GPS数据处理

《GPS数据处理》课程总结报告

班级：地101

学号：21

姓名：常悦

成绩：

北京建筑工程学院.测绘与城市空间信息学院

二零一三年. 五月

1.GPS数据采集的基本作业流程

2.GPS数据处理涉及的计算公式

基线向量解：

3.GPS数据处理的质量检验方法与公式

基线向量的改正数。

根据基线向量的改正数的大小，可以判断出基线向量中是否含有粗差。具体判定依据，若：

，则认为基线向量中不含有粗差；反之，则含有粗差。邻点的中误差和相对中误差。

若在进行质量评定时，发现有质量问题，需要根据具体情况进行处理，如果发现构成GPS 网的基线中含有粗差，则需要采用删除含有粗差的基线、重新对含有粗差的基线进行解算或重测含有粗差的基线等方法加以解决；如果发现个别起算数据有质量问题，则应该放弃有质量问题的起算数据

公式：

4.GPS数据处理的基本流程

基本流程：

1、数据预处理

与外业记录对照，修改观测文件中的一些参数：

（1）检查外业观测数据

（2）点名的编辑

（3）天线高检查或编辑

（4）。。。

2、基线解算

（1）设置基线解算的参数（使用的卫星，卫星高度角，对流层电离层模型等）（2）基线解算

（3）察看基线报告，不同的软件成果质量判断不一样，LGO是看各个检验

（4）对于有问题的基线或其残差过大，可采用开窗删星等手段处理

（5）继续解算，重复（2）（3）（4）过程，直到得到满意的结果

3、无约束平差

（1）设置平差参数

（2）平差分析

（3）计算闭合环

（4）平差

（5）看平差报告

4、约束平差

(1) 新建椭球投影坐标系

（2）导入控制点

（3）控制点匹配

（4）约束平差

5.GPS商业处理软件的使用

5.1 Trimble软件的使用

1．使用数据模块建立项目

2．输入样本文件

3．导入NGS成果表文件

4.导入GPS数据文件

5.properties窗口查看实体

6.处理gps潜在基线

7.评估结算结果

8.查阅gps基线处理报告

9.使用时序器处理星历

10.计算gps环闭合差

11.计算最小约束网平差

12．查看RTK和常规测量数据

13.输出数据

5.2 Compass软件的使用

1 安装，注意安装完毕按照说明进行破解。并且不能安装在中文目录名内，而且英文字符不能超过8 位。

2 安装完毕运行首先进行单位设置，推荐使用国际单位SI 标准，方法是点击Utilities 菜单，选择units 再调入预设的SI 单位集合即可，注意此时狗腿度的单位是度/30m，可以根据个人习惯进行调整。

3 第一次使用首先建立一个新公司（company）如二勘、六勘等等，注意在company 对话框内一定要选择中国钻井行业规定的标准－曲率半径法（Radius of Curvature），并且根据需要选择坐标的原点（Co-ordinate）是区块site的中心还是井口（slot）的中心。如果不涉及防碰，不需要比较两井的相当位置时，建议选择井口的中心作为原点。

4 建立一个油田（field）如胜利、大庆、塔指等等。

5 建立一个区块（site）如哈得、塔河等等。可以输入本区块的中心坐标（如果愿意）。

6 建立一口井（well），名字用井号如：轮古3

7 等等，并输入本井的井口坐标。

7 建一个轨道（wellpath），一口井可以建立数个轨道。并可以指定其中的一个为确定的（definitive）轨道。

8 选择EDIT编辑－Wellpath（轨道）－targets（靶点）菜单（或直接点工具栏的按钮），进入靶点设计，输入靶点的名字、垂深、坐标、形状，保存退出。

9 选择Planning－new plan 菜单，输入轨道设计的名字和起始点，进行轨道设计。

10 选择Survey－new survey 菜单，输入测量过程的名字和起始点，进行实际测量的参数计算。

11 实际使用过程中，每进行一次测量都要重复9 的过程建立一个以最后测量点为起点的新设计，随时调整下一步的定向方式。

6.RINEX格式的作用

RINEX格式已经成为了GPS测量应用等的标准数据格式，几乎所有测量型GPS接收机厂商都提供将其格式文件转换为RINEX格式文件的工具，而且几乎所有的数据分析处理软件都能够直接读取RINEX格式的数据。这意味着在实际观测作业中可以采用不同厂商、不同型号的接收机进行混合编队，而数据处理则可采用某一特定软件进行。

7.RINEX格式的观测文件读取程序说明

基于matlab语言开发程序。

Rinex格式文件：

由程序命令一个字串一个字串的进行，然后根据文件头的取舍将有效数据重新组合平面数据矩阵（二维）或立体数据矩阵（三维）。一般情况下，当读取指定的字符串（如“END OF HEADER”）时，即开始读取有效数据，在上述观测文件和导航文件中，有效数据为字符串“END OF HEADER”以后的数据

相关函数：

fopen 开启所要读取的文件

fscanf 读取所开启文件中的资料

textread 读取所开启的文本文件中的资料

strcmp 比较两字串是否相同

8.RINEX格式的导航文件读取程序说明

同样基于matlab语言程序。

因观测文件和上述星历文件的头文件包含的信息量不同，观测头文件中包含有很多有效信息，所以必须对头文件进行必要的细致读取。认为主要是1) “ANTENNA: DELTA H/E/N”2)“'APPROX POSITION XYZ”3) “# / TYPES OF OBSERV”，这三行数据对整个数据把握和以后的运算有帮助。

在读主要的观测值时，采用的思路也是将所有的观测值看做是全矩阵（立体）的矩阵组成，将同历元的数据放在一个二维矩阵中，有n颗卫星，m类观测值如载波相位观测值、伪

距观测值、多普勒观测值等，然后将所有的观测值进行组装。如下图（部分），最终形成了7×７×31的一个大型矩阵，因最终进行计算的时候为了循环的需要，同时对应于按照时间的顺序组织矩阵，所以要对这一中间过程进行排序（按照星历文件卫星号的排列顺序）。其读取结果如表4，其中，midobs(:,:,31)表示第31个采样间隔里所有的观测值，第一、二列为L1、L2相位观测值(cycle)，第三列为L1的C/A伪距观测值(m)，第四、五列P1、P2为L1和L2的P码伪距观测值(m)，最后两列为L1和L2的多普勒伪距观测值(Hz)根据所需要的定位方式（载波定位、伪距定位等），合理的对读取数据的结果进行取舍，方式就是根据行列号提取或者将所选以外的数据进行赋值为空（NULL）。

9.GPS单点坐标计算公式及流程图

1. 计算卫星运动的平均角速度n

n = n0 + Δn

2. 计算观测瞬间卫星的平近点角M

M =M0 + n( t - TOE)

3. 计算偏近点角

E = M+ esinE E°=M°+ ρ°·esinE°

4. 计算真近点角f

5. 计算升交距角u′

u′= ω+ f

6. 计算摄动改正项δu , δr , δ

7. 对u′、r′、i0 进行摄动改正

8. 计算卫星在轨道面坐标系中的位置

9. 计算观测瞬间升交点的经度L

10. 计算卫星在瞬时地球坐标系中的位置

11. 计算卫星在协议地球坐标系中的位置

10.个人课程总结【1000字】

近年来，GPS测量定位理论和软件科学的进步促进了不同功能GPS数据处理软件的发

展，为了满足不同领域的应用需求，GPS数据处理软件不断问世。对于一个测量工作者来说选用一种好的数据处理方法和软件对GPS数据结果影响很大。然而众多的后处理软件以及不同的处理方法使我们的测量工作者带来多样的选择。

尽管不同软件在数据处理方法上各有其特点，但它们的总体结构基本上是一致的，即由数据准备、轨道计算、模型改正、数据编辑和参数估计5部分组成。究竟，哪一种GPS数据处理软件性能更好？那一种GPS数据处理软件的处理精度更高呢？本文就将针对国内外几种常用GPS后处理软件进行比较分析，其中包括南方国内公司开发的GPS后处理软件、Ashtech Solutions2.6平差软件、中海达HDS2003、Trimble TGO、leica Geo Office五种软件。

一般情况下数据处理流程应该有很多个的过程，才能够保证数据满足工程需要，根据资料一般有以下步骤：野外数据采集——数据传输——手簿输入——数据加工——数据预处理——基线解算——重复基线检验——同步环检验——异步环检验（以上为当天应完成的任务）——重测与补测——WGS-84无约束平差——网精度分析——北京54/80/地方独立中三维无约束平差——三维约束平差——二维平差——成果报告——技术总结。网平差应该是整个数据处理的核心内容，直接关乎数据的质量。

软件只是实现了网平差的解算，更重要的是需要用户参与，并最终作出正确的判断。应当说明的是，这通常是一个反复的过程，虽然在实验报告当中看起来只是一个小部分，但那是因为这主要由计算机进行解算，并且只考虑了一次成功的情况，而事实上可能要许多次才能够完成。

通过这门课程，我学习到了许多关于计算gps的基础知识和有关gps测量的工具使用和gps计算工具的使用方法。同时，我不仅对GPS原理有了更深入的了解，还对GPS外业数据采集和内业处理有了一定的理解。这个课程不仅是对动手能力的一种提升，更是对理论知识的一次综合性巩固。虽然测量是一门实践性很强的学科，但是也要求我们掌握扎实的理论知识，如果没有扎实的理论功底，只知道怎么做，但是不知道为什么那么做，当我们遇到类似的其他问题时，就不知道怎么解决。所以我觉得理论是实践的前提，只有把理论知识学好，才能更好的促进实践。所以我们要学好理论知识，为以后的工作打下坚实的基础。当然理论知识学好了，动手能力也要努力培养，不能只会纸上谈兵，所以我们要多动手，提高自己的动手能量，并在实践中促进巩固理论知识。只有理论是实践这两个环节都做好，我们才能更好的掌握理论知识，提高自己的动手能力。