第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理

1、第七章第七章 GPS測量數(shù)據(jù)處理測量數(shù)據(jù)處理 Data Process Slide 2 Outline 概述概述 數(shù)據(jù)處理的流程數(shù)據(jù)處理的流程 數(shù)據(jù)準備數(shù)據(jù)準備 數(shù)據(jù)傳輸與預處理數(shù)據(jù)傳輸與預處理 基線解算基線解算 網(wǎng)平差網(wǎng)平差 Slide 3 一、概述 數(shù)據(jù)處理的任務數(shù)據(jù)處理的任務 數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)處理的流程數(shù)據(jù)處理的流程 本章的學習目標本章的學習目標 軟件介紹軟件介紹 Slide 4 1、數(shù)據(jù)處理的任務 數(shù)據(jù)處理的任務： 由GPS接收機采集的觀測值， 通過數(shù)據(jù)處理，獲得GPS網(wǎng)中各 點的坐標 本章的研究對象： GPS控制網(wǎng)，靜態(tài)觀測 Slide 5 觀測值點位 Ti

2、me (0) Time (i) Slide 6 2、數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ) 相對定位的原理和數(shù)學模型 測量平差的理論（間接平差） 坐標系統(tǒng)，高程系統(tǒng) Slide 7 GPS觀測數(shù)據(jù)的分流和處理： 3、數(shù)據(jù)處理的流程 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸預處理預處理基線解算基線解算 實時定位實時定位數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差 Slide 8 數(shù)據(jù)處理的流程 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸預處理預處理基線解算基線解算GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差：由基線向量和起始條件計算網(wǎng)中每個點的坐標：由基線向量和起始條件計算網(wǎng)中每個點的坐標 （計算機處理+人工干預，利用數(shù)據(jù)處理軟件）

3、數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集：接收機接收：接收機接收GPSGPS信號并記錄信號并記錄GPSGPS觀測值觀測值 （人工，通過GPS網(wǎng)的施測實現(xiàn)） 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸：將接收機記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上：將接收機記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上 （人工，通過數(shù)據(jù)處理軟件提供的工具實現(xiàn)） 預處理預處理：各類文件、格式的轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)處理做準：各類文件、格式的轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)處理做準 （計算機，利用數(shù)據(jù)處理軟件實現(xiàn)） 基線解算基線解算：由觀測值及所有信息解算各條基線向量：由觀測值及所有信息解算各條基線向量 （計算機處理+人工干預，利用數(shù)據(jù)處理軟件） Slide 9 4、本章的目標 GPS數(shù)據(jù)處理的流程 各步驟的基本原理、目的、過程

4、 軟件的操作以TGOTGO為例 Slide 10 5、軟件介紹 精密后處理軟件 GAMIT、GIPSY、BERNES 商用軟件 Trimble： TGO Ashtech： Solution Javad : PCCDU 其它 國內(nèi)GPS有關(guān)高校、公司自行開發(fā) Slide 11 TGOTrimble Geomatics Office 軟 件 流 程 建立項目 數(shù)據(jù)導入 基線解算 質(zhì)量控制 網(wǎng)平差 Slide 12 二、數(shù)據(jù)準備二、數(shù)據(jù)準備 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)的預處理數(shù)據(jù)的預處理 Slide 13 1 1、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸(9.1.1)(9.1.1) 主要任務 將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中 工具

5、 數(shù)據(jù)處理軟件中的數(shù)據(jù)傳輸模塊、 數(shù)據(jù)線（電纜） Slide 14 數(shù)據(jù)傳輸工具數(shù)據(jù)傳輸工具 Slide 15 文件的類型和格式文件的類型和格式 文件內(nèi)容 觀測值文件：原始測距觀測值（偽距、載波相位） 星歷文件：衛(wèi)星軌道信息 電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件：電離層改正參數(shù)和時間轉(zhuǎn)換參數(shù) 測站信息文件：測站名稱、觀測時間、天線高等 文件格式 本機格式：二進制文件 RINEX格式：ASCII文件，通用格式 Slide 16 觀測數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù) Slide 17 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的工具數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的工具 Slide 18 2 2、預處理、預處理(9.1.2)(9.1.2) 預處理的主要任務：預處理的主要任務：

6、 對數(shù)據(jù)進行平滑濾波，剔除粗差，刪除無效 無用數(shù)據(jù)； 統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式，將各類接收機的數(shù)據(jù)文 件加工成彼此兼容的標準化文件； 診斷整周跳變點，發(fā)現(xiàn)并恢復整周跳變，使 觀測值復原； 對觀測值進行各種模型改正，最常見的是大氣 折射模型改正。 預處理的主要目的是凈化觀測值，提高觀測值的“精 度”。 Slide 19 * *數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一 GPSGPS衛(wèi)星軌道方程的標準化衛(wèi)星軌道方程的標準化 v目的：簡便計算，節(jié)省內(nèi)存 解決因時段、來源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時間段內(nèi)平滑的軌道數(shù)據(jù) v方法：一般用一多項式擬合觀測時段內(nèi)的星歷 數(shù)據(jù)（廣播星歷或精密星歷）； Slide 20 *

7、*數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一 衛(wèi)星鐘差的標準化衛(wèi)星鐘差的標準化 v目的：解決因時段、來源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時間段內(nèi)平滑的鐘差數(shù)據(jù) Slide 21 * *數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一 觀測文件的標準化觀測文件的標準化 v記錄格式的統(tǒng)一 v記錄項目的統(tǒng)一 v采樣密度的統(tǒng)一 v觀測值數(shù)據(jù)單位的統(tǒng)一 Slide 22 三、基線解算三、基線解算(9.2)(9.2) 基線解算的原理 基線解算的分類 基線解算的質(zhì)量控制 基線解算的影響因素分析 過程總結(jié)及軟件處理 Slide 23 1 1、基線解算的原理、基線解算的原理 觀測值 載波相位觀測值、偽距觀測值 其它數(shù)據(jù) 測站信息（儀器

8、類型，天線類型，天線高信息等） 星歷（精密星歷或廣播星歷） 氣象數(shù)據(jù) 結(jié)果 基線向量（X, Y, Z） 精度評定 Slide 24 (1)(1)基線解算原理：相對定位基線解算原理：相對定位 一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測值一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測值 )()()()()( 1212 121212 kkjj i k i k i j i j i kj NNNN ttttt 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 22 )()()( )()(dZ t Zz dY t Yy Xd t Xx tt i k s i k s i k s i k i k 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

9、 11 )()()( )()(dZ t Zz dY t Yy Xd t Xx tt i k s i k s i k s i k i k 的幾何距離、對衛(wèi)星、：測站、kjtttt i k i k i j i j 21)()()()( 2121 R1 R2 23 S j S k 圖2.3.18 站星雙差 Slide 25 直接解算基線向量直接解算基線向量 )()()()()( 1212 121212 kkjj i k i k i j i j i kj NNNN ttttt b b kk k k jj j j )(2/(sec2/1 )(2/(sec2/1 0 2 0 1 2 12 0 2 0 1

10、2 12 b ij ij ijkjkjij l N z y x cbav 12 12 12 12 12 12121212 ) 1( b k b 1 k 1 k 2 k 12 k ( (對于兩個測站、兩顆衛(wèi)星對于兩個測站、兩顆衛(wèi)星) ) p128 Slide 26 最小二乘法解算最小二乘法解算 m m mmmm l l l N N N z y x cba cba cba v v v 1 12 13 12 12 12 1 12 13 12 12 12 12 12 12 1 12 1 12 1 12 13 12 13 12 13 12 12 12 12 12 12 12 1 12 13 12 12

11、12 100 010 001 一個歷元：對于兩個測站、一個歷元：對于兩個測站、m m顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星， )()()()( 1121112112 tLtXtAtV Slide 27 最小二乘法解算最小二乘法解算 對于兩個測站、對于兩個測站、n n顆衛(wèi)星：顆衛(wèi)星： )()()()( )()()()( )()()()( 121212 2122212212 1121112112 nnnn tLtXtAtV tLtXtAtV tLtXtAtV 如果跟蹤衛(wèi)星發(fā)生變化，各測站的未知數(shù)將發(fā)生變化如果跟蹤衛(wèi)星發(fā)生變化，各測站的未知數(shù)將發(fā)生變化 Slide 28 最小二乘解算及精度評定最小二乘解算及精度評定 PlB

12、PBx Bxv TT1 )( L f m pvv T 0 驗后單位權(quán)中誤差：驗后單位權(quán)中誤差： bbb XX T bb T Qmm fQfQ zyxfb yyyyxxb 0 121212 2 12 0 12 2 12 0 12 2 12 0 12 )( )()()( 基線向量函數(shù)的標準差：基線向量函數(shù)的標準差： Slide 29 (2)(2)考慮整周模糊度？考慮整周模糊度？ 121212 LXAV 為整數(shù)：整周模糊度未知數(shù)， 實數(shù)：基線向量未知數(shù)，為 由兩類未知數(shù)組成 N C X X X: 采用最小二乘法不能直接解算出模糊度的整數(shù)結(jié)果采用最小二乘法不能直接解算出模糊度的整數(shù)結(jié)果 Slide 3

13、0 模糊度解算的意義模糊度解算的意義 影響最終基線解算的精度影響最終基線解算的精度 100 次試驗 2.2 km 基線 雙頻相位數(shù)據(jù) 7 顆衛(wèi)星 浮點解/整數(shù)解固定解/實數(shù)解 Slide 31 第一步是獲得實數(shù)解（浮點解 ） 第二步是通過搜索找到滿足下列關(guān)系的模糊度參 數(shù)的整數(shù)值 第三步獲得位置向量的整數(shù)解（固定解） (3)(3)基線解算基線解算 NC BXAXY NN X Q N X C X min 1 NXQNX N X N NN ) ( 1 N XX CCC XNQQXNXX NNCN （RATIO） Slide 32 RATIORATIO 最小次最小 RMSRMSRATIO/ 定義定義

14、 v反映了所確定的整周模糊度的可靠性， 該值總大于1，越大越可靠 v該值取決于多種因素，即與觀測質(zhì)量有 關(guān)，也與觀測條件有關(guān)，如衛(wèi)星幾何分布， 觀測時間等等。 Slide 33 單基線解算的步驟單基線解算的步驟 數(shù)據(jù)導入 （觀測值、星歷、氣象 元素、測站信息等） 數(shù)據(jù)預處理 （周跳探測與修復、形 成差分觀測值） 組成觀測方程 （待定參數(shù)包括基線向 量、整周模糊度等） 平差解算 （待定參數(shù)包括基線向 量、整周模糊度等） 是否存在劣值觀測 值或小周跳 剔除或修復 是 否 能否確定整周 模糊度參數(shù) 否 是 確定基線向 量的固定解 確定基線向 量的浮動解 Slide 34 軟件操作軟件操作新建項目新建

15、項目 Slide 35 軟件操作軟件操作基線解算設(shè)置基線解算設(shè)置 Slide 36 質(zhì)量控制質(zhì)量控制 Slide 37 3 3、基線解算階段的質(zhì)量控制、基線解算階段的質(zhì)量控制 質(zhì)量控制的目的 為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分析提供合格的基線向量結(jié)果 質(zhì)量控制的內(nèi)容 質(zhì)量評定質(zhì)量評定通過一系列的指標，對基線向量 結(jié)果的質(zhì)量進行評估，發(fā)現(xiàn)不合格的基線。 質(zhì)量改善質(zhì)量改善通過數(shù)據(jù)處理的手段，提高基線 向量的質(zhì)量。 Slide 38 質(zhì)量控制的指標質(zhì)量控制的指標 (1)單位權(quán)方差因子 (2)觀測值的RMS (3) RATIO (4)同步環(huán)閉合差 (5)異步環(huán)閉合差 (6)重復基線較差 相對指標相對指標 半相對，半相

16、對， 半絕對指標半絕對指標 絕對指標絕對指標 Slide 39 （1 1）單位權(quán)方差因子）單位權(quán)方差因子 f PVV T 0 定義定義 又稱為參考因子 一定程度的反映了觀測值質(zhì)量的好壞 觀測值 的權(quán) 觀測值 的殘差 自由度 Slide 40 （2 2）觀測值的）觀測值的RMSRMS 1 n VV RMS T 定義定義 一般認為，RMS越小越好 一定程度的反映了觀測值質(zhì)量的好壞 觀測值 的殘差 觀測值 數(shù)目 Root Mean Square Slide 41 （3 3）RATIORATIO 最小次最小 RMSRMSRATIO/ 定義定義 反映了所確定的整周模糊度的可靠性，該 值總大于1，越大越可

17、靠 該值取決于多種因素，即與觀測質(zhì)量有關(guān)， 也與觀測條件有關(guān)，如衛(wèi)星幾何分布，觀 測時間等等。 Slide 42 （4 4）同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差 v定義由同步基線所組成的閉合環(huán)的閉合差 v特點 -理論上，由于同步觀測基線具有內(nèi)在的聯(lián)系， 該值應總為0； -實踐上，只要模型正確，數(shù)據(jù)處理無誤，即使 觀測質(zhì)量很差，也很??； -若超限，說明基線中至少一條錯誤 -若合格，不能說明基線質(zhì)量都合格 ZYX ZYX , 限差規(guī)定限差規(guī)定 p122 Slide 43 （5 5）異步環(huán)閉合差）異步環(huán)閉合差 v定義由非同步（獨立）的基線所組成的閉 合環(huán)的閉合差 v特點 -滿足限差要求時，說明組成異步環(huán)的基線的

18、質(zhì) 量都合格 -不滿足限差要求時，說明至少一條基線向量的 質(zhì)量不合格 -要確定那些基線質(zhì)量不合格，可以通過多個相 鄰的異步環(huán)或重復基線判斷 ZYX ZYX , Slide 44 （6 6）重復基線互差）重復基線互差 v定義不同觀測時段，對同一條觀測基線的 結(jié)果，即重復基線，這些結(jié)果之間的差異即重復 基線互差 v特點 -滿足限差要求時，說明組成基線的質(zhì)量合格 -不滿足限差要求時，說明至少一條基線向量的 質(zhì)量不合格 -要確定那些基線質(zhì)量不合格，可以通過條重復 基線判斷 Slide 45 軟件操作軟件操作基線解算基線解算 Slide 46 影響基線解算結(jié)果的因素影響基線解算結(jié)果的因素 基線解算時所設(shè)

19、定的起點坐標不準確 少數(shù)衛(wèi)星的觀測時間太短，導致這些 衛(wèi)星的整周模糊度無法準確確定 在整個觀測時段里，有個別時間段里 周跳太多。導致周跳修復不完善。 在觀測時段里，多路徑效應比較嚴重， 觀測值的改正數(shù)普遍較大。 對流層或電離層折射影響過大。 Slide 47 影響因素的判別影響因素的判別 起點坐標不準確 ？ 觀測時間太短 衛(wèi)星可見視 圖 周跳太多 多路徑效應嚴重 對流層或電離層折射影響過大 殘差圖殘差圖 Slide 48 衛(wèi)星可見視圖衛(wèi)星可見視圖 Slide 49 殘差圖反映的基線解算質(zhì)量殘差圖反映的基線解算質(zhì)量 殘差圖就是根據(jù)觀測值的殘差繪制的一種圖表。 殘差（周） 時間 0.00 0.10

20、 0.10 SV12-SV15 殘差（周） 時間 0.00 100.00 2 -100.00 SV12-SV15 殘差（周） 時間 0.00 1.00 1.00 SV12-SV25 T1 （周 ） T2 （周 ） Slide 50 改善質(zhì)量的方法改善質(zhì)量的方法 刪衛(wèi)星，截時段，改變截止高度角 改變其他控制參數(shù) 數(shù)據(jù)刪除的標準：編輯因子 RATIO的閾值 大氣折射延遲改正方法或模型 Slide 51 軟件操作軟件操作質(zhì)量控制質(zhì)量控制 Slide 52 軟件操作軟件操作質(zhì)量控制質(zhì)量控制 Slide 53 軟件操作軟件操作質(zhì)量控制質(zhì)量控制 Slide 54 4 4、基線解算的軟件處理、基線解算的軟件

21、處理 原始數(shù)據(jù)的讀入 外業(yè)輸入數(shù)據(jù)的檢查與修改 設(shè)置基線解算的控制參數(shù) 基線解算 基線質(zhì)量的檢驗 結(jié)束 Slide 55 四、四、GPSGPS定位成果的坐標轉(zhuǎn)換定位成果的坐標轉(zhuǎn)換P132 T iiii XYZ b T iiii BLH b T iiii NEU b 坐標系統(tǒng)的區(qū)別坐標系統(tǒng)的區(qū)別 基準的區(qū)別基準的區(qū)別 Slide 56 轉(zhuǎn)換的區(qū)別轉(zhuǎn)換的區(qū)別 坐標系變換坐標系變換 基準轉(zhuǎn)換基準轉(zhuǎn)換 Slide 57 基準的轉(zhuǎn)換基準的轉(zhuǎn)換 空間直角坐標系 大地坐標系 平面直角坐標系 空間直角坐標系 大地坐標系 平面直角坐標系 基準一基準一 基準二基準二 Slide 58 基準的轉(zhuǎn)換基準的轉(zhuǎn)換 BAX

22、 BAX BAX XXT YYT ZZT 1 , BA BA BA BA A AB XX YmY ZZ SS m S SSA B 其中， 分別為 , 兩個坐標系 下的單位長度 321 1 2 3 ()()() 100 ()0cossin 0sincos cos0sin ()010 sin0cos cossin0 ()sincos0 001 BA BZYXA BA Xxx xx YY Y YY ZZ ZZZ XX YY ZZ RRR R R R 其中， Slide 59 七參數(shù)模型七參數(shù)模型 (1) ()()() (1) ( ) BXA BYZYXA BZA XA YA ZA XTX YTm R

23、RRY ZTZ TX Tm RY TZ Slide 60 參數(shù)的計算參數(shù)的計算 (1) ()()() (1) ( ) BXA BYZYXA BZA XA YA ZA XTX YTm RRRY ZTZ TX Tm RY TZ Slide 61 問題問題 Slide 62 三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題 T iiii XYZ b yxb HLBZYX, yxHLB, 二維基線向量二維基線向量 三維基線向量三維基線向量 Slide 63 投影時使用的橢球投影時使用的橢球 WGS 84WGS 84橢球參數(shù)橢球參數(shù) 克氏橢球參數(shù)克氏橢球參數(shù) 地方獨立橢球地方獨立橢球 P18 Slide 6

24、4 軟件操作軟件操作坐標系統(tǒng)的建立坐標系統(tǒng)的建立 Slide 65 五、五、GPSGPS定位數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)平差定位數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的分類 無約束平差 約束平差 聯(lián)合平差 GPS網(wǎng)平差的處理過程 Slide 66 1 1、概述、概述 數(shù)據(jù)處理 基線解算 網(wǎng)平差 ZYX, ZYX, 原始觀測值 網(wǎng)平差需要解決的問題：網(wǎng)平差需要解決的問題： 消除消除GPS網(wǎng)幾何上的不一致性網(wǎng)幾何上的不一致性 閉合條件閉合條件 重復條件重復條件 符合條件符合條件 評定評定GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精度網(wǎng)的內(nèi)符合精度 確定點在指定參照系下的坐標確定點在指定參照系下的坐標 引入位置基準引入位置基準 引入其它的起算

25、條件引入其它的起算條件 Slide 67 單基線向量 精度信息 整網(wǎng)的基線 網(wǎng)平差的觀測值網(wǎng)平差的觀測值 ),( iiii ZYXB iiiiii iiiiii iiiiii i ZZYZXZ ZYYYXY ZXYXXX B D n i B B B B D D D D 000 000 000 000 2 1 n B B B B 2 1 Slide 68 網(wǎng)平差的誤差方程網(wǎng)平差的誤差方程 ijij ijij ijij ZZZ YYY XXX觀測方程 誤差方程 00 00 00 100 010 001 100 010 001 jiij jiij jiij Z Y X Z Y X Z Y X ZZZ

26、 YYY XXX d d d d d d v v v j j j i i i ij ij ij Slide 69 2 2、網(wǎng)平差的分類、網(wǎng)平差的分類 根據(jù)平差的維數(shù) 三維平差 二維平差 根據(jù)參與平差的觀測值和約束條件 自由網(wǎng)平差 約束平差 聯(lián)合平差 Slide 70 二維平差和三維平差二維平差和三維平差 根據(jù)平差的維數(shù) 三維平差：在三維空間中進行在三維空間中進行 二維平差：在二維平面上進行在二維平面上進行 Slide 71 自由網(wǎng)平差、約束平差、聯(lián)合平差自由網(wǎng)平差、約束平差、聯(lián)合平差 自由網(wǎng)平差（無約束平差）： 觀測值全為觀測值全為GPS觀測值，觀測值， 已知條件不使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引其的變

27、形已知條件不使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引其的變形 約束平差： 觀測值全為觀測值全為GPS觀測值；觀測值； 已知條件使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引其的變形已知條件使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引其的變形 聯(lián)合平差： 觀測觀測值除了觀測觀測值除了GPS觀測值已外，還包括其它常規(guī)幾何觀測值觀測值已外，還包括其它常規(guī)幾何觀測值 Slide 72 GPS中的網(wǎng)平差過程中的網(wǎng)平差過程 三維自由網(wǎng)平差三維自由網(wǎng)平差 二維約束二維約束 平差平差 基線解算基線解算 坐標結(jié)果坐標結(jié)果 檢測網(wǎng)自身的精度檢測網(wǎng)自身的精度 實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換 Slide 73 具體流程具體流程 Slide 74 3 3、三維無約束平差、三維無約束平差

28、定義 平差在平差在WGS-84三維空間直角坐標系下進行，平差時不引三維空間直角坐標系下進行，平差時不引 入使得入使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部約束條件網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部約束條件 作用 評定評定GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，發(fā)現(xiàn)和剔除網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，發(fā)現(xiàn)和剔除GPS觀測值中可觀測值中可 能存在的粗差能存在的粗差 得到得到GPS網(wǎng)中各個點在網(wǎng)中各個點在WGS-84系下經(jīng)過了平差處理的三系下經(jīng)過了平差處理的三 維空間直角坐標維空間直角坐標 為將來可能進行的高程擬合，提供經(jīng)過了平差處理后的大為將來可能進行的高程擬合，提供經(jīng)過了平差處理后的大 地高數(shù)據(jù)地高數(shù)據(jù) Slide 75

29、 三維無約束平差的原理三維無約束平差的原理 觀測值 未知數(shù) QZYX ijijij ),( iii ZYX, 00 00 00 1 1 1 1 1 1 jiij jiij jiij Z Y X Z Y X Z Y X ZZZ YYY XXX d d d d d d v v v j j j i i i ij ij ij ijjiij LEdXEdXV ij P Slide 76 平差中引入基準平差中引入基準 設(shè)網(wǎng)中點數(shù)為n，m為獨立基線數(shù) PAAN LXAV T 基準選取的途徑： (1)長時間單點定位 (2)已知的高級GPS點 (3)秩虧自由網(wǎng)平差 EEEEG T . 100.100 010.0

30、10 001.001 0 0 0 0 i i i i i i i i i Z Y X Z Y X dZ dY dX 0dBG T 不存在 1 N Slide 77 統(tǒng)計假設(shè)檢驗統(tǒng)計假設(shè)檢驗 2 2/1 2 0 2 2/ PVVPVV TT 觀測質(zhì)量 模型質(zhì)量 約束條件的相容性（約束平差中） 先驗的單位權(quán)方差 平差前預先設(shè)定， 通常設(shè)定為1 檢驗 2 目的目的 Slide 78 質(zhì)量控制指標質(zhì)量控制指標 GPS基線向量的殘差基線向量的殘差 規(guī)范中規(guī)定 在無約束平差中，基線分量的改正數(shù)絕對值 應滿足下式: ZYX VVV , 3 3 3 Z Y X V V V Slide 79 軟件操作軟件操作自

31、由網(wǎng)平差自由網(wǎng)平差 Slide 80 質(zhì)量控制質(zhì)量控制自由網(wǎng)平差自由網(wǎng)平差 Slide 81 4 4、約束平差、約束平差 在國家（地方）大地坐標系中進行 約束條件：固定坐標、固定大地方 位角和固定空間弦長 分為二維約束平差和三維約束平差 Slide 82 （1 1）三維約束平差）三維約束平差 作用：基準轉(zhuǎn)換;平差 觀測方程 約束條件 固定點/固定大地方位角/固定弦長 lBZXX TS 0WdBC Slide 83 誤差方程誤差方程 )(,()1 ( ),()1 ( 0 iSjSZYXiSjSiiS iTZYXiS XXRkXXX XRkXX 的坐標近似值的改正數(shù)：地面網(wǎng)點 數(shù)：為基線向量平差改

32、正 設(shè) jiYX V jTiT ij , : ijji ijji ijji Z Y X ijij ijij ijij ij ij ij jT jT jT iT iT iT Z Y X ZZZ YYY XXX XY XZ YZ k Z Y X Z Y X Z Y X V V V ij ij ij 00 00 00 00 00 00 0 0 0 0 0 0 Slide 84 用大地坐標作未知數(shù)用大地坐標作未知數(shù) ijijijjjiiij i iii ii iiiiiiii ii iiiiiiii i iii LRkXBABAV B BHM LB LBHNLBHM LB LBHNLBHM A BX

33、0 0 000 00 00000000 00 00000000 cos0 cos)( sincos coscos)(sinsin)( coscos sincos)(cossin)( Slide 85 約束條件方程：固定點約束條件方程：固定點 T k B000 設(shè)k點為固定點，則其坐標約束條件為： Slide 86 約束條件方程：固定邊長約束條件方程：固定邊長 222 )()()( ikikikik ZYXD 設(shè)已知兩點在地面網(wǎng)中的空間邊長： 0 0)( 0 000 wXCXC DD Z Y X D Z D Y D X kikiik ikik ik ik ik ik ik ik ik ik ik Slide 87 約束條件方程：固定方位角約束條件方程：固定方位角 ).(coscossincoscos )sin(cos)( jjkjjkjk kjjjj ik HNLLBBBB LLBHN arctg 設(shè)已知兩點在地面網(wǎng)中的坐標方位角： 0wXFXF kikiik Slide 88 法方程法方程 0wXFXF kikiik Slide 89 （2 2）二維約束平差）二維約束平差 原因原因： 約束條件：固定坐標BJ54/80 觀測值： WGS-84