网形结构对GPS网精度的影响和分析
影响GPS基线解算结果的因素分析及应对措施
国土资源（２００８年增刊１）１３４文★大连鹏程工程勘测设计有限公司 熊启生中国人民解放军６５０１５部队 张坤鹏 王智超ＰＳ静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。
其中较为常见的方面是利用ＧＰＳ建立各种类型和等级的控制网，在这些方面ＧＰＳ技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。
较之于常规方法，ＧＰＳ在布设控制网方面具有测量精度高；选点灵活、不需要造标、费用低；全天侯作业；观测时间短；操作简便等优点。
基线解算是ＧＰＳ网观测数据处理过程的重要环节，基线解算质量的好坏直接关系到各条基线的观测精度，从而影响整个控制网的精度。
因此基线解算质量控制以及基线解算过程中数据的处理方法是整个控制网数据处理的关键点。
本文结合ＧＰＳ定位原理和实际经验，在南方ＧＰＳ静态处理软件中对于ＧＰＳ基线解算阶段需要解决的一些关键问题进行论述。
影响ＧＰＳ基线解算结果的因素影响ＧＰＳ基线解算结果因素的判别１．基线解算时所设定的起点坐标不准确。
起点坐标不准确，会导致基线出现尺度和方向上的偏差。
２．少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法准确确定。
当卫星的观测时间太短时，会导致与该颗卫星有关的整周未知数无法准确确定，而对于基线解算来讲，参与计算的卫星，如果与其相关的整周未知数没有准确确定的话，就将影响该条基线解算的精度。
３．在整个观测时段里，有个别时间段里周跳太多，致使周跳修复不完善。
４．在观测时段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大。
５．多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大。
１．基线起点坐标不准确的判别。
对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。
２．卫星观测时间短的判别。
关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，南方静态数据处理软件还输出卫星的可见性图（如图１），这就更直观了。
GPS测量技术的原理与精度分析
GPS测量技术的原理与精度分析随着科技的迅猛发展，我们的生活方式和交通方式也在发生着巨大的变化。
全球定位系统（GPS）作为一种应用广泛的测量技术，在我们的日常生活中发挥着重要作用。
它不仅在导航和定位方面发挥着重要作用，还在地质勘探、环境监测、农业、航天等领域得到了广泛应用。
GPS测量技术的原理其实非常简单。
首先，我们需要知道地球上至少有4颗人造卫星在不同的轨道上运行。
这些卫星通过发送精确的时刻信号，电波以光速传播到地球上的接收设备。
接收设备会记录下每颗卫星发送的信号到达的时间。
通过知道信号传输速度（约为光速），我们可以根据信号从卫星到达接收设备所需的时间来计算出距离。
为了精确地测量距离，GPS接收设备同时接收多颗卫星的信号。
通过三角定位原理，我们可以计算出接收设备到每颗卫星的距离。
然后，我们将所有的卫星距离信息传给GPS接收设备，它会进行进一步的计算来确定自己的精确位置。
通过与地球上的基准站进行通信，GPS接收设备还可以获取更准确的时间数据，从而提高测量的精度。
然而，GPS测量技术在实际应用中也存在一定的精度限制。
首先，由于天线高度、天气状况、地下信号衰减等因素的影响，GPS信号可能会被干扰或丢失，导致测量精度下降。
其次，GPS测量也受到卫星几何结构的影响。
如果卫星位置过于集中或者过于稀疏，都会对测量结果产生一定的影响。
同时，地球和卫星之间的大气层延迟也是GPS测量精度的一个重要限制因素。
电磁波在穿过大气层时会发生折射、散射和衍射，导致信号传播速度的变化。
这种大气折射现象会使GPS测量结果产生一定的误差。
为了克服大气层延迟的影响，科学家们开发了一些用于校正的模型和算法，以提高GPS测量的准确性。
另外，GPS测量技术在山区、高楼大厦密集区和深海等特殊地形和环境下的精度也面临挑战。
例如在山区，卫星信号的传播路径可能会被遮挡，导致接收设备无法接收到足够数量的卫星信号来进行定位。
在高楼大厦密集区，建筑物的反射和折射可能会干扰卫星信号，降低测量精度。
GPS网在航道测量中的精度分析
GPS网在航道测量中的精度分析摘要：本文章以某工程水深地形测量为任务，本次测量范围北至toure drive公路转弯处灯塔往coco beach方向500m处，南至ocean road公路水产码头，东至印度洋约4km，水域面积约16 km2 。
为满足该范围工程测图的需要，须对测区进行gps平面控制测量。
为了尽可能提高测图精度，便于后续工作的实施，采用d级gps网的静态观测方法。
关键词：gps网；精度检验；质量检核；abstract: this article takes a project bathymetric survey for the mission, the measurement range of toure drive to the north road turns into coco beach 500m lighthouse, south to the ocean road highway fishery quay, east to india ocean is about 4km, the waters of an area of about 16 km2. in order to meet the needs of the engineering of surveying and mapping, to carry out gps plane control surveying of the surveyed area. as far as possible in order to improve the precision of mapping, the implementation of the following works, using static observation method for d gps network.keywords: gps; accuracy test; quality checking;中图分类号：p228.4 文献标识码a 文章编号一、gps网的设计和观测1. gps网的布设和网形的设计在布设gps网时根据测区实际需要和交通状况进行设计。
GPS静态测量控制网设计
GPS静态测量控制网设计一、概述GPS（全球定位系统）已经成为现代测量技术中不可或缺的重要工具，GPS静态测量控制网是GPS测量的基础。
设计一个合理的GPS静态测量控制网是确保测量精度和可靠性的关键。
二、控制网的选择在设计GPS静态测量控制网时，首先需要选择合适的控制网。
控制网的选择应考虑以下几个因素：1.网格密度：控制网的网格密度应根据测量任务的要求来确定。
一般情况下，密集网络可以提高测量精度，但也会增加测量成本。
2.控制点的分布：控制点的分布应考虑地形地貌的特点和监测要求，避免林木、建筑物等对测量结果的影响。
3.控制网形状：控制网形状的选择应根据工程特点和测量任务来确定，一般情况下选择长方形或正方形网格。
三、测量基线的设置测量基线是控制网的基础，其合理设置对测量结果的精度和可靠性有重要影响。
在设置测量基线时，应考虑以下几点：1.基线长度：基线长度应根据地质地形条件、测量精度要求等因素选择合适的长度。
一般情况下，短基线适用于地形平坦、视线通畅的地区，长基线适用于山区、密林等复杂地形。
2.基线方向：基线方向应考虑测量任务的要求和地形地貌特点，避免遮挡物对测量结果的影响。
3.基线标记：基线标记应清晰明确，便于测量人员进行测量操作。
四、控制点的设置控制点是控制网的关键，其合理设置对测量结果的精度和可靠性起着决定性作用。
在设置控制点时，应考虑以下几点：1.控制点的选取：控制点的选取应根据测量任务的要求和地形地貌条件来确定，避免地形高低起伏、建筑物等对测量结果的影响。
2.控制点的标记：控制点的标记应清晰明确，确保测量人员可以准确找到控制点进行测量操作。
3.控制点的互测：控制点应进行互测，以验证控制点的准确性和可靠性。
五、数据处理数据处理是GPS测量的重要环节，其正确性和高效性对测量结果的精度和可靠性有着至关重要的影响。
在数据处理过程中，应注意以下几点：1.数据的准确性：数据的准确性是保证测量结果准确的前提，应根据实际情况采取合适的方法和工具确保数据的准确性。
城市高精度GPS控制网的复测与网形优化
基线 。 一 股采用广播星 历、 相位观测 值双差 技术进行外业基线 的解 算 ， 采用 的计算数 据高达９ ９ ％， 固定 解的可靠 度达９ ８ ％， 精度残 差均值小 于 ｌ ｃ ｍ。 在进行基 线的粗 差检验 和精度分析之后 ， 发现有 ８ ３ 条合格基线 。 淘汰 差的基线 后， 对 闭合 环进行计算 ， 大都符 合Ｇ Ｐ Ｓ 网形优化的基线要 城市 高精 度Ｇ Ｐ Ｓ 控 制 网， 具 有结 构复 杂和 覆盖范 围广泛 的特 点。 求， 属于 规范的标 准。 Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网的精度和 稳 定程 度对 城市 的发展 至关 重要， 因为部 分控制 ３ 、 网形优化的要求 。 Ｇ Ｐ Ｓ 控制网的 网形优化 ， 是为了更好 的实现控 点的选择 是在城市边沿 的高楼上 ， 在进行施 工期 间， 会 造成楼 房略微倾 制网信息数据 的科学化 和精准化 ， 有利于 城市建设的发展 。 做好Ｇ Ｐ Ｓ 控 斜或者沉 降 现象 ， 致使控 制点位置发 生移动 。 为了保证 Ｇ Ｐ Ｓ 控 制网的稳 制网网形优化工作要符合 一定 的要求： 定和控制 点的精准度 ， 需 要对控制 网进行定期 的复测和 网形优化 。 ＧＰ Ｓ 控制 网概 述 １ Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网的定 义 。 Ｇ Ｐ Ｓ 控 制网是根 据Ｇ Ｐ Ｓ 卫星 定位系统 ， 形成 的控制网络。 在城市发展和建 设中， 实行监督、 分析 信息、 提 取数据和建 设依 据， 指导发展方 向的职能 。 ２ 、 Ｇ Ｐ Ｓ 技 术应用 的意义 。 Ｇ Ｐ Ｓ 因为具 有高 精度 、 高效 益性、 高可靠 性 和高 自动化 的特点， 在 城市建设 中得到广泛 应用 。 Ｇ Ｐ Ｓ ￣ Ｉ 量 技术可以 获 得三维测 量数据 ， 而且平面测 量技术也 得到 了提 高， 在城 市建设 中应 用， 发挥 了重要的作用。 ３ 、 Ｇ Ｐ Ｓ 控 制网约束平差和起 算点的兼容性 分析 。 城 市Ｇ Ｐ Ｓ 控制网的 建 设以城市现有 的控制网为基础 ， 不断的根据 城市发展的特点和要求 ， 对Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网进行完善和调 整。 Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网的地面起算点坐标 ￣ Ｉ Ｇ Ｐ Ｓ 控 制 网的兼容性 ， 对城 市的发展和建 设有着一定的影 响。 如果地 面起 算点 坐标 ￣ Ｉ Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网不兼 容， 不仅会 发生单位权 方差估值错误 ， 还会 扭 曲 Ｇ Ｐ Ｓ 控制 网观察得 到的数值 ， 损坏 了Ｇ Ｐ Ｓ 控制数 据的精确 性 。 对于 比较 复杂 的控制监 测区 ， 要根 据不 同的职能 和时 间， 对控制 点监测 出的资 料 进行 多方面和 全方位 的分析， 对变形 的控制点和发 生变动的控制 点进行 及时 的调 整和处 理 。 因此 ， 要想 保证Ｇ Ｐ Ｓ ￣ ！ 量 数据 的可靠性 ， 需要对 起 算点的兼 容性 进行分析， 降低 它对Ｇ Ｐ Ｓ 平差 网结果 的影响 。
GPS D级静态网平差精度分析
GPS D级静态网平差精度分析摘要：随着卫星定位技术的不断成熟，也在多个行业得到普遍的应用。
对其精度分析研究也显得尤为重要，以给经济等方面带来更深远的意义，因此本文结合广西全州东山GPS D级控制网的应用实践，分析了GPS D级控制网相关精度的分析情况，以提供参考价值。
关键词：GPS；D级静态网；平差精度1 项目概况广西全州东山GPS D级控制网，由广西二一五地质队进行施工完成。
本次项目中本次利用GPS技术施测D级GPS网6点，充分利用原有的四等三角网中的点位，以广西测绘局施测的C级GPS控制点作为本网的起算数据，应用中国-DONGSHAN-111坐标系。
1.1坐标系统基本规定坐标系名称:中国-DONGSHAN-111椭球长半轴a：6378245.000000椭球扁率f：1/298.300000投影名称:高斯三度带投影尺度:1.000000 投影高:0.000000X加常数:0.000000 Y加常数:500000.000000平均纬度:000:00:00.000000N中央子午线:111:00:00.000000ED级点高程为二等水准，经过检验，精度达到四等水准精度的要求。
1.2 作业技术依据《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）；《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ 73—97）；《测绘技术设计规定》（CH/T1004-2005）；《国家三、四等水准测量规范》（GB 12898—91）；2GPS控制网的布设和数据观测2.1GPS控制网的布设本D级GPS网控制的测区面积为50平方公里相对来说并不大，除矿区外，还有村镇不相接其它区域，整体上其形状非常不规则，交通不是很方便，属于边远高寒山区。
这决定了其网形需坚强、点位精度分布均匀及点位密度适当，平面精度为D级GPS，同时高程拟合精度要达到四等水准测量的精度要求。
在此基础上，D级GPS控制网的网状应设计为几何图形，且均为三角形，整体上表现为多边形。
D级GPS控制网的布设与精度分析
D级GPS控制网的布设与精度分析摘要：本文全面介绍了永年-肥乡测区GPS平面控制网的布设方案,包括GPS 控制网技术设计、外业观测、数据处理、控制网平差及精度分析和可靠性检验等，同时对永年-肥乡测区GPS平面控制网建立的有关问题提出一些建议。
关键词：基线解算网平差精度分析可靠性检验全球定位系统（Global Positioning System，缩写GPS）是美国第二代卫星导航定位系统。
该系统以其全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航定位功能，已被广泛地应用于各种等级精度的城市控制测量中。
本文以永年-肥乡测区为例，进行GPS控制网布设与精度分析。
1.测区概况永年-肥乡测区位于河北省南部，中心坐标为东经114°15′18″，北纬36°52′25″。
京珠和京广高速公路横贯测区，测区交通较为方便。
测区位于冀南平原地区，地势平坦。
海拔标高一般在30～50m，地形条件较好，居民地较多。
2.控制网的布设（1）已有资料及利用1）平面控制资料：测区附近有张西堡镇M1（B级GPS点）、M2（C级GPS点），两点坐标系统为北京54坐标系，中央子午线为117，属6度带。
该两点标石保存完好，经检验精度能够满足要求，作为本测区平面控制的起算点。
2）高程控制资料：测区附近有水准点N1（Ⅱ等）、N2（Ⅱ等），其高程属1985年高程基准，该测区水准点标石保存完好，能够作为本测区高程控制网的起算点。
（2）控制网的布设以张西堡镇M1（B级GPS点）、M2（C级GPS点）为平面起算点，N1（Ⅱ等）、N2（Ⅱ等）为高程起算点，布设D级GPS控制网点15个，其编号采用流水编号GPS01、GPS02…，所布设的GPS点其高程是由高程起算点进行高程拟合所得，经检测满足精度要求。
3.GPS控制网的观测本次测量使用六台套中海达V8接收机测，标称精度为m基=±5mm+1ppm×D（式中D为水平距离，以km为单位），仪器经鉴定中心进行鉴定，鉴定结果合格。
GPS变形监测网网形结构对控制网质量的影响
Ｄｕ＝ ６ Ｐ一
（） １
基金项目：国家 自然科学 基金（０７００ ５５ １） ９
作者 简介 ：岳东杰（９６ ）女 ， １６ 一 ， 山东梁山人 ， 副教授 ， 博士 ， 主要从 事工程 变形监 测 、Ｐ Ｇ Ｓ定位技术与应用 、 空间信息数据处理 等研究
随着 电子 技术 与空 间技 术 的发展 ， Ｐ 位 在精 度 、 靠 性 等方 面都 得 到 了很 大 提 高 ， Ｐ Ｇ Ｓ定 可 Ｇ Ｓ已 日益 广 泛 地应 用 于监测 不 同尺度 的 自然 、 质灾 害 ＿ ． 地 Ｉ 滑坡 是一 种 常见 、 界范 围 内最严重 的灾害之 一 ． Ｊ 世 对滑坡 进行 变 形监 测并 建立 预警 报警 系统 是滑坡 监测 的重 要 内容 ． 对滑 坡进 行变 形监 测需 要综 合 多种方 法 ， 以往 以常规 大 地测 量方 法为 主 ，０世纪 ８ ２ Ｏ年代 中期 全 站仪 出现 后 ， 测方 法得 到 一定 程 度 的改 善 ． 这 些 方法 都 需 要 人 监 但 到现场 观 测 ， 作量 大 ， 别在 南方 山区 ， 木杂 草丛 生 ， 业 十分 困难 ， 工 特 树 作 很难 实现 无人 值 守 的要 求 ．Ｐ 星 Ｇ Ｓ卫 定位 系统 由于具 有 全天候 、 时 、 实 连续 三维位 移 高精度 监 测 等特 点 ， 站 间不 需 通视 ， 业 效 率 高 ， 动强 度 测 作 劳 低 ， 用静 态相 对定 位技 术 ， 采 其精 度 可 以达 到毫 米级 ， 因此更 适 用 于 山区滑 坡监 测 ． 另外 ， 在用 Ｇ Ｓ进行 监 测 Ｐ
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第 ３ 卷第 ５期 ６
２０ 年 ９月 ０８
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
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摘要
2.4.2、GPS定位原理
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：
上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度（即光速）。
四个方程式中各个参数意义如下：
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。
Vto 为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x 、y 、z 和接收机的钟差Vto 。
10.1.3 GPS 的应用
1.GPS 应用于导航
主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。
例如：船舶远洋导航和进港引水；飞机航路引导和进场降落；汽车自主导航；地面车辆跟踪和城市智能交通管理；紧急救生；个人旅游及野外探险；个人通讯终端（与手机，PDA ，电子地图等集成一体）。
2.GPS 应用于授时校频
每个GPS 卫星上都装有銫
原子钟作星载钟； GPS 全部卫
星与地面测控站构成一个闭环
的自动修正系统(见图10-5)；
采用协调世界时UTC （USNO/MC ）
为参考基准。
为了得到精密的
GPS 时间，一般使它的准确度达
到 <100ns[相对于UTC
（USNO/MC ）]，对特殊用途可
以提供授时服务。
当前精密的GPS 时间同步技术可以实用10-10-10-11 s 的同步精度。
这一精度可以用于国际上各重要时间和相关物理实验室的原子钟之间的时间传递。
利用它可以在地球上不同区域相当远的距离（数千公里）的实验室上利用各种精密仪器设备对太空的天体、运动目标，如脉冲星、行星际飞行探测器等进行同步观测，以确定它们的太空位置、物理现象和状态的某些变化。
3.GPS 应用于高精度测量
各种等级的大地测量，控制测量；道路和各种线路放样；水下地形测量；地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测；GIS 数据动态更新；工程机械（轮胎吊，推土机等）控制；精细农业。
经过30余年的实践证明，GPS 系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。
GPS 技术已经发展成为多领域、多模式、多图10-5 GPS 时间系统建立的示意图
用途、多机型的高新技术国际性产业。
目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
1） GPS网的设计
I．设计原则
① GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形，如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。
②GPS网作为测量控制网，其相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。
③GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。
重合点一般不少于3个（不足时应联测），且在网中分布均匀，以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。
④GPS网点应考虑与水准点重合，而非重合点，一般应根据要求以水准测量（或相当精度的测量方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点。
⑤为了便于GPS的测量观测和水准联测，减少多路径影响，GPS网点一般应设在视野开阔和交通便利的地方。
⑥为了便于用经典方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好的方位点以建立联测方向，方向点与观测站距离一般应大于300米。
⑦GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附和线路。
各级GPS网中每个闭合环或附和线路中的边数应符合表3-2的规定。
表3-2 最简独立闭合环或附和线路边数的规定[7]
级别 A B C D E
闭合环或附和线路的边数≤5 ≤6 ≤6 ≤8 ≤10
2.2.2 GPS网的精度设计
精度是用来衡量网的坐标参数估值受观测偶然误差影响程度的指标。
网的精度设计是根据偶然误差的传播规律，按照一定的精度设计方法，分析网中各未知点平差后预期能达到的精度，这常被称为网的统计强度设计与分析。
一般常用坐标的方差——协方差阵来分析，也可用误差椭圆(球)来描述坐标点的精度状况，或用点之间方位、距离和角度的标准差来定义。
对于GPS网的精度要求，一般用网中点之间的距离误差来表示。
其精度与网的点位坐标无关，与观测时间无明显的相关性(整周模糊度一旦被确定后)，GPS网平差的法方程只与点间的基线数目有关，且基线向量的三个坐标差分量之间又是相关的，因此，很难从数学的角度和实际应用出发，建立使未知数的协因数阵逼近理想的准则矩阵。
所以，目前较为可行的方法是给出坐标的协出数阵的某种纯量精度标准函数。
设GPS网有误差方程
式中．l、v分别为观测向量和改正向量;X为坐标未知参数向量阵；P为观测值权阵;为先验方差因子(在设计阶段取＝1)，m为观测基线数;n为待定点数。
由最小二乘可得参数估值及其协因数阵：
优化设计中常用的纯量精度标准，根据其由构成的函数形式的不同的可表示成不同的最优纯量精度标准函数。
现在最常用的是求的轨迹，以次来表示纯量精度。
4 布设GPS基线向量网的设计指标
在布设GPS网时,除了遵循一定的设计原则外,还需要一些定量的指标来指导我们的工作。
在进行
GPS网的设计时,经常需要采用效率指标、可靠性指标和精度指标。
4.1 效率指标
在布设一个GPS网时,在测量点数、GPS接收机数和平均重复设站次数确定后,完成该测量所需的理
论最少观测期数就可以确定。
但是,当按照某个具体的布网方式和观测作业方式进行作业时,要按要求完
成整网的测量,所需的观测期数与理论上的最少观测期数会有所差异,理论最少观测期数与设计的观测期
数的比值,称之为效率指标(e)。
设GPS网中点的个数为n,m用台接收机进行观测,则该网的最少观测期数为Smin=INTn-1m-1(1)
如重复设站率以R表示,则理论观测期数为
SR=INTRnm R 2(2)
为了检核,提高精度和可靠性,《规范》规定每个点设站独立观测两次以上。
实际观测中,观测期数以
S表示,则应S大于SR。
网的效率指标定义如下:
e1=SminSR=lm(n-1)Rn(m-1)(3)
e2=SRS=RnSm
e=e1×e2
由以上可知,e1是网中最少观测期数与规定R观测期数之比,是网的理论设计效率,取决于R,R愈
大e1愈小,理论设计效率愈低;e2为实际设计效率,R给定,SR也就确定了,实际观测期数应与SR一致。
e2按时完成时为1,为最好,一般e2应大于0.9,否则实际的R与给定的R相差太大,不符合设计要求;e
为总效率,是e1、e2的乘积,当R=2时,e一般接近0.6。
4.2 可靠性指标
基线向量由于周跳修补的不完善,整周未知数参数搜索结果不佳等原因,难免会产生粗差,因此网的
设计必须保证能检测粗差,这就要求引入可靠性指标。
设网中有n个点,必要观测基线向量是n-1,m
台接收机,S期观测,总的独立观测基线向量数P=S(m-1),只有其中m-1条是一期的独立基线向量
数。
若m=4,一期虽测了六条基线,但其中只有三条独立,其它三条是这些独立基线的线性组合。
则网
中多余基线向量数为
r=S(m-1)-(n-1) (4)
定义下式为全网平均可靠性指标
η=rP=1-n-1S(m-1)(5)
当S=SR时,实际设计效率最高,此时
ηM=1-m(n-1)Rn(m-1)(6)
重复设站率R越高,可靠性越高,ηM也随着增大。
当R=2时,平均可靠性达到0.34以上,已有很好的可
13
靠性了。
国内外GPS规范一般要求R 2,所以网的平均可靠性指标ηM宜在0.33以上。
4.3 精度指标
GPS网的平差后精度与常规测量的一样,用网中弱边中误差、最弱方位角中误差、最弱点位中误差反
映。
各级GPS网的测量精度用相邻点的弦长中误差σ表示,公式为
σ=a2+(bd)2(7)
式中a是固定误差,单位为mm,b为比例误差,单位为%,为相邻点间距离,单位为km。
规范规定了各级
GPS网对σ的要求。
GPS网平差后的精度与网中点的几何位置无关,只与图形结构,即基线设置和基
线本身观测精度(权
阵)有关,也就是说增加同步观测图形和提高观测精度是提高GPS成果精度的基本方法。
提高观测精度
可按规范要求执行;在网中总点数给定情况下,增加同步观测图形,就是要求重复设站率增高,增加,可靠
性也增大,不过R过大是很不经济的。
依据平差理论,一个网的观测量在网平差前后的权的比值,从整体上反映了平差带来的精度效益,对
于GPS网也就反映于网性结构强度带来的精度效益。
精度指标如下
K=P-rP=1-rP=1-η(8)
当K=1时,说明平差值与观测值一致,K愈小,精度平均增益愈大,η也愈大。