現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)系列講座GPS數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)平差計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差第1頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述第2頁(yè)/共52頁(yè)ABGPS基線(xiàn)向量GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS基線(xiàn)向量的基準(zhǔn)缺失第3頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的內(nèi)涵第4頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的類(lèi)型第5頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的類(lèi)型第6頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 構(gòu)網(wǎng)基線(xiàn)的選取第7頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型第8頁(yè)/共52頁(yè)iiiiiiiiiiiiiiiiiiiTiiXXXYXZ

2、YXYYYZZXZYZZXYZddddddddd bbd121200000000.0000nTnbbBbBbbbddDd各基線(xiàn)向量間不存在誤差相關(guān)性GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測(cè)值第9頁(yè)/共52頁(yè),1,1,2,1,1,2,1,.i ki li ki li ki li ki li ki li ki li ki ki ki li ki ki ki liiiiiiTiiii mTi ki ki ki kXXXYXZbbYXYYZYZXYZZZbbbbbXYZddddddddd BBbbbbDDDDD,1,1,1,2,2,2,1,2,1,1,2,1,1,.miiiiii

3、 miii mii mi mbbbbbbbbbbbbDDDDDD單時(shí)段基線(xiàn)組單時(shí)段基線(xiàn)組中的基線(xiàn)單時(shí)段基線(xiàn)組中基線(xiàn)間的誤差相關(guān)信息單時(shí)段基線(xiàn)組的方差陣單時(shí)段基線(xiàn)組中的基線(xiàn)是誤差相關(guān)的GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測(cè)值第10頁(yè)/共52頁(yè)1212000000000000nTnBBBBBBBDDDD不同時(shí)段的基線(xiàn)是誤差不相關(guān)的GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測(cè)值第11頁(yè)/共52頁(yè)ijijijijijjiXjiijijXjiijjiXvXXXYvYYZZZvbvXX基線(xiàn)向量觀測(cè)值基線(xiàn)向量觀測(cè)值的改正數(shù)基線(xiàn)向量終點(diǎn)的坐標(biāo)基線(xiàn)向量起點(diǎn)的坐標(biāo)GPS數(shù)

4、據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 基本觀測(cè)方程第12頁(yè)/共52頁(yè)00000ijijijijijjiijjiijiiijjjijjiijjiijjiijijXjiijijXjijiXvXXXXvYYZZvbvXXvXXbXXXXXXvXXbXXvXXbX000000100100010010001001ijijijijijijijiiXijijiXijijjijijXjjYYZZXYvXXZvYYXZZvYZ GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 基本誤差方程第13頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差第14頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理

5、 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 內(nèi)涵第15頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 數(shù)學(xué)模型第16頁(yè)/共52頁(yè)00010000kiiTiTiiiiiiiTTTTTkQTkkkXXXXYYYGEZZZGXXB PBGGB PlQ B PlQQQ GG Q第 塊GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 基準(zhǔn)問(wèn)題第17頁(yè)/共52頁(yè)1100.100010.010.001.0010TTTTTTkkkXGEEEEGXXB PBGGB PlQQQ GG QGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 基準(zhǔn)問(wèn)題第18頁(yè)/共52頁(yè)210|tqvii22

6、12022PVVPVVTTGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 質(zhì)量控制第19頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無(wú)約束平差 質(zhì)量控制第20頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差第21頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 目的方法概述第22頁(yè)/共52頁(yè)數(shù)法。故，該法又被稱(chēng)為七參度。兩個(gè)坐標(biāo)系中的單位長(zhǎng)，分別為，為尺度參數(shù)，為平移參數(shù)，為旋轉(zhuǎn)參數(shù)，其中：BASSSSSmmZYXRRRZYXRmZYXZYXRRRmZYXZYXBAAABZYXZZZZZYYYYYxxxxXAAAAAAXYZBBB000000

7、0001000cossin0sincos)(cos0sin010sin0cos)(;cossin0sincos0001)()()1 ()()()()1 (GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第23頁(yè)/共52頁(yè)。；其中轉(zhuǎn)換公式也可表示為則有：，都是小角度，則如果AAAAAAAAAZYXAAAAAABBBXYXZYZZYXZXYYXZXYZKmKZYXZYXZYXR000111)(, 1cossin,GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第24頁(yè)/共52頁(yè)AAAAAAAAAZYXAAABBBZXYYXZXYZmZYXZY

8、XZYX010000100001KK；其中整理，可得進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第25頁(yè)/共52頁(yè)LKK)(KxLxKvxvLT1T求解轉(zhuǎn)換參數(shù)就可采用最小二乘方法個(gè)以上的公共點(diǎn)時(shí)，當(dāng)有表示公共點(diǎn)的序號(hào)，則其中；設(shè)3imZYXZYXZYXiiiZYXiAAAiBBBiiGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第26頁(yè)/共52頁(yè)ijijijXjiijijYjjiiijjiAZBBAvXXXYvYKTYK TZZZvA坐標(biāo)系為地心系B坐標(biāo)系為參心系GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束

9、平差 函數(shù)模型第27頁(yè)/共52頁(yè)000000000000000000ijijijXXijjjiiijijijYijYjjiiijijijijjjiiijijijABBBZAvXXxXxZYXYvYyYyZXYZZzZzYXZv由于平移參數(shù)被消去，則有000000000000100100001001000010010ZBiiijijijijijjijijijijjijijijijBxyzBmxyzxXZYXyYZXYzZYXZm GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 函數(shù)模型第28頁(yè)/共52頁(yè)000000000100100001001000010010ijijijiiijXiji

10、jijijjYijijijijjijijijijAZAxyzBxyzxvZYXXXyvZXYYzYXZZvm0001110.100.00.010.00.001.0.ijijijBTnnnBYZxyzxyzTTG X0GX約束條件：GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 函數(shù)模型第29頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 GPS網(wǎng)的三維聯(lián)合平差第30頁(yè)/共52頁(yè)222222222()coscos()cossin(1)sinsin1sinXNHBLYNHBLaZNeHBNHBbaNNeBabeea其中，為卯酉圈的半徑，為第一偏心率，GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)

11、平差 GPS網(wǎng)的三維聯(lián)合平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)間關(guān)系第31頁(yè)/共52頁(yè)2221sin)1 ()()(arctanarctaneNBZHHeNYXHNZBXYLGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系第32頁(yè)/共52頁(yè)23222ddddddsincoscossincoscossinsincoscoscossincos0sin1,1sinXBxbYLylZHzhMHBLNHBLBLMHBLNHBLBLMHBBaeMeB RRR其中，（子午圈曲率半徑）GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系第33頁(yè)/共52頁(yè)000ijij

12、ijijijijxXijijijyYijijijzijijijBBABZAXYZvxxXXvyyYYzzZZvmvvv EEK（空間直角坐標(biāo)系下的誤差方程）000 xijijijyiijjijijzijijijABBBAbbXXllYYZZhhm RRK（大地坐標(biāo)系下的誤差方程）GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 大地坐標(biāo)系下的誤差方程第34頁(yè)/共52頁(yè)222ijijijijsXYZ000000dddddddjiijijijijjiijijijjiXXXYZsYYsssZZ0ijijijijssiisjjijijijBBbbvllsshh R RR R002020200001

13、ijijijijijsijijijijsXYZXYZsR其中：GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的融合第35頁(yè)/共52頁(yè)arctanijEANGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的融合第36頁(yè)/共52頁(yè)22dsincos1ddd0dsinsindsincossinsincossincos0coscoscossinsinAijLijijijijjjjjjjjijijijijjjiiiiijiijiiiiiNAAAENNEENEszszUNBLBLBELLUBLBLBRR dddddddddTijijijiiijijijiXYZjj

14、iijjLjiLiiLjjjjiijXXXXXXNXXBBEYYLLUZZHH ddRddR RR Rdd GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的融合第37頁(yè)/共52頁(yè)000arctanjijjEAN其中：0ijijiijiijAALiiALjjijijijBBbbvllAAhh R R RR R RGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的融合第38頁(yè)/共52頁(yè)ijijA 00ijijiijiijALiiALjjijijiijBBbbvllAhh R R RR R R0iiii其中：為定向角ijNijGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 G

15、PS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的融合第39頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 聯(lián)合平差的難點(diǎn)第40頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系第41頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系 獨(dú)立坐標(biāo)系的特點(diǎn)第42頁(yè)/共52頁(yè)GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系 參心系到獨(dú)立系的轉(zhuǎn)換第43頁(yè)/共52頁(yè)aabb法線(xiàn)橢球膨脹法2222221sindd1sindd1sinaNeBaNeBaNeBdN=h +GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系 參心系到獨(dú)立系的轉(zhuǎn)換第44頁(yè)/共52頁(yè)法線(xiàn)橢球平移法橢球平移法GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系 參心系到獨(dú)立系的轉(zhuǎn)換第45頁(yè)/共52頁(yè)AABAABYmXmYYYmXmXXcossinsincos00一個(gè)虛擬原點(diǎn)為變換區(qū)域中心附近的，其中：000052042030201000520420302010)()()()()()()()()()(YXYYXXbYYbXXbYYbXXbbYYYYXXaYYaXXaYYaXXaaXXAAAAAAABAAAAAAABGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨(dú)立坐標(biāo)系 參心系到獨(dú)立系的轉(zhuǎn)換第46頁(yè)/共5