南方GPS软件中的独立网平差方法探讨
GPS基线解算的优化及平差的方法技巧

GPS数据处理GPS基线解算的优化及平差的方法技巧摘要:对影响GPS基线解算质量的主要因素进行分析和研究,结合实例阐明基于南方GPS后处理软件的GPS基线解算的优化技术和方法。
以及对GPS 解算数据平差处理的方法与技巧。
关键词:GPS基线解算;固定解;浮动解;残差曲线;优化,数据传输、数据分流、观测数据的平滑、滤波、平差计算、同步环、异步环、重复基线。
GPS接收机采集记录的是GPS接收机天线至卫星的伪距、载波相位和卫星星历等数据。
GPS数据处理就是从原始观测值出发得到最终的测量定位成果,其数据处理过程大致可划分为数据传输、格式转换(可选)、基线解算和网平差以及GPS网与地面网联合平差等四个阶段。
GPS测量数据处理的流程如图所示。
GPS测量数据处理流程一、引言根据GPS外业观测和基线数据处理的实际情况,即使通过选取恰当的点位来保证良好的观测条件,进行星历预报来保证观测到的卫星数目及星座的图形强度,但在实际的基线解算过程中,时常会遇到基线只有浮动解而无固定解。
在此情况下,对基线解算进行优化处理后通常能够得到固定解,从而提高基线质量,避免或减少返工重测现象。
二、影响GPS基线解算结果的几个因素及其对策影响GPS基线解算质量的因素较多也较为复杂,如卫星的周跳、星历误差、对流层及电离层影响、多路径误差、无线电干扰、不明因素影响及起算点误差过大等都会影响基线解算。
应对措施1基线起点坐标不准确的应对方法要解决基线起点坐标不准确的问题,可以在进行基线解算时,使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点,较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到;也可以采用在进行整网的基线解算时,所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来,使得基线结果均具有某一系统偏差,然后,再在GPS网平差处理时,引入系统参数的方法加以解决。
2卫星观测时间短的应对方法卫星整周模糊度难以确定的影响。
由于个别或少数卫星观测时间太短,而导致这些卫星的整周模糊度难以准确确定。
实验五 GPS网平差(COMPASS Solution)分解

网平差——网平差设置;
选择Free Adjustment—3D
四 实验方法与步骤 3.无约束平差
(3) 网平差
执行[Adjustment]→[Run Adjustment],
软件会按照前面的设置运行网平差。
(4) 成果输出
• 执行[Report]→[Report],可把平差结果中的全部内容告可以在任务所在路径的“Report”文件夹下 找 到。
四 实验方法与步骤 4.约束平差
(1) 坐标系统设定
—执行[Tools]→[Datum Manager],会弹出无坐标系提示; —单击[Add]添加坐标系,在对话框中选择椭球类型——BJ54; —单击[确定],保存设置好的坐标系。
四 实验方法与步骤 4.约束平差
(2) 设置已知点坐标 点击屏幕左测的观测站点项——选择已知点点名— —高亮处点鼠标右键——属性——已知点坐标——固 定方式、固定坐标——约束打钩——确定;(有多个 已知点重复上步)
A7
51593.740
65218.912
92.249
实验五
一 目的
GPS网平差
1.进一步熟悉GPS数据后处理软件的使用 2.学习GPS网平差的方法。
二 要求
1.掌握GPS网无约束平差方法; 2.掌握GPS网约束平差方法。
三 仪器及工具
每人提供计算机机位一个。
四 实验方法与步骤 (COMPASS Solution软件)
1.基线解算
•静态基线处理设置
—数据采样间隔 —截止角度 —参考卫星 —观测值
四 实验方法与步骤 (COMPASS Solution软件)
1.基线解算
•基线处理
—处理当前基线 ������ —处理选定基 线 ������ —处理全部基 线 ������ —基线属性查 看
GPS:平差与转换理论

其中N为卯酉圈曲率半径,e为第一偏心率,反算公式如下: L = arctan(Y / X )
B = arctan[(Z + Ne2 sin B) / X 2 + Y 2 ] H = X 2 + Y 2 / cos B − N B0 = arctan(Z / X 2 + Y 2 )
2.2、参心坐标系的建立 、
3.4、坐标差转换模型 、
应用上述模型列出对Pj在Pi两个点的方程,相减得:
X 2 − Xi2 X 1 − Xi1 0 Yj1 −Yi1 ε x − (Z1 − Zi1) j j j 2 2 1 1 1 1 Yj −Yi = (1+ δµ) Yj −Yi + Z j − Zi 0 − ( X 1 − Xi1)ε y j 2 2 1 1 1 1 1 1 Z j − Zi Z j − Zi ε z 0 − (Yj −Yi ) X j − Xi
− sin α X i1 1 cos α Yi
X 0 − Y i1 Y 0 X i1 k 1 k2
k 2 = µ sin α
0 1 X i1 Y i1
X i2 1 2 = Yi 0
一、概 述(3) )
3.将三维GPS基线向量转换为高斯平面坐标系中 的二维坐标差,然后在高斯平面坐标系中进行 二维GPS 网求得各点在地面坐标系中的坐标。 4. 将GPS基线向量转换为两点之间的距离,然后 将这些距离作为观测值进行平差计算,求得各 点在地面坐标系中的坐标。
一、概 述(4) )
GPS基线向量的选取原则: 基线向量的选取原则: 基线向量的选取原则 1.选取独立的GPS基线向量。 2.独立的GPS基线向量可构成非同步的闭合环。 3.在上述条件下,选取距离较短的GPS基线向量。 GPS定位和 GPS网平差的目的: 定位和 网平差的目的: 网平差的目的 确定GPS点在地面坐标系中的坐标。
GPS网平差中遇到几种问题的处理方法

GPS网平差中遇到几种问题的处理方法摘要:本文结合gps实测控制网,就平差处理中个别问题进行分类剖析,探讨利用 gpsadj 升级版为poweradj平差软件解决相应问题的一些处理方法。
power adj能处理各种gps接收机数据,并能与其他观测数据进行联合平差。
关键词: gps;poweradj;独立坐标;投影变形gps定位具有快速、高效、准确、全天候、无需通视等特点,被广泛应用于各种测绘领域。
然而,在实际工作中,无论是布网还是平差都应根据具体的情况灵活处理,才能保证定位成果的可靠性和准确性。
一、已知点数量不足时的平差处理由gps定位直接取得的成果属于wgs-84坐标系下的大地坐标(b,l,h)。
而通常我们要得到的坐标是国家坐标系或独立坐标系下的平面三维坐标(x,y,z)。
通常采用的方法是联测多个已知点,对全网进行约束平差。
从而求得国家或独立坐标系下的三维平面坐标。
为确保定位成果的可靠性和准确性,要求联测的已知平面点不得少于两个,已知高程点不得少于三个。
但在实际工作中,某些测区由于历史、经济、自然和人为等原因,测区周围无已知点或已知点数量不足。
在这种情况下,我们可以将该测区gps控制网看作独立网来处理。
下面举例说明。
(一)实测 gps工程简介我院承接的辽宁鞍山黑石砬子铁矿gps控制网可行性方案研究项目就属于这种情形。
测区位于典型的山丘地区,通视不便,测区内只有一个四等已知点(1 号)。
采用gps方法建立了测区平面控制网,如图 1 所示,高程采用几何水准联测。
(二)平差处理方案固定1号已知点三维坐标,在1954北京坐标系内进行三维无约束平差,获取所有待定点的三维平差坐标。
其中1号点的大地高由水准联测和高程异常推算。
在待定点中选择6号点(要求与1号已知点相距最远),与1号已知点联合作为 gps三维基线向量投影至二维平差计算面的转换点体现在 trans.arg文件中,将gps网整体投影至国家或地方坐标系内,为二维平差做准备。
GPS独立坐标网计算方法在工程测量中的应用分析

GPS独立坐标网计算方法在工程测量中的应用分析摘要:针对工程测量的地面控制部分采用GPS独立网平差计算方法,发挥该计算方法的便捷性与高效性特点,以此达到工程测量的实际需求。
通过对平差方法的应用完成GPS设备的埋设与安装,分析GPS独立网平差计算方法的精确度,尽可能的降低影响值,使工程测量结果更加可靠。
关键词:GPS;独立坐标网;计算方法;工程测量引言:GPS是全球定位系统的简称,应用GPS设备布设地面控制方法,这是当前工程测绘的重要手段,利用GPS进行地面网的布设,使基线向量精度更高,发挥GPS全天候作业特点,缩短观测时间。
为了使地面边长和控制点坐标计算结果达到一致,有必要确立独立坐标网,以GPS网点内某个点为挂靠点完成工程测量分析。
1.GPS的工作原理GPS即全球定位系统具有全球性和实时性导航的特点,用户能够在最短时间内获取三维坐标信息,随着GPS技术的不断完善,系统应用已经逐渐趋于民事化,对居民的日常生活和工业生产发挥着至关重要的作用。
工程测量实践中,GPS的发展已经呈现出静态和实时模式,实时快速成型模式具有精度高的特点,目前被用于土木工程测量环节,GPS在数据采集和工程放样期间发挥较好的效果。
关于GPS系统的工作原理,现阶段GPS系统主要是采用差分技术进行改进的系统。
差分定位能够同时应用多个GPS接收设备,一个设备负责接收卫星信号,将已知坐标参考站放置于固定坐标上,其他GPS设备被用于移动站中,负责确定定位标准的实际位置,依据校正点的卫星坐标与距离,将最终的校正数据发送到移动台,移动台依据实际情况确定定位,将GPS与RTK技术联合应用,依靠载波相位差完成对波相数据负载的实时处理,再使用差分法完成计算。
工程测量环节中,面对GPS独立网的计算,一般首选平差方法,通过差分法和平差法的综合应用,强化GPS技术在工程测量中的实际应用效果。
1.GPS独立坐标网计算方法在工程测量中的实践应用2.1设备埋设与安装GPS设备的安装应同时兼顾功能性与舒适性应用需求,选择的安装位置必须具有稳定性,防止自然环境因素对设备造成损坏,确保设备使用效果。
关于GPS网平差中起算数据兼容性的探讨

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关于 GP S网平差中起算数据 兼容性 的探讨
李 振
(中油 辽 河 Z - 程有限公司,辽宁 盘锦 1 2 4 0 1 0)
引言
文献 标 识 码 :A
文 章编 号 : 1 0 0 6 — 7 9 7 3( 2 0 1 3 )0 3 — 0 1 0 2 — 0 2
一
、
近 几 年 来 ,随 着 GP S 技 术 的 日臻 成 熟 ,GP S 技 术 已经
备选假设 J V 。 :O o≠ l
逐渐渗透到航天、航 空、军事 、交通、勘探 、通信 、气象等 领域 中。在这 些领 域中 ,它都是被作为一项重 要的技术 手段
解起算点坐标 的兼容性 。 由于 GP S测量 的结果对于各点之间 的相对精度非常高 , 而我们在布设 GP S控制 网中所采用的起 算 点大部分是我 国在五 、 六十年代 所布设 的三角点及水准 点。 由于 年代 久远及各地 的土质状况 不同 ,引起这些点的沉降及 偏移 。 所以 , 我们在解算 GP S控制 网中进行三维约束 平差 时, 必需考虑起算数据 的兼容性 。
二 、 起 算 点 坐 标 兼 容 性 的 检 验 方 法
1 . 附合 路 线 法
在进行约束平差 时,以三 维无约束 平差所得到 的验后单 位权方差作为先验 的单位权 方差 ,然 后逐 个加入起算数据 ,
当加入某个起算数据时, 所得到的a 与理论值相差很远, 这
GPS网平差实用方式的探讨

GPS网平差实用方式的探讨GPS网平差是一种针对全球卫星定位系统(GPS)测量数据进行处理的方法,可以在对数据进行一定处理后提供更加精确的位置信息和坐标测量数据。
通过平差方法对数据进行处理,可以有效降低误差和提高精度,使得测量数据更加准确可靠。
本文将针对GPS网平差实用方式进行探讨,帮助读者更好地理解GPS网平差的实际应用。
一、建立GPS测量网络GPS测量网络的建立是进行GPS网平差的基础,建立一个完整的GPS测量网络需要满足以下几个条件:准确地确定所有参与站点的坐标,确定测量数据的时间,设置相应的观测方式和观测步骤,遵循合理的测量精度要求等。
当我们建立完整的GPS测量网络后,可以进行数据的采集和处理,这些数据包括参与测量的卫星位置信息,收到的信号强度等。
二、解算卫星位置GPS测量网络需要解算卫星位置,对于GPS数据,卫星位置是很重要的参数。
GPS卫星位置的解算和接收机位置的解算类似,其中需要利用同步卫星信号来计算其位置和运行轨迹。
卫星的位置信息可以通过一些公式和计算方法来获得。
三、制定观测计划在进行GPS测量的时候,对于不同性质的测量任务,需要制定相应的观测计划。
观测计划应该参考测量精度的要求、交通流量、观测站点数量等因素,尽可能地考虑采用不同的观测模式和观测步骤,以提高GPS测量的效率和精读。
在实际工程中,观测计划的制定应该结合多方面的因素,全面综合分析,不断总结经验,以不断提高GPS测量的效果和精度。
四、数据预处理数据预处理是GPS测量和GPS网平差的重要步骤。
在进行GPS测量时,需要进行初始处理,包括通过比较不同观测值的差异来确定卫星位置等,以便获得更加准确的位置信息。
同时,在进行数据预处理时,需要对数据的精度、静态质量、动态质量等指标进行评估,以便可以更好地进行后续数据处理和平差。
五、线性GPS网平差线性GPS网平差是GPS测量数据处理的重要方法之一,主要通过线性代数原理和数学方法来求解GPS测量数据中的未知量。
GPS网平差独立基线的精度分析

GPS网平差独立基线的精度分析在GPS网平差时,基线向量是网平差的基本观测量,GPS基线组合的方式和数量的不同,GPS网的网形也不同,最后的各项精度指标也不同,目前工作中常选取独立和所有基线,通过算例对独立基线进行分析,得出独立基线的精度可靠性较强的结论。
标签:GPS网平差;独立基线;精度分析引言随着经济的快速发展,铁路建设越来越多,GPS技术在铁路勘测中应用越来越广泛。
在GPS数据处理中,以基线向量作为观测值参加平差计算,基线解算不仅用于后续的网平差,同时用于检验观测数据的质量和准确评估GPS平差网的精度可靠性,因此基线向量的优劣和选取很大程度影响着最后的平差精度。
文章主要以独立基线进行对比分析。
1 GPS基线向量的选取根据软件的功能,因所有基线比独立基线总数多,网平差的自由度增大,相对应的单位权方差减小,这就造成独立基线与所有基线精度差别很大。
这种现象与基线数量多少有很大关系,分母为自由度,主要有基线数量构成,分母的变化量远大于分子的变化量,正是由于独立基线的数量少,独立基线网比所有基线网的平差精度整体低。
对于一些范围大、线路长的GPS测量,接收机10台以上仪器,一次同步观测的所有基线向量将是很大的数字。
我们将所有基线和独立基线均参与平差,平差结果到底会是什么情况呢?2 算例分析4 结束语通过算例证明对比分析,GPS网的内部精度高低,不仅受基线质量影响,同时受多余基线数量的影响,因此GPS网平差中的独立基线构网,观测精度较为真实准确,所有基线网平差的精度,只是造成了高精度的假象。
同时不管所有基线网,还是独立基线网,两种方法的最终平差成果都是相同的。
综上所述,在高精度GPS网平差中,应选择独立基线参与平差。
要想真正得到高精度控制网,只能在从增加观测时间,删除多路径效应,删除周跳卫星等等方面入手,选取多余基线提高精度,是不可靠,不真实的。
参考文献[1]李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2005(3).[2]陶本藻.关于单位权方差公式[J].测绘通报,1998(9).。
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( uvyn n p igC m ay yrC iaXbi n ier gC roao , i n 7 0 6 ,C ia S rei a dMapn o p n ,H do h ie E g ei o rtn X ' 10 1 hn ) g n n n p i a A src: ope f aut et e os fneedn nto pl dcm ol i G Saes de.I m iao i pi t ni b t tAcul o js n t d dpnet e r api o m ny n P r t i nc bnt nwt a lai a a m m h oi w k e u d o i hp c o n
式 中 : 归算 到参 考 椭 球 面 上 的 测 距 边 长度 , D 为 m; h 为测 区大 地水 准 面高 出参考 椭球 面 的高差 , m。
( )按 式 ( ) 参考 椭 球 面上 的测 距边 长度 归 3 3把 算 到高 斯 面上 的长度 :
为 挂靠 国家 坐标 系下 的独 立 坐标 系成 果 的几种 约束
摘
70 6 ) 10 1
要: 探讨 了几种 常用 的 G S独立网平差方法 , P 并结合工程应用说 明这些方法在南方 G S软件 中的实现。 P
关键词 : 南方 G S 独立 网 ; P; 约束平差
中 图分 类 号 :V 2 . ;2 4 1 T 2 1 1P 2 . 文 献 标 识 码 : A
的测距 边 长度 : D( 1一 ) () 2
操 作且 价格 合理 , 因此在 中国 国内测绘 界很 受 欢迎 ,
其 G S随 机软件 在 测绘 领域 也被 广泛 应用 。 P 对 于水 利枢 纽地 区以及 重要工 程 建筑 物地 区测
图 , 区 内长度 投影 变形 值 不大 于 5c k 当投影 测 m/m, 变形值 大于 5c k 时可采 用独立 坐标 系统l 。 m/m 2 j
e gn e n n ie r g,raiain o ppiain o hee meho si i e lz t fa lc to ft s t d n GPS s fwae pr uc d b o h S v yn n p ig I sr me .,Lt e o ot r o d e y S ut ure ig a d Ma pn n tu ntCo da r
it u e . nr c d d o
Ke od : P r ue ySu uvy gadM p i su et o , t; needn nto ; osa e aut et yw r sG Spo cdb ot Srei n apn I t m n C . Ld idpnet e r cnt i dajs n d h n g nr w k rn m
水 利水 电工程 多采用 挂靠 在 国家 坐标 系统 下 的独立 坐 标 系 , 用这 种独 立坐 标 系 , 能建 立 和 国家坐标 采 既 系之 间 的联 系 、 使控 制成 果 的用途 更 广泛 , 能控制 又 投 影 变 形 。本 文 将 结 合 G S工 程 实 例 , 论 南 方 P 讨 G S V 44 0 ) P ( . . 0 0 软件 中将 WG 8 S4坐标 系 成 果 转化
Su yo j s n to f n e e d n ew r SS f a e td nAdu t t me Meh d o d p n e t t o ki GP ot r I N n w
L U n I Mi g—b YANG e-q n LU o, Yu i g, En—fng e
收 稿 日期 :0 20 -4 2 1 -1 0
‘ L 象+』 ( 厶 3 1 叶) ) ~ ~
式 中 :y为测 距边 两端 点横 坐标 之 差 , 为 测 距 A m;
作者简介 : 明波 (9 2 , , 刘 18 册 测 绘 师 。 从 事 水 利 水 电测 绘 工作 . 现 .
0 引 言
南 方 G S基 线 处 理 与平 差 软 件 主要 是 对 G S P P
平差方法。 1 实 测 水 平 距 离 的归 化 和 投 影 公 式
( )按 式 ( ) 水平距 离 归算 到工 程面 : 1 1将
星历数 据进 行基 线 处 理 , 将 结 果 进 行 约 束 整 网平 并 差 , 出控 制 网最 后 成 果 。本 软 件 能 处 理 南 方公 司 得
西 北 水 电 ・ 0 2年 ・ 3期 21 第
1 3
文章编号 : 0-21 (02 0—0 1—0 1 6 60 21 )3 03 3 0
南 方 G S软 件 中 的 独 立 网 平 差 方 法 探 讨 P
刘明 杨 波, 跃青, 鹿恩锋
( 国水 电顾 问集 团西北勘测设 计研 究院测绘 工程 大队 , 中 西安
的静态 G S数 据 、 种 进 口 G S接 收机 R N X 标 P 各 P IE 准 格式 的数 据 ¨ 。 由于南 方 G S产 品性 能佳 、 易 J P 容
D : (一 。 D1 竺
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式 中: D为测 距边 水平 距离 , D m; 。为归 算 到测 区工 程 面 的测距 长度 , H m; 。为测 区工程 面 的高程 , m; 为测 距 边高 出大 地 水 准 面 ( 海 平 均 海 水 面 ) 平 黄 的 均 高度 , 为测距 边所 在 法截线 的 曲率半 径 , m; m。 ( )按 式 ( ) 水平 距 离 归算 到 参 考椭 球 面 上 2 2把