第七章 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理

1、第七章第七章 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)處理Data ProcessSlide 2Outline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(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)處理數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)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)處理的數(shù)據(jù)處理的任務(wù)任務(wù)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理的流程流程本章的本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)軟件軟件介紹介紹Slide 41、數(shù)據(jù)處理的任務(wù)數(shù)據(jù)處理的任務(wù)： 由GPS接收機(jī)采集的觀測(cè)值，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，獲得GPS網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)本章的研究對(duì)象： GPS控制網(wǎng)，靜態(tài)觀測(cè)Slide 5觀測(cè)值點(diǎn)位Time (0)Time (i)Slide 62、

2、數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)相對(duì)定位的原理和數(shù)學(xué)模型測(cè)量平差的理論（間接平差）坐標(biāo)系統(tǒng)，高程系統(tǒng)Slide 7 GPS觀測(cè)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(yù)處理預(yù)處理基線解算基線解算實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(yù)處理預(yù)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(jì)算網(wǎng)中每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：由基線向量和起始條件計(jì)算網(wǎng)中每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo) （計(jì)算機(jī)處理+人工干預(yù)，利用數(shù)據(jù)處理軟件）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集：接收機(jī)接收：接收機(jī)接收GPSGPS信號(hào)并記錄信號(hào)并記錄GPS

3、GPS觀測(cè)值觀測(cè)值 （人工，通過(guò)GPS網(wǎng)的施測(cè)實(shí)現(xiàn)）數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸：將接收機(jī)記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上：將接收機(jī)記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上 （人工，通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件提供的工具實(shí)現(xiàn)）預(yù)處理預(yù)處理：各類文件、格式的轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn)：各類文件、格式的轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn) （計(jì)算機(jī)，利用數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)）基線解算基線解算：由觀測(cè)值及所有信息解算各條基線向量：由觀測(cè)值及所有信息解算各條基線向量 （計(jì)算機(jī)處理+人工干預(yù)，利用數(shù)據(jù)處理軟件）Slide 94、本章的目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)處理的流程各步驟的基本原理、目的、過(guò)程軟件的操作以TGOTGO為例Slide 105、軟件介紹精密后處理軟件 GAMIT、GIPS

4、Y、BERNES商用軟件 Trimble： TGO Ashtech： Solution Javad : PCCDU其它 國(guó)內(nèi)GPS有關(guān)高校、公司自行開(kāi)發(fā)Slide 11TGOTrimble Geomatics Office軟 件 流 程建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)導(dǎo)入基線解算質(zhì)量控制網(wǎng)平差Slide 12二、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備二、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的預(yù)處理數(shù)據(jù)的預(yù)處理Slide 131 1、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸(9.1.1)(9.1.1)主要任務(wù) 將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中工具 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

5、件內(nèi)容觀測(cè)值文件：原始測(cè)距觀測(cè)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(shí)間轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)站信息文件：測(cè)站名稱、觀測(cè)時(shí)間、天線高等文件格式本機(jī)格式：二進(jìn)制文件RINEX格式：ASCII文件，通用格式Slide 16觀測(cè)數(shù)據(jù)觀測(cè)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 182 2、預(yù)處理、預(yù)處理(9.1.2)(9.1.2)預(yù)處理的主要任務(wù)：預(yù)處理的主要任務(wù)： 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波，剔除粗差，刪除無(wú)效無(wú)用數(shù)據(jù)； 統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式，將各類接收機(jī)的數(shù)據(jù)文件加工成彼此兼容的標(biāo)準(zhǔn)化文件； 診斷整周跳變點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并恢復(fù)整周跳變，使觀測(cè)值復(fù)原；對(duì)觀

6、測(cè)值進(jìn)行各種模型改正，最常見(jiàn)的是大氣折射模型改正。預(yù)處理的主要目的是凈化觀測(cè)值，提高觀測(cè)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(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化v目的：簡(jiǎn)便計(jì)算，節(jié)省內(nèi)存 解決因時(shí)段、來(lái)源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時(shí)間段內(nèi)平滑的軌道數(shù)據(jù)v方法：一般用一多項(xiàng)式擬合觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的星歷 數(shù)據(jù)（廣播星歷或精密星歷）；Slide 20* *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(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星鐘差的標(biāo)準(zhǔn)化v目的：解決因時(shí)段、來(lái)源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時(shí)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(cè)

7、文件的標(biāo)準(zhǔn)化觀測(cè)文件的標(biāo)準(zhǔn)化v記錄格式的統(tǒng)一v記錄項(xiàng)目的統(tǒng)一v采樣密度的統(tǒng)一v觀測(cè)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(guò)程總結(jié)及軟件處理Slide 231 1、基線解算的原理、基線解算的原理觀測(cè)值載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值其它數(shù)據(jù)測(cè)站信息（儀器類型，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(píng)定Slide 24(1)(1)基線解算原理：相對(duì)定位基線解算原理：相對(duì)定位一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測(cè)值一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測(cè)

8、值)()()()()(1212121212kkjjikikijijikjNNNNttttt222222222022)()()()()(dZtZzdYtYyXdtXxttiksiksiksikik111111111011)()()()()(dZtZzdYtYyXdtXxttiksiksiksikik的幾何距離、對(duì)衛(wèi)星、：測(cè)站、kjttttikikijij21)()()()(2121 R1 R223 Sj Sk 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)()()()()(1212121212kkjjikikijijikjNNNNtttttbbkkkkjjjj)(2/

9、(sec2/1)(2/(sec2/102012120201212bijijijkjkjijlNzyxcbav121212121212121212) 1(bkb1k1k2k12k( (對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、兩顆衛(wèi)星對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、兩顆衛(wèi)星) )p128Slide 26最小二乘法解算最小二乘法解算mmmmmmlllNNNzyxcbacbacbavvv112131212121121312121212121211211211213121312131212121212121211213121212100010001一個(gè)歷元：對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、一個(gè)歷元：對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、m m顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星，)()()()(1121112

10、112tLtXtAtVSlide 27最小二乘法解算最小二乘法解算對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、n n顆衛(wèi)星：顆衛(wèi)星：)()()()()()()()()()()()(12121221222122121121112112nnnntLtXtAtVtLtXtAtVtLtXtAtV如果跟蹤衛(wèi)星發(fā)生變化，各測(cè)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(cè)站的未知數(shù)將發(fā)生變化Slide 28最小二乘解算及精度評(píng)定最小二乘解算及精度評(píng)定PlBPBxBxvTT1)(LfmpvvT0驗(yàn)后單位權(quán)中誤差：驗(yàn)后單位權(quán)中誤差：bbbXXTbbTQmmfQfQzyxfbyyyyxxb01212122120122120122

11、12012)()()()(基線向量函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差：基線向量函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差：Slide 29(2)(2)考慮整周模糊度？考慮整周模糊度？121212LXAV為整數(shù)：整周模糊度未知數(shù)，實(shí)數(shù)：基線向量未知數(shù)，為由兩類未知數(shù)組成NCXXX: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 30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(yàn)2.2 km 基線雙頻相位數(shù)據(jù)7 顆衛(wèi)星浮點(diǎn)解/整數(shù)解固定解/實(shí)數(shù)解Slide 31第一步是獲得實(shí)數(shù)解（浮點(diǎn)解 ）第二步是通過(guò)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

12、位置向量的整數(shù)解（固定解）(3)(3)基線解算基線解算NCBXAXYNNXQNXCXmin1 NXQNXNXNNN)(1NXXCCCXNQQXNXXNNCN（RATIO）Slide 32RATIORATIO最小次最小RMSRMSRATIO/定義定義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(cè)質(zhì)量有關(guān)，也與觀測(cè)條件有關(guān)，如衛(wèi)星幾何分布，觀測(cè)時(shí)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(dǎo)入（觀測(cè)值、星歷、氣象元素、測(cè)站信息等）數(shù)據(jù)預(yù)處理（周跳探測(cè)與修復(fù)、形成差分觀測(cè)值）組成觀測(cè)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

13、數(shù)包括基線向量、整周模糊度等）是否存在劣值觀測(cè)值或小周跳剔除或修復(fù)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(dòng)解Slide 34軟件操作軟件操作新建項(xiàng)目新建項(xiàng)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 373 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(píng)定質(zhì)量評(píng)定通過(guò)一系列的指標(biāo)，對(duì)基線向量結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)不合格的基線。質(zhì)量改善質(zhì)量改善通過(guò)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(biāo)質(zhì)量控制的指標(biāo)(1)

14、單位權(quán)方差因子(2)觀測(cè)值的RMS(3) RATIO(4)同步環(huán)閉合差(5)異步環(huán)閉合差(6)重復(fù)基線較差相對(duì)指標(biāo)相對(duì)指標(biāo)半相對(duì)，半相對(duì)，半絕對(duì)指標(biāo)半絕對(duì)指標(biāo)絕對(duì)指標(biāo)絕對(duì)指標(biāo)Slide 39（1 1）單位權(quán)方差因子）單位權(quán)方差因子fPVVT0定義定義又稱為參考因子一定程度的反映了觀測(cè)值質(zhì)量的好壞觀測(cè)值的權(quán)觀測(cè)值的殘差自由度Slide 40（2 2）觀測(cè)值的）觀測(cè)值的RMSRMS1nVVRMST定義定義一般認(rèn)為，RMS越小越好一定程度的反映了觀測(cè)值質(zhì)量的好壞觀測(cè)值的殘差觀測(cè)值數(shù)目Root Mean SquareSlide 41（3 3）RATIORATIO最小次最小RMSRMSRATIO/定義定

15、義反映了所確定的整周模糊度的可靠性，該值總大于1，越大越可靠該值取決于多種因素，即與觀測(cè)質(zhì)量有關(guān)，也與觀測(cè)條件有關(guān)，如衛(wèi)星幾何分布，觀測(cè)時(shí)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(diǎn)-理論上，由于同步觀測(cè)基線具有內(nèi)在的聯(lián)系，該值應(yīng)總為0；-實(shí)踐上，只要模型正確，數(shù)據(jù)處理無(wú)誤，即使觀測(cè)質(zhì)量很差，也很??；-若超限，說(shuō)明基線中至少一條錯(cuò)誤-若合格，不能說(shuō)明基線質(zhì)量都合格ZYXZYX,限差規(guī)定限差規(guī)定p122Slide 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(dú)立）的基線所組成的閉合環(huán)的閉合差v特點(diǎn)-滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明組成異步

16、環(huán)的基線的質(zhì)量都合格-不滿足限差要求時(shí)，說(shuō)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(guò)多個(gè)相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線判斷ZYXZYX,Slide 44（6 6）重復(fù)基線互差）重復(fù)基線互差v定義不同觀測(cè)時(shí)段，對(duì)同一條觀測(cè)基線的結(jié)果，即重復(fù)基線，這些結(jié)果之間的差異即重復(fù)基線互差v特點(diǎn)-滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明組成基線的質(zhì)量合格-不滿足限差要求時(shí)，說(shuō)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(guò)條重復(fù)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(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太

17、短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周模糊度無(wú)法準(zhǔn)確確定在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段里周跳太多。導(dǎo)致周跳修復(fù)不完善。在觀測(cè)時(shí)段里，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大。對(duì)流層或電離層折射影響過(guò)大。Slide 47影響因素的判別影響因素的判別起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確 ？觀測(cè)時(shí)間太短 衛(wèi)星可見(jiàn)視圖周跳太多多路徑效應(yīng)嚴(yán)重對(duì)流層或電離層折射影響過(guò)大殘差圖殘差圖Slide 48衛(wèi)星可見(jiàn)視圖衛(wèi)星可見(jiàn)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(cè)值的殘差繪制的一種圖表。殘差（周）時(shí)間0.000.100.10SV12-SV15殘差（周）時(shí)間0.00100.002-100.00SV12-S

18、V15殘差（周）時(shí)間0.001.001.00SV12-SV25T1（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(shí)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(biāo)準(zhǔn)：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 544 4、基線解算的軟件處理、基線解算的軟件處理原始數(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(yàn)結(jié)束Slide 55四、四、GPSGPS定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)

19、換P132TiiiiXYZ bTiiiiBLH bTiiiiNEU b坐標(biāo)系統(tǒng)的區(qū)別坐標(biāo)系統(tǒng)的區(qū)別基準(zhǔn)的區(qū)別基準(zhǔn)的區(qū)別Slide 56轉(zhuǎn)換的區(qū)別轉(zhuǎn)換的區(qū)別坐標(biāo)系變換坐標(biāo)系變換基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換Slide 57基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系基準(zhǔn)一基準(zhǔn)一基準(zhǔn)二基準(zhǔn)二Slide 58基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換BAXBAXBAXXXTYYTZZT1,BABABABAAABXXYmYZZSSmSSSA B其中，分別為 , 兩個(gè)坐標(biāo)系下的單位長(zhǎng)度321123()()()100()0cossin0sincoscos0sin()010sin0cosco

20、ssin0()sincos0001BABZYXABAXxxxxYYYYYZZZZZXXYYZZ RRRRRR其中，Slide 59七參數(shù)模型七參數(shù)模型(1) ()()()(1) ( )BXABYZYXABZAXAYAZAXTXYTm RRRYZTZTXTm RYTZSlide 60參數(shù)的計(jì)算參數(shù)的計(jì)算(1) ()()()(1) ( )BXABYZYXABZAXAYAZAXTXYTm RRRYZTZTXTm RYTZSlide 61問(wèn)題問(wèn)題Slide 62三維問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題三維問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題TiiiiXYZ byxbHLBZYX,yxHLB,二維基線向量二維基線向量三維基線向量三維基線向

21、量Slide 63投影時(shí)使用的橢球投影時(shí)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(dú)立橢球地方獨(dú)立橢球P18Slide 64軟件操作軟件操作坐標(biāo)系統(tǒng)的建立坐標(biāo)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(wú)約束平差約束平差聯(lián)合平差GPS網(wǎng)平差的處理過(guò)程Slide 661 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(cè)值網(wǎng)平差需要解決的問(wèn)題：網(wǎng)平差需要解決的問(wèn)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(fù)條件重復(fù)條件符合條件符合條件評(píng)定評(píng)定GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精

22、度網(wǎng)的內(nèi)符合精度確定點(diǎn)在指定參照系下的坐標(biāo)確定點(diǎn)在指定參照系下的坐標(biāo)引入位置基準(zhǔn)引入位置基準(zhǔn)引入其它的起算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(cè)值網(wǎng)平差的觀測(cè)值),(iiiiZYXBiiiiiiiiiiiiiiiiiiiZZYZXZZYYYXYZXYXXXBDniBBBBDDDD00000000000021nBBBB21Slide 68網(wǎng)平差的誤差方程網(wǎng)平差的誤差方程ijijijijijijZZZYYYXXX觀測(cè)方程誤差方程000000100010001100010001jiijjiijjiijZYXZYXZYXZZZYYYXXXddddddvvvjjj

23、iiiijijijSlide 692 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(cè)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(jìn)行在三維空間中進(jìn)行二維平差：在二維平面上進(jìn)行在二維平面上進(jìn)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(wú)約束平差）：觀測(cè)值全為觀測(cè)值全為GPS觀測(cè)值，觀測(cè)值，已知條件不使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引其的變形已知條件不使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引其的變形約束平差：觀測(cè)值全為觀測(cè)值全為GPS觀測(cè)值；觀測(cè)值；已知條件使網(wǎng)產(chǎn)生由非

24、觀測(cè)量所引其的變形已知條件使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引其的變形聯(lián)合平差：觀測(cè)觀測(cè)值除了觀測(cè)觀測(cè)值除了GPS觀測(cè)值已外，還包括其它常規(guī)幾何觀測(cè)值觀測(cè)值已外，還包括其它常規(guī)幾何觀測(cè)值Slide 72GPS中的網(wǎng)平差過(guò)程中的網(wǎng)平差過(guò)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(biāo)結(jié)果坐標(biāo)結(jié)果檢測(cè)網(wǎng)自身的精度檢測(cè)網(wǎng)自身的精度實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換Slide 73具體流程具體流程Slide 743 3、三維無(wú)約束平差、三維無(wú)約束平差定義 平差在平差在WGS-84三維空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行，平差時(shí)不引三維空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行，平差時(shí)不引入使得入使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外

25、部約束條件網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部約束條件作用 評(píng)定評(píng)定GPS網(wǎng)的網(wǎng)的內(nèi)部符合精度內(nèi)部符合精度，發(fā)現(xiàn)和剔除，發(fā)現(xiàn)和剔除GPS觀測(cè)值中可觀測(cè)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(gè)點(diǎn)在網(wǎng)中各個(gè)點(diǎn)在WGS-84系下經(jīng)過(guò)了平差處理的系下經(jīng)過(guò)了平差處理的三三維空間直角坐標(biāo)維空間直角坐標(biāo) 為將來(lái)可能進(jìn)行的高程擬合，提供經(jīng)過(guò)了平差處理后的為將來(lái)可能進(jìn)行的高程擬合，提供經(jīng)過(guò)了平差處理后的大地高數(shù)據(jù)大地高數(shù)據(jù)Slide 75三維無(wú)約束平差的原理三維無(wú)約束平差的原理觀測(cè)值未知數(shù)QZYXijijij),(iiiZYX,000000111111jiijjiijjiijZYXZYXZYXZZZ

26、YYYXXXddddddvvvjjjiiiijijijijjiijLEdXEdXVijPSlide 76平差中引入基準(zhǔn)平差中引入基準(zhǔn) 設(shè)網(wǎng)中點(diǎn)數(shù)為n，m為獨(dú)立基線數(shù)PAANLXAVT基準(zhǔn)選取的途徑： (1)長(zhǎng)時(shí)間單點(diǎn)定位 (2)已知的高級(jí)GPS點(diǎn) (3)秩虧自由網(wǎng)平差EEEEGT.100.100010.010001.0010000iiiiiiiiiZYXZYXdZdYdX0dBGT不存在1NSlide 77統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)22/12022/PVVPVVTT觀測(cè)質(zhì)量模型質(zhì)量約束條件的相容性（約束平差中）先驗(yàn)的單位權(quán)方差平差前預(yù)先設(shè)定，通常設(shè)定為1檢驗(yàn)2目的目的Slide 78質(zhì)量控制指標(biāo)

27、質(zhì)量控制指標(biāo)GPS基線向量的殘差基線向量的殘差規(guī)范中規(guī)定在無(wú)約束平差中，基線分量的改正數(shù)絕對(duì)值應(yīng)滿足下式:ZYXVVV,333ZYXVVVSlide 79軟件操作軟件操作自由網(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 814 4、約束平差、約束平差在國(guó)家（地方）大地坐標(biāo)系中進(jìn)行約束條件：固定坐標(biāo)、固定大地方位角和固定空間弦長(zhǎng)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(zhǔn)轉(zhuǎn)換;平差觀測(cè)方程約束條件固定點(diǎn)/固定大地方位角/固定弦長(zhǎng)lBZXXTS0WdBCSlide 83誤差方程誤差方程)(,()1 (),()1 (0

28、iSjSZYXiSjSiiSiTZYXiSXXRkXXXXRkXX的坐標(biāo)近似值的改正數(shù)：地面網(wǎng)點(diǎn)數(shù)：為基線向量平差改正設(shè)jiYXVjTiTij,:ijjiijjiijjiZYXijijijijijijijijijjTjTjTiTiTiTZYXZZZYYYXXXXYXZYZkZYXZYXZYXVVVijijij000000000000000000Slide 84用大地坐標(biāo)作未知數(shù)用大地坐標(biāo)作未知數(shù)ijijijjjiiijiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiLRkXBABAVBBHMLBLBHNLBHMLBLBHNLBHMABX 000000000000000000000000

29、0cos0cos)(sincoscoscos)(sinsin)(coscossincos)(cossin)(Slide 85約束條件方程：固定點(diǎn)約束條件方程：固定點(diǎn)TkB000設(shè)k點(diǎn)為固定點(diǎn)，則其坐標(biāo)約束條件為：Slide 86約束條件方程：固定邊長(zhǎng)約束條件方程：固定邊長(zhǎng)222)()()(ikikikikZYXD設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的空間邊長(zhǎng)：00)(0000wXCXCDDZYXDZDYDXkikiikikikikikikikikikikikikSlide 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)(jjkjjkjkkjjjjikHNLLBBBBLLBHNarctg設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的坐標(biāo)方位角：0wXFXFkikiikSlide 88法方程法方程0wXFXFkikiikSlide 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(biāo)BJ54/80 觀測(cè)值： WGS