學(xué)習(xí)GNSS測量定位必備知識(shí)

1、第一部分RTK八大基礎(chǔ)知識(shí)RTK作為現(xiàn)代化測量中的測繪儀器，已經(jīng)非常普及.RTK在測量中的優(yōu)越性也 是不言而喻。為了能讓RTK的優(yōu)越性能在使用中充分的發(fā)揮出來，為了能讓RTK 使用人員能靈活的應(yīng)用RTK,我認(rèn)為RTK使用人員必須了解以下的基本知識(shí)：1. GPS的概念及組成GPS(GlobalPositio ning System)即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個(gè)衛(wèi)星 導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的 三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和 高精度的精密定位。GPS計(jì)劃始于1973年，已于1994年進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)(F0C2

2、)。GPS的整個(gè)系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成：空間部分GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組 成了 GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動(dòng)的備用衛(wèi)星。 這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)傾角為55。的軌道上繞地球運(yùn)行。衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為 12恒星時(shí)。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)。GPS用戶正是利用這些信號(hào)來進(jìn)行工作的?？刂撇糠諫PS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成， 根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一 個(gè)，位于美國克羅拉多(Colorado)的法爾孔(Falco

3、n)空軍基地，它的作用是根據(jù)各 監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這 些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)，它還對(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；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)，除了主控站外，其它四個(gè)分別位于 夏威夷(Hawaii)、阿松森群島(Ascencion)、迭哥伽西亞(Diego Garcia)、卡瓦加蘭 (Kwajalein),監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)；注入站有三個(gè)， 它們分別位于阿松森群島(Ascencion)、迭哥伽西亞(Diego Garcia)、

4、卡瓦加蘭 (Kwajalein)，注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注 入到衛(wèi)星中去。用戶部分GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī) 氣象儀器等所組成。它的作用是接收 GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，利用這些信號(hào)進(jìn) 行導(dǎo)航定位等工作。以上這三個(gè)部分共同組成了一個(gè)完整的 GPS系統(tǒng)。2. GPS發(fā)射的信號(hào)GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號(hào)，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMZ的L2載波，它們的頻率分別是基本頻率 10.23MHz的154倍 和120倍，它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著

5、 多種信號(hào)，這些信號(hào)主要有：C/A碼C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在 L1載波上，是1MHz的偽隨機(jī)噪聲 碼（PRN碼），其碼長為1023位（周期為1ms）。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣, 因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號(hào)來區(qū)分它們。C/A碼是普通用戶用以測定測站 到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號(hào)。P碼P碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在 L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機(jī)噪聲 碼，其周期為七天。在實(shí)施 AS時(shí)，P碼與W碼進(jìn)行模二相加生成保密的 丫碼, 此時(shí)，一般用戶無法利用P碼來進(jìn)行導(dǎo)航定位。丫碼見P碼。導(dǎo)航信息導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號(hào)頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌 道參數(shù)、衛(wèi)

6、星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。用戶一般需要利用此導(dǎo)航信息來計(jì) 算某一時(shí)刻GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。3. GPS定位的原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測點(diǎn)的位置。如下圖所示，假設(shè) t時(shí)刻在 地面待測點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間厶t，再加 上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式：上述四個(gè)方程式中待測點(diǎn)坐標(biāo)x、y、z和Vto為未知參數(shù)，其中di=c ti（i=1、2、3、4）。di （i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機(jī)之

7、間的距離。 ti （i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。c為GPS信號(hào)的傳播速度（即光速）。四個(gè)方程式中各個(gè)參數(shù)意義如下：x、y、z為待測點(diǎn)坐標(biāo)的空間直角坐標(biāo)。xi、yi、zi （i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)，可由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得。Vt i （i=1、2、3、4）分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。Vto為接收機(jī)的鐘差。由以上四個(gè)方程即可解算出待測點(diǎn)的坐標(biāo) x、y、z和接收機(jī)的鐘差Vto。目前GPS系統(tǒng)提供的定位精度是優(yōu)于10米，而為得到更高的定位精度，我 們通常

8、采用差分GPS技術(shù)：將一臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù) 基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)， 并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)將這 一數(shù)據(jù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行 GPS觀測的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的 改正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。差分GPS分為兩大類:偽距差分和載波相位差分。中國3S專業(yè)站1. 偽距差分原理這是應(yīng)用最廣的一種差分。在基準(zhǔn)站上，觀測所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐 標(biāo)和各衛(wèi)星的坐標(biāo)，求出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻到基準(zhǔn)站的真實(shí)距離。再與測得的偽 距比較，得出偽距改正數(shù)，將其傳輸至用戶接收機(jī)，提高定位精度。這種差分， 能得到米級(jí)定位精度，如沿海廣泛使用的 信標(biāo)差

9、分”2. 載波相位差分原理載波相位差分技術(shù)又稱RTK(Real Time Kin ematic技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測 站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)， 進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)。 大量應(yīng)用于動(dòng)態(tài)需 要高精度位置的領(lǐng)域。4. GPS定位的誤差源我們?cè)诶肎PS進(jìn)行定位時(shí)，會(huì)受到各種各樣因素的影響。影響 GPS定位 精度的因素可分為以下四大類：一、與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素1.SA政策美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度 （技術(shù)）、在GPS基準(zhǔn)信 號(hào)中加入高頻抖動(dòng)（技術(shù)）等方法，人為降低普通用戶利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)的 精度

10、。2. 衛(wèi)星星歷誤差在進(jìn)行GPS定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通 過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計(jì)算出的衛(wèi)星位置都 會(huì)與其真實(shí)位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。3. 衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時(shí)與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的誤 差。4衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射天線相位中心偏差是 GPS衛(wèi)星上信號(hào)發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中 心與其真實(shí)相位中心之間的差異。二、與傳播途徑有關(guān)的因素1電離層延遲由于地球周圍的電離層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得 GPS信號(hào)的傳播速度發(fā) 生變化，這種變化稱為電離層延遲。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波

11、的頻 率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關(guān)。2. 對(duì)流層延遲由于地球周圍的對(duì)流層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對(duì)流層延遲。電磁波所受對(duì)流層折射的影響與電磁波傳播 途徑上的溫度、濕度和氣壓有關(guān)。3多路徑效應(yīng)由于接收機(jī)周圍環(huán)境的影響，使得接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)中還包含有各 種反射和折射信號(hào)的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。三、與接收機(jī)有關(guān)的因素1接收機(jī)鐘差接收機(jī)鐘差是GPS接收機(jī)所使用的鐘的鐘面時(shí)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的差異。 2接收機(jī)天線相位中心偏差接收機(jī)天線相位中心偏差是 GPS接收機(jī)天線的標(biāo)稱相位中心與其真實(shí)的相 位中心之間的差異。3接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差

12、在進(jìn)行GPS定位時(shí)，定位結(jié)果還會(huì)受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影 響。四、其它1. 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。2. 數(shù)據(jù)處理軟件的影響數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果的影響。5. GPS測量中坐標(biāo)系統(tǒng)、坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過程引用：摘要：GPS在測量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，本文介紹將 GPS所采集到的WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成工程所需的坐標(biāo)的過程。關(guān)鍵詞：GPS坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換一、概述GPS及其應(yīng)用GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)是美國從本世紀(jì)70年始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1

13、994年全面建成的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)經(jīng)過二十多年的發(fā)展，已成為在航空、航天、軍事、交通運(yùn)輸、資源勘探、通信氣象等所有的領(lǐng)域中一種被廣泛采用的系統(tǒng)。我 國測繪部門使用GPS也近十年了，它最初主要用于高精度大地測量和控制測量， 建立各種類型和等級(jí)的測量控制網(wǎng)，現(xiàn)在它除了繼續(xù)在這些領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用 外還在測量領(lǐng)域的其它方面得到充分的應(yīng)用，如用于各種類型的工程測量、變形 觀測、航空攝影測量、海洋測量和地理信息系統(tǒng)中地理數(shù)據(jù)的采集等。GPS以測 量精度高；操作簡便，儀器體積小，便于攜帶；全天候操作;觀測點(diǎn)之間無須通視； 測量結(jié)果統(tǒng)一在 WGS84坐標(biāo)下，信息自動(dòng)接收、存儲(chǔ)

14、，減少繁瑣的中間處理環(huán) 節(jié)、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測繪工作者的信賴。二、GPS測量常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1. WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是目前GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標(biāo)系統(tǒng)的。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是 World GeodicalSystem-84（世界大地坐標(biāo)系-84），它是一個(gè)地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系 統(tǒng)由美國國防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時(shí)GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)MGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為GPS的所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原 點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向 BIH19

15、84.0的啟始子午面和赤道的交點(diǎn)，丫軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。采用橢 球參數(shù)為： a = 6378137m f =1/298.2572235632.1954年北京坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系是我國目前廣泛采用的大地測量坐標(biāo)系，是一種參心坐標(biāo)系統(tǒng)。該坐標(biāo)系源自于原蘇聯(lián)采用過的 1942年普爾科夫坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系采 用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球， 該橢球的參數(shù)為：a = 6378245m f =1/298.3. 我國地形圖上的平面坐標(biāo)位置都是以這個(gè)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)推算的。3. 地方坐標(biāo)系（任意獨(dú)立坐標(biāo)系）在我們測量過程中時(shí)常會(huì)遇到的如一些某城市坐標(biāo)系、某城建坐標(biāo)系、某港口坐標(biāo)系等，或我們自己為了測量方便

16、而臨時(shí)建立的獨(dú)立坐標(biāo)系。三、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換在工程應(yīng)用中使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)是 WGS-84坐標(biāo)系數(shù)據(jù)， 而目前我們測量成果普遍使用的是以 1954年北京坐標(biāo)系或是地方（任意）獨(dú)立坐 標(biāo)系為基礎(chǔ)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因此必須將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到BJ-54坐標(biāo)系或地方（任 意）獨(dú)立坐標(biāo)系。目前一般采用布爾莎公式（七參數(shù)法）完成WGS-84坐標(biāo)系到北京54坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換，得到北京54坐標(biāo)數(shù)據(jù)。XBJ54=XWGS84+KXWGS84+?x+YWGS84?Z/?-ZWGS84?r/?YBJ54=YWGS84+KYWGS84+?Y-XWGS84?7/?+zWGS84?/?ZBJ54=ZWGS84

17、+KZWGS84+? Z+XWGS84?Y/ ? -ZWGS84 ?/?四、坐標(biāo)系的變換同一坐標(biāo)系統(tǒng)下坐標(biāo)有多種不同的表現(xiàn)形式，一種形式實(shí)際上就是一種坐標(biāo) 系。如空間直角坐標(biāo)系（X，Y，Z）、大地坐標(biāo)系（B，L）、平面直角坐標(biāo)（x，y）等。 通過坐標(biāo)統(tǒng)的轉(zhuǎn)換我們得到了 BJ54坐標(biāo)系統(tǒng)下的空間直角坐標(biāo)，我們還須在 BJ54坐標(biāo)系統(tǒng)下再進(jìn)行各種坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，直至得到工程所需的坐標(biāo)。1. 將空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)系，得到大地坐標(biāo)（B, L）：L=arcta n（Y/X）B=arcta n（Z+Ne2si nB）/（X2+Y2）0.5H=（X2+Y2）0.5si nB-N用上式采用迭代法求出大

18、地坐標(biāo)（B, L）2. 將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成高斯坐標(biāo)系，得到高斯坐標(biāo) （x，y）按高斯投影的方法求得高斯坐標(biāo)，x=F1（B, L），y=F2（B，L）3. 將高斯坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成任意獨(dú)立坐標(biāo)系，得到獨(dú)立坐標(biāo)（x，y）在小范圍內(nèi)測量，我們可以將地面當(dāng)作平面，用簡單的旋轉(zhuǎn)、平移便可將高斯坐標(biāo)換成工程中所采用坐標(biāo)系的坐標(biāo)(x, y),x=xcos a+ysin ay=ycos a-xsin a五、小結(jié)由于GPS測量的種種優(yōu)點(diǎn)，GPS定位技術(shù)現(xiàn)已基本上取代了常規(guī)測量手段 成為了主要的技術(shù)手段，市面上出現(xiàn)了許多轉(zhuǎn)換軟件和不同型號(hào)的GPS數(shù)據(jù)處理配套軟件(包含了怎樣將GPS測量中所得到的 WGS-84轉(zhuǎn)換成工程

19、中所須坐標(biāo) 的功能)，萬變不離其宗，只要我們明白了 WGS-84轉(zhuǎn)換到獨(dú)立坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過 程，便可很容易的使用該軟件了，甚至可以自己編寫程序，將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)6. GPS高程測量一、高程系統(tǒng)1、高程系統(tǒng)(1) 大地高(Hg)(2) 正常高/正高(Hr/hg)2、大地高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。 某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通 過該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高， 大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè) 點(diǎn)，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。3、正咼系統(tǒng)正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某

20、點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過該 點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正高用符號(hào)hg表示。4、正常高系統(tǒng)正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通 過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正常高用Hr表示。5、高程系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系Hr=H-rHg=H-hg二、GPS測高方法1、等值線圖法從高程異常圖或大地水準(zhǔn)面差距圖分別查出各點(diǎn)的高程異?；虼蟮厮疁?zhǔn)面 差距，然后分別米用下面兩式可計(jì)算出正常高和正高。在采用等值線圖法確定點(diǎn)的正常高和正高時(shí)要注意以下幾個(gè)問題：(1) 注意等值線圖所適用的坐標(biāo)系統(tǒng)，在求解正常高或正高時(shí)，要采用相應(yīng) 坐標(biāo)系統(tǒng)的大地高數(shù)據(jù)。(2) 采用等值線圖

21、法確定正常高或正高，其結(jié)果的精度在很大程度上取決于 等值線圖的精度。2、大地水準(zhǔn)面模型法地球模型法本質(zhì)上是一種數(shù)字化的等值線圖，目前國際上較常采用的地球模型有0SU91A等。不過可惜的是這些模型均不適合于我國。3、擬合法(1) 基本原理所謂高程擬合法就是利用在范圍不大的區(qū)域中，高程異常具有一定的幾何相關(guān)性這一原理，采用數(shù)學(xué)方法，求解正高、正常高或高程異常(2) 注意事項(xiàng)-適用范圍上面介紹的高程擬合的方法，是一種純幾何的方法，因此，一般僅適用于高 程異常變化較為平緩的地區(qū)(如平原地區(qū))，其擬合的準(zhǔn)確度可達(dá)到一個(gè)分米以內(nèi)。 對(duì)于高程異常變化劇烈的地區(qū)(如山區(qū))，這種方法的準(zhǔn)確度有限，這主要是因?yàn)?

22、在這些地區(qū)，高程異常的已知點(diǎn)很難將高程異常的特征表示出來。-選擇合適的高程異常已知點(diǎn)所謂高程異常的已知點(diǎn)的高程異常值一般是通過水準(zhǔn)測量測定正常高、通過GPS測量測定大地高后獲得的。在實(shí)際工作中，一般采用在水準(zhǔn)點(diǎn)上布設(shè)GPS點(diǎn)或?qū)PS點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測的方法來實(shí)現(xiàn)，為了獲得好的擬合結(jié)果要求采用數(shù) 量盡量多的已知點(diǎn)，它們應(yīng)均勻分布，并且最好能夠?qū)⒄麄€(gè)GPS網(wǎng)包圍起來。-高程異常已知點(diǎn)的數(shù)量若要用零次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合時(shí)， 要確定1個(gè)參數(shù)，因此，需要1個(gè)以上 的已知點(diǎn)若要采用一次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合，要確定 3個(gè)參數(shù)，需要3個(gè)以上 的已知點(diǎn)若要采用二次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合，要確定 6個(gè)參數(shù)，則需要6個(gè)以

23、上的已知點(diǎn)。-分區(qū)擬合法若擬合區(qū)域較大，可采用分區(qū)擬合的方法，即將整個(gè) GPS網(wǎng)劃分為若干區(qū) 域,利用位于各個(gè)區(qū)域中的已知點(diǎn)分別擬合出該區(qū)域中的各點(diǎn)的高程異常值，從而確定出它們的正常高。下圖是一個(gè)分區(qū)擬合的示意圖，擬合分兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行， 以虛線為界，位于虛線上的已知點(diǎn)兩個(gè)區(qū)域都采用。7. RTK的工作原理和精度分析經(jīng)常有一些客戶會(huì)打電話給我詢問一些有關(guān) RTK的精度問題,根據(jù)我的總結(jié), 這些客戶對(duì)RTK的原理掌握不夠深刻，對(duì)一些能反映RTK精度的指標(biāo)也理解不透. 在此我對(duì)RTK的原理及精度簡要的闡述一下，希望能拋磚引玉，對(duì)大家有所幫助.RTK是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量，其工作原理可分為兩部分闡述。一、實(shí)時(shí)載

24、波相位差分我們知道，在利用GPS進(jìn)行定位時(shí)，會(huì)受到各種各樣因素的影響（見上節(jié)中 的GPS誤差源）,為了消除這些誤差源，必須使用兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)同步工作.GPS靜態(tài)測量的方法是各個(gè)接收機(jī)獨(dú)立觀測，然后用后處理軟件進(jìn)行差分解算。那么對(duì)于RTK測量來說，仍然是差分解算，只不過是實(shí)時(shí)的差分計(jì)算。也就是說，兩臺(tái)接收機(jī)（一臺(tái)基準(zhǔn)站，一臺(tái)流動(dòng)站）都在觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，同時(shí), 基準(zhǔn)站通過其發(fā)射電臺(tái)把所接收的載波相位信號(hào) （或載波相位差分改正信號(hào)）發(fā)射 出去;那么，流動(dòng)站在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)也通過其接收電臺(tái)接收基準(zhǔn)站的電臺(tái) 信號(hào);在這兩信號(hào)的基礎(chǔ)上，流動(dòng)站上的固化軟件就可以實(shí)現(xiàn)差分計(jì)算，從而精 確地定出基準(zhǔn)站

25、與流動(dòng)站的空間相對(duì)位置關(guān)系。在這一過程中，由于觀測條件、 信號(hào)源等的影響會(huì)有誤差，即為儀器標(biāo)定誤差，一般為平面1cm+1ppm，高程 2cm+1ppm.二、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換空間相對(duì)位置關(guān)系不是我們要的最終值，因此還有一步工作就是把空間相對(duì) 位置關(guān)系納入我們需要的坐標(biāo)系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標(biāo)而我們平 時(shí)用的則是北京54坐標(biāo)系或西安80坐標(biāo)系，所以要通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換把 GPS的觀測 成果變成我們需要的坐標(biāo)。這個(gè)工作有多種模型可以實(shí)現(xiàn)，我們的軟件采用的是 平面與高程分開轉(zhuǎn)換，平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用先將 GPS測得成果投影成平面坐標(biāo)， 再用已知控制點(diǎn)計(jì)算二維相似變換的四參數(shù)， 高程則采用平面擬合或二次曲

26、面擬 合模型，禾U用已知水準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算出該測區(qū)的待測點(diǎn)的高程異常，從而求出他們的高程。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換也會(huì)帶來誤差，該項(xiàng)誤差主要取決于已知點(diǎn)的精度和已知點(diǎn)的分布 情況。從上可以看出，RTK的測量精度包括兩個(gè)部分，其一是 GPS的測量誤差，其二是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。對(duì)于南方RTK設(shè)備來說，這兩項(xiàng)誤差都能夠反映， GPS的測量誤差在實(shí)時(shí) 測量時(shí)可以從手簿上的工程之星中看得到 （HRMS和VRMS）對(duì)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差 來說，又可能有兩個(gè)誤差源，一是投影帶來的誤差，二是已知點(diǎn)誤差的傳遞。當(dāng) 用三個(gè)以上的平面已知點(diǎn)進(jìn)行校正時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)換四參數(shù)的同時(shí)會(huì)給出轉(zhuǎn)換參數(shù)的 中誤差（北方向分量和東方向分量，必須通過控制點(diǎn)坐標(biāo)庫進(jìn)

27、行校正才能得到）。值 得注意的是，如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)中誤差比較大（比如，大于5cm）,而在采集點(diǎn) 時(shí)實(shí)時(shí)顯示的測量誤差在標(biāo)稱精度范圍之內(nèi)，貝冋以判定是已知點(diǎn)的問題（有可能找錯(cuò)點(diǎn)或輸錯(cuò)點(diǎn)），有可能已知點(diǎn)的精度不夠，也有可能已知點(diǎn)的分布不均勻。 當(dāng)平面已知點(diǎn)只有兩個(gè)時(shí)，則只能滿足計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換四參數(shù)的必要條件，無多余條件，也就不能給出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度評(píng)定，此時(shí)，可以從查看四參數(shù)中的尺度比？ 來檢驗(yàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度，該值理想值為 1，如果發(fā)現(xiàn)？偏離1較多（比如：|?-1| 三1/40000，超出了工程精度），則在保證GPS測量精度滿足要求的情況下，可判 定已知點(diǎn)有問題。總結(jié)得到：為了保證RTK的高精度,

28、最好有三個(gè)以上平面坐標(biāo)已知點(diǎn)進(jìn)行校正，而且點(diǎn) 精度要均等，并要均勻分布于測區(qū)周圍，要利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中誤差對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精 度進(jìn)行評(píng)定如果利用兩點(diǎn)校正，一定要注意尺度比是否接近于1。8. RTK測量注意事項(xiàng)一.參考站要求參考站的點(diǎn)位選擇必須嚴(yán)格。因?yàn)閰⒖颊窘邮諜C(jī)每次衛(wèi)星信號(hào)失鎖將會(huì)影響 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有流動(dòng)站的正常工作。1周圍應(yīng)視野開闊，截止高度角應(yīng)超過15度，周圍無信號(hào)反射物（大面積水域、大型建筑物等），以減少多路徑干擾。并要盡量避開交通要道、過往行人的 干擾。2. 參考站應(yīng)盡量設(shè)置于相對(duì)制高點(diǎn)上，以方便播發(fā)差分改正信號(hào)。3. 參考站要遠(yuǎn)離微波塔、通信塔等大型電磁發(fā)射源 200米外，要遠(yuǎn)離高壓輸 電線路

29、、通訊線路50米外。4. RTK作業(yè)期間，參考站不允許移動(dòng)或關(guān)機(jī)又重新啟動(dòng)，若重啟動(dòng)后必須重 新校正。5. 參考站連結(jié)必須正確，注意虛電池的正負(fù)極（紅正黑負(fù)）.6. 參考站主機(jī)開機(jī)后，需等到差分信號(hào)正常發(fā)射方可離開參考站，S82表現(xiàn) 為DL指示燈每5秒鐘快閃2次.S86表現(xiàn)為RX指示燈每5秒鐘快閃2次.二流動(dòng)站要求1. 在RTK作業(yè)前，應(yīng)首先檢查儀器內(nèi)存容量能否滿足工作需要， 并備足電源。2. 在打開工程之星之后，首先要確保手簿與主機(jī)藍(lán)牙連通。3為了保證RTK的高精度,最好有三個(gè)以上平面坐標(biāo)已知點(diǎn)進(jìn)行校正，而且 點(diǎn)精度要均等，并要均勻分布于測區(qū)周圍，要利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中誤差對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的 精度進(jìn)行評(píng)

30、定如果利用兩點(diǎn)校正，一定要注意尺度比是否接近于1.4由于流動(dòng)站一般采用缺省2m流動(dòng)桿作業(yè)，當(dāng)高度不同時(shí)，應(yīng)修正此值。5.在信號(hào)受影響的點(diǎn)位，為提高效率，可將儀器移到開闊處或升高天線， 待數(shù)據(jù)鏈鎖定達(dá)到固定后，再小心無傾斜地移回待定點(diǎn)或放低天線， 一般可以初 始化成功。（轉(zhuǎn)自南方測繪濟(jì)南分公司博客）第二部分 靜態(tài)GPS控制測量使用技術(shù)方法1控制點(diǎn)的布設(shè)為了達(dá)到GPS測量高精度、高效益的目的，減少不必要的耗費(fèi)，在測量中遵循這樣的 原則：在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地提高效率、降低成本。所以對(duì)GPS測量各階段的工作， 都要精心設(shè)計(jì)，精心組織和實(shí)施。建議用戶在測量實(shí)施前，對(duì)整個(gè)GPS測量工作進(jìn)行合理的總

31、體設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)，是指對(duì) GPS網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是：確定精度指標(biāo)，網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)，網(wǎng) 中基線邊長度的確定及 網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中用戶可以參照有關(guān)規(guī)范靈活地處理，下面 將結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的一些資料對(duì) GPS測量的總體設(shè)計(jì)簡單地介紹一下。1、確定精度標(biāo)準(zhǔn)在GPS網(wǎng)總體設(shè)計(jì)中，精度指標(biāo)是比較重要的參數(shù)，它的數(shù)值將直接影響GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測數(shù)據(jù)的處理以及作業(yè)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，用戶可根據(jù)所作控制的實(shí)際需要和可能， 合理地制定。既不能制定過低而影響網(wǎng)的精度，也不必要盲目追求過高的精度造成不必要的支出。2、選點(diǎn)選點(diǎn)即觀測站位置的選擇。在GPS測量中并不要求觀測站之間相互通視，網(wǎng)的圖形選擇

32、也比較靈活，因此選點(diǎn)比經(jīng)典控制測量簡便得多。但為了保證觀測工作的順利進(jìn)行和可靠地保持測量結(jié)果，用戶注意使觀測站位置具有以下的條件： 確保GPS接收機(jī)上方的天空開闊GPS測量主要利用接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)，而且接收機(jī)上空越開闊，則觀測到的衛(wèi)星數(shù)目越多。一般應(yīng)該保證接收機(jī)所在平面15以上的范圍內(nèi)沒有建筑物或者大樹的遮擋。圖5-1高度截止角 周圍沒有反射面，如大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ɑ蛭眨?qiáng)烈的物體（如玻 璃墻，樹木等），不致引起多路徑效應(yīng)。 遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場的干擾。GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星廣播的微波信號(hào)，微波信號(hào)都會(huì)受到電磁場的影響而產(chǎn)生噪聲，降低信噪比，影響觀測成果。所以GPS控制點(diǎn)最好離開高

33、壓線、微波站或者產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的場所。鄰近不應(yīng)有強(qiáng)電磁輻射源，如無線電臺(tái)、電視發(fā)射天線、高壓輸電線等，以免干擾 GPS衛(wèi)星信號(hào)。通常，在測站周圍約200m的范圍內(nèi)不能有大功率無線電發(fā)射源（如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等）；在 50m 內(nèi)不能有高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳遞通道。 觀測站最好選在交通便利的地方以利于其它測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展； 地面基礎(chǔ)穩(wěn)固，易于點(diǎn)的保存。注意：用戶如果在樹木、覘標(biāo)等對(duì)電磁波傳播影響較大的物體下設(shè)觀測站，當(dāng)接收機(jī)工作時(shí)，接收的衛(wèi)星信號(hào)將產(chǎn)生畸變，這樣即使采集時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)，如觀測衛(wèi)星數(shù)、DOP值等都較好，但觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量很差。建議用戶可根據(jù)需要在 GPS點(diǎn)大約300米附近建立與其

34、通視的方位點(diǎn)，以便在必要時(shí) 采用常規(guī)經(jīng)典的測量方法進(jìn)行聯(lián)測。在點(diǎn)位選好后，在對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行編號(hào)時(shí)必須注意點(diǎn)位編號(hào)的合理性，在野外采集時(shí)輸入的觀測站名由四個(gè)任意輸入的字符組成，為了在測后處理時(shí)方便及準(zhǔn)確，必須不使點(diǎn)號(hào)重復(fù)。 建議用戶在編號(hào)時(shí)盡量采用阿拉伯?dāng)?shù)字按順序編號(hào)。3、基線長度GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào)量測可達(dá)毫米級(jí)的精度。但是，由于衛(wèi)星信號(hào)在大氣傳播時(shí)不可避免地受到大氣層中電離層及對(duì)流層的擾動(dòng)，導(dǎo)致觀測精度的降低。因此在使用GP接收機(jī)測量時(shí)，通常采用差分的形式， 用兩臺(tái)接收機(jī)來對(duì)一條基線進(jìn)行同步觀測。在同步觀測同一組衛(wèi)星時(shí)，大氣層對(duì)觀測的影響大部分都被抵消了。基線越短，抵消的程度越顯著， 因

35、為這時(shí)衛(wèi)星信號(hào)通過大氣層到達(dá)兩臺(tái)接收機(jī)的路徑幾乎相同。同時(shí)，當(dāng)基線越長時(shí)，起算點(diǎn)的精度對(duì)基線的精度的影響也越大。起算點(diǎn)的精度常常影響基線的正常求解。因此，建議用戶在設(shè)計(jì)基線邊時(shí)，應(yīng)兼顧基線邊的長度。通常，對(duì)于單頻接收機(jī)而言， 基線邊應(yīng)以20公里范圍以內(nèi)為宜。基線邊過長，一方面觀測時(shí)間勢必增加，另一方面由于 距離增大而導(dǎo)致電離層的影響有所增強(qiáng)。4、提高GPS網(wǎng)可靠性的方法可以通過下面的一些方法提高 GPS網(wǎng)的可靠性：1、增加獨(dú)立基線數(shù)在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，適當(dāng)增加觀測時(shí)段數(shù)， 對(duì)于提高GPS網(wǎng)的可靠性非常有效。 因?yàn)殡S 著觀測時(shí)段數(shù)的增加，所測得的獨(dú)立基線數(shù)就會(huì)增加，而獨(dú)立基線數(shù)的增加對(duì)網(wǎng)的可靠性的

36、 提高是非常有效的。2、保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)，可確保GPS網(wǎng)的可靠性。一方面，通過在同一測站上的多次觀測，可有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)站、對(duì)中、整平、量測天線高等人為錯(cuò)誤；另一方面，重復(fù)設(shè)站次 數(shù)的增加，也意味著觀測期數(shù)的增加。不過需要注意的是，當(dāng)同一臺(tái)接收機(jī)在同一測站上連 續(xù)進(jìn)行多個(gè)時(shí)段的觀測時(shí)，各個(gè)時(shí)段間必須重新安置儀器，以更好地消除各種人為操作誤差和錯(cuò)誤。3、保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連。保證每個(gè)測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連，這樣可以使得測站具有較高的可靠性， 在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，各個(gè)點(diǎn)的可靠性與點(diǎn)位無直接關(guān)系，而與該點(diǎn)上所連接的基線數(shù)有關(guān)， 點(diǎn)上所連接的基線數(shù)越

37、多點(diǎn)的可靠性則越高。4、 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)，檢查GPS觀測值基線向量質(zhì)量的最佳方法是異步環(huán)閉合差。而隨著組成異步環(huán)的基線向量數(shù)的增加， 其檢驗(yàn)質(zhì)量的能力將逐漸下降， 因此，要控制最小異步環(huán) 的邊數(shù)。所謂最小異步閉合環(huán)，即構(gòu)成閉合環(huán)的基線邊是異步的，且邊數(shù)又是最少的。5、提高GPS網(wǎng)精度的方法可以通過下列方法提高 GPS網(wǎng)的精度：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，以獲得它們間的直接觀測基線；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

38、步環(huán)的邊數(shù)不大于6條；若要采用高程擬合的方法測定網(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，可采用增設(shè)長時(shí)間、多時(shí)段的基線向量。6、布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)起算點(diǎn)的選取與分布若要求所布設(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35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。要避免所有的起算點(diǎn)分

39、布在網(wǎng)中一側(cè)的情況或連成一線的情況。2 GPS基線解算1基線解算的步驟基線解算的過程，實(shí)際上主要是一個(gè)利用最小二乘法進(jìn)行平差的過程。平差所采用的觀測值主要是雙差觀測值。 在基線解算時(shí)，平差要分五個(gè)階段進(jìn)行。 第一階段，根據(jù)三差觀測 值，求得基線向量的初值。第二階段，根據(jù)初值及雙差觀測值進(jìn)行周跳修復(fù)。第三階段進(jìn)行 雙差浮點(diǎn)解算，解算出整周未知數(shù)參數(shù)和基線向量的實(shí)數(shù)解。第四階段將整周未知數(shù)固定成整數(shù)，即整周模糊度固定。在第五階段，將確定了的整周未知數(shù)作為已知值，僅將待定的測站坐標(biāo)作為未知參數(shù)，再次進(jìn)行平差解算，解求出基線向量的最終解-整數(shù)解。2 重復(fù)基線的檢查同一基線邊觀測了多個(gè)時(shí)段得到的多個(gè)基線

40、邊稱為重復(fù)基線邊。對(duì)于不同觀測時(shí)段的基線邊的互差，其差值應(yīng)小于相應(yīng)級(jí)別規(guī)定精度的倍。而其中任一時(shí)段的結(jié)果與各時(shí)段平均值之差不能超過相應(yīng)級(jí)別的規(guī)定精度。我們?cè)谶M(jìn)行基線處理時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到重復(fù)基線檢查不合格的情況。而造成這種情況的主 要有以下幾種情況：1、在架設(shè)儀器時(shí)由于對(duì)中整平的誤差造成（該種情況一般對(duì)短基線影 響很大），處理該種情況時(shí)需要在出外業(yè)前對(duì)基座進(jìn)行檢查并且進(jìn)行外業(yè)觀測架設(shè)儀器時(shí)嚴(yán) 格對(duì)中整平。2、由于點(diǎn)號(hào)及儀器高輸錯(cuò)、或外業(yè)記錄時(shí)出錯(cuò)造成（這種情況最為普遍，并 且由于該種情況還會(huì)造成異步環(huán)搜索時(shí)異步環(huán)不閉合），一般來說在軟件上比較好檢查出出錯(cuò)的觀測點(diǎn)，例如我們可以在軟件上查看觀測數(shù)據(jù)通過

41、觀測數(shù)據(jù)的初始經(jīng)緯度來判定點(diǎn)號(hào)是 否出錯(cuò)。在搜索異步環(huán)時(shí)往往超限數(shù)據(jù)非常大。對(duì)于這種情況的處理一定要嚴(yán)格外業(yè)觀測手簿的記錄。3閉合環(huán)搜索在GPS測量中，為了檢驗(yàn) GPS野外實(shí)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，往往需要計(jì)算GPS網(wǎng)中同步環(huán)或異步環(huán)閉合差。為了使精度評(píng)估更準(zhǔn)確，往往需要?jiǎng)h除一些重復(fù)基線，通常的軟件都要求手工輸入，若 網(wǎng)較復(fù)雜，則工作量就非常龐大，而且錯(cuò)誤、遺漏也就難以避免。實(shí)際上，在軟件中，可以 結(jié)合圖論的有關(guān)知識(shí)，采用深度優(yōu)先搜索的方法搜索整個(gè)GPS網(wǎng)中的最小獨(dú)立閉合環(huán)、最小獨(dú)立異步閉合環(huán)、最小獨(dú)立同步閉合環(huán)以及手工選定環(huán)路和重復(fù)基線。所謂最小獨(dú)立閉合環(huán)，具有以下幾方面的含義：閉合環(huán)必須是最小的，即

42、邊數(shù)是最少的；閉合環(huán)必須是獨(dú)立的。4 GPS基線向量網(wǎng)平差在一般情況下，多個(gè)同步觀測站之間的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)基線向量解算后，用戶所獲得的結(jié)果一般是觀測站之間的基線向量及其方差與協(xié)方差。再者，在某一區(qū)域的測量工作中，用戶可能投入的接收機(jī)數(shù)總是有限的，所以，當(dāng)布設(shè)的GPS網(wǎng)點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，則需在不同的時(shí)段，按照預(yù)先的作業(yè)計(jì)劃，多次進(jìn)行觀測。而GPS解算不可避免地會(huì)帶來誤差、粗差以及不合格解。在這種情況下，為了提高定位結(jié)果的可靠性，通常需將不同時(shí)段觀測的基線向量連接 成網(wǎng)，并通過觀測量的整體平差，以提高定位結(jié)果的精度。這樣構(gòu)成的GPS網(wǎng)，將含有許多閉合條件，整體平差的目的，在于清除這些閉合條件的不符值，并建

43、立網(wǎng)的基準(zhǔn)。另外，不管是靜態(tài)解算還是動(dòng)態(tài)解算，都是在WGS-84坐標(biāo)系下進(jìn)行的，而已有的經(jīng)典地面控制網(wǎng)規(guī)模大，資料豐富；或者，用戶只進(jìn)行小范圍的測量，需要的僅僅是局部平面坐標(biāo)；加之，GPS單點(diǎn)定位的坐標(biāo)精度較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高精度測量的要求。而且，通常 用戶需要的是國家坐標(biāo)系下的大地坐標(biāo)（或投影坐標(biāo)）或地方坐標(biāo)系下的投影坐標(biāo)，高程坐標(biāo)也不再是大地高（橢球高），而是水準(zhǔn)高（正高）。有時(shí)還需要通過高精度GPS網(wǎng)與經(jīng)典地面網(wǎng)的聯(lián)合處理， 加強(qiáng)和改善經(jīng)典地面網(wǎng)， 以滿足用戶的需要。 這樣就需要將 WGS-84 之間的坐標(biāo)增量轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)中去，從而得到用戶所需要的坐標(biāo)。 由于坐標(biāo)系之間的系統(tǒng)參數(shù)不一樣

44、以及水準(zhǔn)異常等原因，這種轉(zhuǎn)換理所當(dāng)然地會(huì)帶來誤差。根據(jù)平差所進(jìn)行的坐標(biāo)空間，可將GPS網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差。根據(jù)平差時(shí)所采用的觀測值和起算數(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。所謂三維平差是指平差在空間三維坐標(biāo)系中進(jìn)行。觀測值為三維空間中的觀測值，解算出的結(jié)果為點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。GPS網(wǎng)的三維平差，一般在三維空間直角坐標(biāo)系或三維空間大地坐標(biāo)系下進(jìn)行。所謂二維平差，是指平差在二維平面坐標(biāo)系下進(jìn)行，觀測值為二維觀測值，解算出的結(jié)果為點(diǎn)的二維平面坐標(biāo)。所謂無約束平差，指的是在平差時(shí)不引入會(huì)造成GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測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

45、平差，一般是在平差時(shí)沒有起算數(shù)據(jù)或沒有多余的起算數(shù)據(jù)。所謂約束平差，指的是平差時(shí)所采用的觀測值完全是GPS基線向量，而且，在平差時(shí)引入了使得 GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。GPS網(wǎng)的聯(lián)合平差，指的是平差時(shí)所采用的觀測值除了GPS觀測值以外，還采用了地面常規(guī)觀測值，這些地面常規(guī)觀測值包括邊長、方向、角度等觀測值等。3常遇問題的解決辦法1.如何處理不合格基線通過設(shè)置衛(wèi)星高度角、采樣間隔、有效歷元等參數(shù)可以對(duì)基線進(jìn)行優(yōu)化。1衛(wèi)星高度截止角衛(wèi)星高度角的截取對(duì)于數(shù)據(jù)觀測和基線處理都非常重要，觀測較低仰角的衛(wèi)星有時(shí)會(huì)因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度太弱、 信噪比較低而導(dǎo)致信號(hào)失鎖， 或者信號(hào)在傳輸路徑上受到較大的大氣 折射影響而導(dǎo)致整周模糊度搜索的失敗。但選擇較大的衛(wèi)星高度角可能出現(xiàn)觀測衛(wèi)星數(shù)的不足或衛(wèi)星圖形強(qiáng)度欠佳，因此同樣不能解算出最佳基線。一般情況下處理基線中高度截止角默認(rèn)設(shè)置為20度。如果同步觀測衛(wèi)星數(shù)太少或者同步觀測時(shí)間不足，對(duì)于短基線來說，可以適當(dāng)降低高度角后重新試算，這樣可能會(huì)獲得滿足要求的基線結(jié)果，此時(shí)應(yīng)注意，要求測站的數(shù)據(jù)要穩(wěn)定， 且環(huán)視條件要好，解算后的基線應(yīng)進(jìn)行外部檢核