錄格式 6 5gps數(shù)據(jù)處理 1基線解算 1 觀測(cè)值的處理gps基線向量表示測(cè)站與測(cè)站間的坐標(biāo)增量 gps基線向量具有長(zhǎng)度 水平方位和垂直方位等三項(xiàng)屬性 若在某一歷元中 對(duì)k顆衛(wèi)星數(shù)進(jìn)行了同步觀測(cè) 則可以得到k 1個(gè)雙差觀測(cè)值 若在整個(gè)同步觀測(cè)時(shí)段內(nèi)同步觀測(cè)衛(wèi)星的總數(shù)為l則整周未知數(shù)的數(shù)量為l 1 基線解算時(shí)一般只有兩類參數(shù) 一類是測(cè)站的坐標(biāo)參數(shù) 數(shù)量為3 另一類是整周未知數(shù)參數(shù) m為同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù) 數(shù)量為 2 基線解算 初始平差根據(jù)雙差觀測(cè)值的觀測(cè)方程 組成誤差方程后 然后組成法方程后 求解待定的未知參數(shù)其精度信息 其結(jié)果為 待定參數(shù) 待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣 單位權(quán)中誤差 通過初始平差 所解算出的整周未知數(shù)參數(shù)本應(yīng)為整數(shù) 由于觀測(cè)值誤差 隨機(jī)模型和函數(shù)模型不完善等原因 使得其結(jié)果為實(shí)數(shù) 此時(shí)與實(shí)數(shù)的整周未知數(shù)參數(shù)對(duì)應(yīng)的基線解被稱作基線向量的實(shí)數(shù)解或浮動(dòng)解 為了獲得較好的基線解算結(jié)果 必須準(zhǔn)確地確定出整周未知數(shù)的整數(shù)值 整周未知數(shù)的確定 確定基線向量的固定解當(dāng)確定了整周未知數(shù)的整數(shù)值后 與之相對(duì)應(yīng)的基線向量就是基線向量的整數(shù)解 2基線解算的分類 1 單基線解算 定義用臺(tái)gps接收機(jī)進(jìn)行了一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè) 每?jī)膳_(tái)接收機(jī)之間就可以形成一條基線向量 共有條同步觀測(cè)基線 其中可以選出相互獨(dú)立的條同步觀測(cè)基線 選擇獨(dú)立基線時(shí) 要保證所選的條獨(dú)立基線不構(gòu)成閉合環(huán)就可以了 單基線解算 在基線解算時(shí)不顧及同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)性 對(duì)每條基線單獨(dú)進(jìn)行解算 特點(diǎn)單基線解算的算法簡(jiǎn)單 由于其解算結(jié)果無法反映同步基線間的誤差相關(guān)的特性 不利于后面的網(wǎng)平差處理 一般只用在較低級(jí)別gps網(wǎng)的測(cè)量中 2 多基線解算 定義多基線解算顧及了同步觀測(cè)基線間的誤差相關(guān)性 在基線解算時(shí)對(duì)所有同步觀測(cè)的獨(dú)立基線一并解算 特點(diǎn)多基線解算在理論上是嚴(yán)密的 3基線解算的質(zhì)量控制 1 質(zhì)量控制指標(biāo) 單位權(quán)方差因子其中 為觀測(cè)值的殘差 為觀測(cè)值的權(quán) 為觀測(cè)值的總數(shù) 實(shí)質(zhì)單位權(quán)方差因子又稱為參考因子 2 數(shù)據(jù)刪除率 定義在基線解算時(shí) 如果觀測(cè)值的改正數(shù)大于某一個(gè)閾值時(shí) 則認(rèn)為該觀測(cè)值含有粗差 則需要將其刪除 被刪除觀測(cè)值的數(shù)量與觀測(cè)值的總數(shù)的比值 就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率 實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)刪除率從某一方面反映出了gps原始觀測(cè)值的質(zhì)量 數(shù)據(jù)刪除率越高 說明觀測(cè)值的質(zhì)量越差 3 ratio值 定義 實(shí)質(zhì)反映了所確定出的整周未知數(shù)參數(shù)的可靠性 這一指標(biāo)取決于多種因素 既與觀測(cè)值的質(zhì)量有關(guān) 也與觀測(cè)條件的好壞有關(guān) 4 rdop 定義rdop值指的是在基線解算時(shí)待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣的跡 的平方根 即rdop值的大小與基線位置和衛(wèi)星在空間中的幾何分布及運(yùn)行軌跡 即觀測(cè)條件 有關(guān) 當(dāng)基線位置確定后 rdop值就只與觀測(cè)條件有關(guān)了 而觀測(cè)條件又是時(shí)間的函數(shù) 因此 實(shí)際上對(duì)與某條基線向量來講 其rdop值的大小與觀測(cè)時(shí)間段有關(guān) 實(shí)質(zhì)rdop表明了gps衛(wèi)星的狀態(tài)對(duì)相對(duì)定位的影響 即取決于觀測(cè)條件的好壞 它不受觀測(cè)值質(zhì)量好壞的影響 5 rms 定義即均方根誤差 rootmeansquare 即 其中 為觀測(cè)值的殘差 為觀測(cè)值的權(quán) 為觀測(cè)值的總數(shù) 實(shí)質(zhì)表明了觀測(cè)值的質(zhì)量 觀測(cè)值質(zhì)量越好 越小 反之 觀測(cè)值質(zhì)量越差 則越大 它不受觀測(cè)條件 觀測(cè)期間衛(wèi)星分布圖形 的好壞的影響 依照數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論觀測(cè)值誤差落在1 96倍rms的范圍內(nèi)的概率是95 6 同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差是由同步觀測(cè)基線所組成的閉合環(huán)的閉合差 如果同步環(huán)閉合差超限 則說明組成同步環(huán)的基線中至少存在一條基線向量是錯(cuò)誤的 如果同步環(huán)閉合差沒有超限 還不能說明組成同步環(huán)的所有基線在質(zhì)量上均合格 7 異步環(huán)閉合差不是完全由同步觀測(cè)基線所組成的閉合環(huán)稱為異步環(huán) 異步環(huán)的閉合差稱為異步環(huán)閉合差 當(dāng)異步環(huán)閉合差滿足限差要求時(shí) 則表明組成異步環(huán)的基線向量的質(zhì)量是合格的 當(dāng)異步環(huán)閉合差不滿足限差要求時(shí) 則表明組成異步環(huán)的基線向量中至少有一條基線向量的質(zhì)量不合格 要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格 可以通過多個(gè)相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線來進(jìn)行 8 重復(fù)基線較差不同觀測(cè)時(shí)段 對(duì)同一條基線的觀測(cè)結(jié)果 就是所謂重復(fù)基線 這些觀測(cè)結(jié)果之間的差異 就是重復(fù)基線較差 4gps基線向量網(wǎng)平差 1 網(wǎng)平差的分類根據(jù)平差所進(jìn)行的坐標(biāo)空間 三維平差和二維平差根據(jù)平差時(shí)所采用的觀測(cè)值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型 可將平差分為無約束平差 約束平差和聯(lián)合平差等 三維平差與二維平差三維平差 平差在三維空間坐標(biāo)系中進(jìn)行 觀測(cè)值為三維空間中的觀測(cè)值 解算出的結(jié)果為點(diǎn)的三維空間坐標(biāo) 二維平差 平差在二維平面坐標(biāo)系下進(jìn)行 觀測(cè)值為二維觀測(cè)值 解算出的結(jié)果為點(diǎn)的二維平面坐標(biāo) 二維平差一般適合于小范圍gps網(wǎng)的平差 無約束平差 約束平差和聯(lián)合平差無約束平差 在平差時(shí)不引入會(huì)造成gps網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù) 常見的gps網(wǎng)的無約束平差 一般是在平差時(shí)沒有起算數(shù)據(jù)或沒