GPS數(shù)據(jù)處理復(fù)習(xí)

1、2011 -2012第一學(xué)期GPS數(shù)據(jù)處理復(fù)習(xí)題一、名詞解釋1、數(shù)據(jù)分流從原始記錄中，通過解碼將各項數(shù)據(jù)分類整理，剔除無效觀測值和冗余信息，形成各種數(shù)據(jù)文件，如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等。2、數(shù)據(jù)刪除率在基線解算時，如果觀測值的改正數(shù)大于某一個閾值時，則認(rèn)為該觀測值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測值的數(shù)量與觀測值的總數(shù)的比值，就是所謂的數(shù)據(jù)刪除率。3、三維無約束平差平差在地心系下進(jìn)行，平差時不引入使得 GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部約束條件<4、RATIO 定義RATIO = RMS 加卜/RMS 最，卜顯然，RATIO >i.O 實質(zhì)反映了所確定出的整周未知

2、數(shù)參數(shù)的可靠性，這一指標(biāo)取決于多種因素，既與觀測值的質(zhì)量有關(guān)，也與觀測條件的好壞有關(guān)。5、重復(fù)基線不同觀測時段，對同一條基線的觀測結(jié)果，就是所謂重復(fù)基線。這些觀測結(jié)果之間的差異，就是重復(fù)基線較差。6、異步環(huán)閉合差由相互獨(dú)立的基線所組成的閉合環(huán)的閉合差。7、同步環(huán)閉合差由同步觀測基線所組成的閉合環(huán)的閉合差。(0)的平方根，即8、RDOP所謂RDOP值指的是在基線解算時待定參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣的跡力基線位置RDOP = (tr(QS)V2RDOP 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( 即觀測條件 ) 有關(guān)，當(dāng)確定后， RDOP 值就只與觀測條件有關(guān)了，而觀測條件又是時間的函數(shù)，因此，實

3、9、雙差固定解10、數(shù)據(jù)傳輸將GPS接收機(jī)記錄的觀測數(shù)據(jù)，傳輸?shù)接嬎銠C(jī)磁盤上，以備處理和保存。11、觀測值的 RMS 定義即均方根誤差（Root Mean Square）,即:其中： V為觀測值的殘差；P為觀測值的權(quán)；n為觀測值的總數(shù)。 實質(zhì)灰MS|表明了觀測值的質(zhì)量,觀測值質(zhì)量越好，越小，反之，觀測值質(zhì)量越差，則越大，它不受觀測條件（觀測期間衛(wèi)星分布圖形）的好壞的影響。依照數(shù)理統(tǒng)計的理論觀測值誤差落在1. 96倍RMS的范圍內(nèi)的概率是 95%o12、wh022931.02owh022931.02o是一種RINEX格式命名規(guī)則:-命名規(guī)則：8+3文件名-例：wh022931. 02o, wh0

4、22293. 02n ;ssssdddf.wt丿字符測站名|一年積日天內(nèi)的文件序 號（時段號）. 若為乩則表示文 件包含當(dāng)天的所 肓觀測數(shù)碾兩位年號»9R： 199R00：21HH)H： 2011文件類型。0：觀測值N :星歷M :氣象數(shù)據(jù)G : GLONASS星歷H：同步衛(wèi)星GPS載 荷的導(dǎo)航電文13、正常咼 正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面(quasi-geoid)為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。 某點的正常高是該點到通過該點的正常重力線與似大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離。 用符號H y表示。14、GPS組合觀測值?組合觀測值的一般形式弘”二 ？01+輕215、衛(wèi)星軌道的標(biāo)準(zhǔn)化為了統(tǒng)一不同來源衛(wèi)星軌道信

5、息的表達(dá)方式，和平滑GPS衛(wèi)星每小時更新一次的軌道參數(shù)，一般采用多項式擬合法，使觀測時段的衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化，以簡化計算工作，提高定位精度。16、igsll065. sp3(. Z)igsll065. s p3 (. Z)是一種 SP3 格式孑定義：一種精密星歷格式，IGS精密星歷采用此格式?存儲方式： ASCII?內(nèi)容：精密星歷(每隔15分鐘給岀1個衛(wèi)星的位置，有時還給岀衛(wèi)星的速度)孑特點：提供精密星歷?命名規(guī)則：_8+3文件名精密星歷的- 類型GPS周-例：igsll065. sp3 (. Z), igrll065. sp3 (. Z)總為星期0=星期日16二星期一星期六17,高程界常似大地水

6、準(zhǔn)面與參考橢球面之間的高差。18、 GPS 水準(zhǔn)高程。采用GPS測量的手段，測定正高 (正常高)二、簡答題1、影響基線解算結(jié)果因素有哪些？?(1)基線解算時所設(shè)定的起點坐標(biāo)不準(zhǔn)確：- 影響方式：導(dǎo)致基線向量發(fā)生偏差- 影響程度：?(2)少數(shù)衛(wèi)星的觀測時間太短：- 影響方式：導(dǎo)致與該衛(wèi)星有關(guān)的整周未知數(shù)固定困難- 影響程度：對于基線解算來講，對于參與計算的衛(wèi)星，如果與其相關(guān)的整周未知數(shù)沒有準(zhǔn)確確定的話，就將嚴(yán)重影響整個基線解算結(jié)果的質(zhì)量?(3)在整個觀測時段中，有個別衛(wèi)星或個別時間段周跳太多，致使周跳修復(fù)不完善：- 影響方式：導(dǎo)致整周未知數(shù)固定困難- 影響程度：嚴(yán)重影響基線向量的質(zhì)量?(4)在觀

7、測時段內(nèi)，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測值的改正數(shù)普遍較大：- 影響方式：導(dǎo)致基線向量質(zhì)量下降，嚴(yán)重時導(dǎo)致整周未知數(shù)固定困難- 影響程度： 隨多路徑效應(yīng)的嚴(yán)重程度，對基線向量質(zhì)量的影響程度有所不同 多路徑效應(yīng)對基線向量的水平方向影響較大? 對流層折射影響或電離層折射影響較大：- 影響方式：導(dǎo)致基線向量質(zhì)量下降，嚴(yán)重時導(dǎo)致整周未知數(shù)固定困難- 影響程度： 隨大氣折射影響的嚴(yán)重程度，對基線向量質(zhì)量的影響程度有所不同 大氣折射影響對基線向量的垂直方向影響較大?其它因素： 衛(wèi)星軌道誤差較大 數(shù)學(xué)模型問題：地球潮汐、地球自轉(zhuǎn)、衛(wèi)星姿態(tài)及天線相位中心問題等2、不同頻率載波的組合觀測值有哪幾種？?寬巷組合觀測值

8、(Wide-lane)；?窄巷組合觀測值 (Narrow-lane)?無電離層影響組合觀測值(Iono-free)；?與幾何位置無關(guān)的組合觀測值(Geometry-free)? (5)Melbourne -Wiibbena 組合觀測值。3、簡述GPS數(shù)據(jù)本機(jī)格式的存儲方式和特點。(1) 定義：接收機(jī)存儲數(shù)據(jù)的格式存儲方式：二進(jìn)制內(nèi)容：觀測值、廣播星歷、電離層信息、氣象元素 特點:不同廠家的接收機(jī)具有不同的本機(jī)格式 與接收機(jī)配套的數(shù)據(jù)處理軟件(隨機(jī)軟件/商用軟件)一般可以直接讀取自身本機(jī)格式的數(shù)據(jù)，而不能讀取其它廠家的本機(jī)格式的數(shù)據(jù) 不利于多種型號的接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)(1Rcox)0cos COx0

9、、COS CDysin CDy()0 0S ?，d為旋轉(zhuǎn)參數(shù)，sin COx ;R(G) y)cos coy sin coxcos 0z sin coz一 sirPcOz cos cozb0、sin coy0COS C0Y 丿 XO, Ayo, Az。為平移參數(shù)，加為尺度參數(shù)S” S分別為A, B兩個坐標(biāo)系中的單位長度。故，該法又被稱為七參數(shù)法。如果 cox , coy, coz都是小角度，貝 sin co co, cos co 1cd y1,則有:5(DyXBYbZb-+AZa+ Kx轉(zhuǎn)換公式也可表示為COyYC07；其中K =X AyayaZa%Zb_=AZ0+ (1 +coz) ? R(

10、G) Y )?R(G)X )乙=AZ)+ (1 + m)R(a)Z- m4、請寫出布爾沙模型一七參數(shù)法。其中:5、簡述寬巷組合觀測值的表達(dá)式及特點wide-lane =/u -九 2=34782MHZ(1)形式：(n=l, m=-l)特點：Awde 如 e=8619:mJ wide-la ne模糊度保持整數(shù)特性波長較長，模糊度容易確定Awide-la ne =血叫2測距精度略低Awide-lane4九 2-九 1= A應(yīng)用：Ar Az fn-fifix'f 12在動態(tài)定位時，通常用此觀測值opwicMane=1219Cm 0( p輔助確定Iono-free組合觀測值的模糊度6、簡述GP

11、S數(shù)據(jù)RINEX格式的存儲方式和特點。?(1)定義：與接收機(jī)無關(guān)的數(shù)據(jù)交換格式? 存儲方式：ASCII?(3)內(nèi)容：觀測值、星歷(導(dǎo)航信息)、氣象數(shù)據(jù)?( 4)特點：-通用性強(qiáng)，已成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)-利于多種型號的接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)-大多數(shù)軟件能夠處理7、基線選取方法選取獨(dú)立基線；選取基線應(yīng)構(gòu)成閉合圖形；選取合格基線；盡量選取短基線8、GPS觀測值根據(jù)(主要)觀測值類型分類?基線解算的類型根據(jù)(主要)觀測值類型分類： L1解：L1載波相位 L2解：L2載波相位 寬巷(Wide-lane)解：寬巷組合觀測值 窄巷(Narrow-lane)解：窄巷組合觀測值 無電離層影響(Io no-free)解：無對

12、流層影響(Io no-free)組合觀測值GPS載波相位觀測值(主要)：原始觀測值；差分觀測值；不同頻率的組合觀測值GPS偽距觀測值(輔助)9、簡述窄巷組合觀測值(Narrow-lane )的形式、特點和應(yīng)用形式.Apnarrow-lane ? ? + 0Z2九心皿”嚴(yán)心+九 2 = 2803.02MHz特點： 模糊度保持整數(shù)特性 波長短，模糊度較難確定 測距精度高5 arrow-la ne一f=10.70cmJ n arrow lanenarrow lane -=Nlidt n arrow laneA九2 +九1Al ?九2 _Al + /L2應(yīng)用：narrow-lane = 15.1CHL

13、C70* 輔助確定 Iono-free 組合觀測值的模糊度10、影響高程擬合精度的因素（ 1） 擬合區(qū)域內(nèi)的大地水準(zhǔn)面起伏：山區(qū)的起伏大于平原地區(qū)（2）水準(zhǔn)點的數(shù)量與分布：數(shù)量多、分布均勻、包圍擬合區(qū)域則有利于擬合（3）大地高、正常高的精度（ 4）擬合的方法11、GPS 網(wǎng)平差的內(nèi)涵（1）觀測值：- 基線向量及其精度和誤差相關(guān)信息（參見基線向量解）（2）結(jié)果：- 待定點的坐標(biāo)-其它待定參數(shù)：尺度、旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動速度-各類精度指標(biāo)：基線向量標(biāo)準(zhǔn)差，參數(shù)的精度及誤差相關(guān)性，點位誤差（橢圓）（絕對），基線誤差（橢圓）（相對）（3）作用：- 發(fā)現(xiàn)剔除粗差-確定待定點坐標(biāo)及其它參數(shù)（在指定基準(zhǔn)下）- 精度評

14、定12、簡述多路徑效應(yīng)影響13、簡述對流層折射影響或電離層折射影響14、GPS 網(wǎng)三維約束平差的方法? （D 目的： 獲取 GPS 網(wǎng)點在指定坐標(biāo)系（參心系）下的坐標(biāo) 評定 GPS 網(wǎng)的外符合精度（2） 方法 :坐標(biāo)心坐標(biāo)- 方法一：利用已知參心坐標(biāo)計算參心系到地心系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將已知的參心轉(zhuǎn)換到地心坐標(biāo)系下，在地心系下進(jìn)行平差，然后將平差結(jié)果轉(zhuǎn)換到參 系- 方法二：建立統(tǒng)一模型，直接在參心系下進(jìn)行平差15、簡述觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理的基本內(nèi)容（1） 數(shù)據(jù)傳輸(2) 數(shù)據(jù)分流。 ( 以上為數(shù)據(jù)的粗加工，稱為預(yù)處理的準(zhǔn)備工作(3) 觀測數(shù)據(jù)的平滑、濾波。剔除粗差并進(jìn)一步剔除無效觀測值。(4) 統(tǒng)一數(shù)據(jù)文

15、件格式。將不同類型接收機(jī)的數(shù)據(jù)記錄格式、項目和采樣間隔，統(tǒng)一 標(biāo)準(zhǔn)化的文件格式，以便統(tǒng)一處理。(5) 衛(wèi)星軌道的標(biāo)準(zhǔn)化。(6) 探測周跳、修復(fù)載波相位觀測值。(7) 對觀測值進(jìn)行各項必要的改正。 ( 以上均由軟件自動處理 )三、問答題1、影響基線解算結(jié)果因素的判別及應(yīng)對措施A 影響基線解算結(jié)果因素的判別? (1) 基線起點坐標(biāo)不準(zhǔn)確的判別：- 難以判別? (2) 衛(wèi)星觀測時間短的判別- 查看觀測數(shù)據(jù)記錄文件中有關(guān)對與每個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)的數(shù)量- 衛(wèi)星可見性圖? (3) 周跳太多的判別：修復(fù)的殘- 從基線解算后所獲得的觀測值殘差來分析，某測站對某衛(wèi)星的觀測值中含未 的周跳時，與此相關(guān)的所有殘差都會

16、出現(xiàn)顯著的整數(shù)倍的增大。?多路徑效應(yīng)、對流層或電離層折射影響過大的判別：- 同周跳太多的判別-殘差會岀現(xiàn)非整數(shù)倍的增大，一般不超過1周，但明顯大于正常觀測值差。B 應(yīng)對措施?( 1 )基線起點坐標(biāo)不準(zhǔn)確的應(yīng)對方法：- 提高起點坐標(biāo)精度孑衛(wèi)星觀測時間短的應(yīng)對方法-刪除該衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，不讓它們參加基線解算孑周跳太多的應(yīng)對方法-多顆衛(wèi)星在相同的時間段內(nèi)經(jīng)常發(fā)生周跳，刪除周跳嚴(yán)重的時間段-個別衛(wèi)星經(jīng)常發(fā)生周跳，刪除該衛(wèi)星發(fā)生周跳的觀測值?多路徑效應(yīng)嚴(yán)重、對流層或電離層折射影響過大的應(yīng)對方法 多路徑效應(yīng)嚴(yán)重：-刪除多路徑效應(yīng)嚴(yán)重的時間段或衛(wèi)星 對流層或電離層折射影響過大：-提高截止高度角（具有盲目性）-模型改正橢球高。是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。用表示。 某點的正高是基準(zhǔn)面（大地水準(zhǔn)面）到該點的距離，量測沿它們之間每個等位面的垂線進(jìn)彳丁。是以地球不規(guī)則的大地水準(zhǔn)面（geoid）為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。日g 某點的正常高是該點到通過該點的正常重力線與似大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離。正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面（quasi-geoid ）為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。3、結(jié)合物理大地測量手段確定點的正常高的步驟。這里所確定出的高程異?（