gps静态测量数据处理
GPS实例静态测量及数据处理
GPS实例静态测量及数据处理主要论述GPS基本原理及静态测量应用。
标签：GPS静态0 引言随着我国经济的繁荣；促进了交通事业的发展；公路建设速度和规模也迅猛提高；通车里程及干线公路比重也在逐年加大。
虽然近几年公路建设的标准和质量在提高；但不可否认的是测绘水平还比较落后。
主要表现在测绘方式单一；不能根据道路的不同环境选择合理的测绘方法。
此外；测绘技术含量不高；测绘效率低下；不能满足大规模测绘工作的需要；而且测绘方法通常不被重视；忽视长期的、可持续发展的社会效益。
因此；提高道路测绘管理水平；采取科学有效的方法对道路进行及时测绘；为经济发展提供安全、舒适、畅通的公路基础设施；就显得迫在眉睫。
近年来；全球定位系统（Global Positioning System-GPS）作为新一代的卫星导航定位系统；经过二十多年的发展；已发展成为一种被广泛采用的系统；它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想；目前；它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有领域中；都被作为一项非常重要的技术手段和方法；用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。
特别在交通和地形测量方面尤为突出。
GPS地区虽然开始应用；但在很多技术环节方面还很不成熟；处在摸索阶段。
本文将结合我地区实际；通过试验和研究应用全面系统地GPS测量基层技术；主要研究内容包括以下几个方面:GPS定位原理；GPS静态定位在测量中的应用；布设GPS网；GPS静态的内业处理；GPS注意事项；GPS营口地区点的分布。
1 GPS定位原理GPS（Global Positioning System）主要根据空中卫星发射的信号；确定空间卫星的轨道参数；计算出锁定的卫星在空间的瞬时坐标；然后将卫星看作为分布于空间的已知点；利用GPS地面接收机；接收从某几颗（5颗或5颗以上）中国领土上一般全天候有5-6颗）卫星在空间运行轨道上同一瞬时发出的超高频无线电信号；再经过系统的处理；获得地面点至这几颗卫星的空间距离；用空间后方距离交会的方法；求得地面点的空间位置。
GPS静态数据检算各参数定义
G P S静态数据检算各参数定义Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】GPS静态测量数据处理定义一、基线解算的类型1、单基线解（1）定义：当有台GPS接收机进行了一个时段的同步观测后，每两台接收机之间就可以形成一条基线向量，共有条同步观测基线，其中最多可以选出相互独立的条同步观测基线，至于这条独立基线如何选取，只要保证所选的条独立基线不构成闭和环就可以了。
这也是说，凡是构成了闭和环的同步基线是函数相关的，同步观测所获得的独立基线虽然不具有函数相关的特性，但它们却是误差相关的，实际上所有的同步观测基线间都是误差相关的。
所谓单基线解算，就是在基线解算时不顾及同步观测基线间误差相关性，对每条基线单独进行解算。
（2）特点：单基线解算的算法简单，但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性，不利于后面的网平差处理，一般只用在普通等级GPS网的测设中。
2、多基线解（1）定义：与单基线解算不同的是，多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。
（2）特点：多基线解由于在基线解算时顾及了同步观测基线间的误差相关特性，因此，在理论上是严密的。
（3）多站整体解（绝对坐标）（4）单基线解算的过程（5）利用基线解算软件解算基线向量的过程二、基线解算结果的质量评定指标1、单位权方差因子（1）定义：（2）实质：反映观测值的质量，又称为参考方差因子。
越小越好。
2、RMS - 均方根误差定义：(2）实质：表明了观测值的质量，观测值质量越好，越小，反之，观测值质量越差，则越大，它不受观测条件（观测期间卫星分布图形）的好坏的影响。
3、数据删除率（1）定义：在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。
被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据删除率。
（2）实质：数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。
GPS静态数据检算各参数定义
GPS静态数据检算各参数定义1.GPS观测数据获取GPS观测数据是通过GPS接收机来获取的，GPS接收机接收到来自卫星的信号后，在内部进行处理并输出观测数据。
GPS观测数据包括卫星的位置、卫星的伪距观测值、接收机时钟误差等。
2.数据处理方法GPS静态数据检算的数据处理方法主要包括数据预处理、观测值平差和参数计算等。
数据预处理的目的是通过消除一些误差项，提高数据的准确性。
观测值平差主要是根据最小二乘原理，对观测值进行加权平均，减小误差的影响。
参数计算则是根据预处理和平差后的数据，利用相应的模型和算法计算所需的参数。
3.计算参数定义在GPS静态数据检算中，常用的参数包括：(1)卫星的位置卫星的位置是指卫星在地球空间中的坐标，通常使用地心地固坐标系表示。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用卫星轨道模型和算法计算得到。
(2)接收机的位置接收机的位置是指接收机在地球上的坐标，通常也使用地心地固坐标系表示。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用卫星位置和伪距观测值，利用几何测量原理和算法计算得到。
(3)接收机的时钟误差接收机时钟误差是指接收机内部时钟和卫星时间的差异。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用伪距观测值和卫星位置，利用时钟校准等方法计算得到。
(4)接收机的高度接收机的高度是指接收机所在的海拔高度，通常以海平面为基准。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用大地水准面模型和算法计算得到。
(5)大气延迟大气延迟是指GPS信号在穿过大气层时受到的延迟现象。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用大气延迟模型和算法计算得到。
(6)多路径效应多路径效应是指GPS信号在传播过程中，经过反射、散射等现象导致的信号多次到达接收机。
GPS静态数据检算中，通过观测数据，利用多路径模型和算法计算得到。
4.总结GPS静态数据检算是利用GPS观测数据进行数据处理，计算出各种参数的方法和定义。
通过获取GPS观测数据，进行数据预处理、观测值平差和参数计算等步骤，可以得到卫星位置、接收机位置、接收机时钟误差、接收机高度、大气延迟、多路径效应等参数。
GPS测量静态处理(jp)
GPS测站注意事项：
1.要求测站上空应尽可能的开阔，在15°高度角以上不能有成片的障碍物；
2.为减少各种电磁波对GNSS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰，如电视塔、微波站、高压输电线；
3.为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。
中海达V30仪器介绍：
数据处理的简单流程：
1、运行“HD2003 数据处理软件包”，新建项目，设置控制网等级和坐标系统。
2、导入数据，修改每个观测文件的天线高、天线类型和天线高测量方法。
3、处理全部基线。
对于方差比（Ratio）小于3 和误差大的基线，观察其基线残差图，删除不好的卫星或部分观测数据。
或在“静态基线处理设置”中
设置采样间隔和高度截止角，重新处理此基线。
4、搜索重复基线、基线闭合差、闭合环。
如超限可对误差较大的基线改变设置或以删星或删部分观测数据的方法重新处理。
如果仍然超限，可选择删
除基线。
重新搜索重复基线、基线闭合差、闭合环，直至闭合差符合限差。
5、网图检查，设置平差参数。
6、输入已知点坐标和高程，进行网平差。
7、在处理报告菜单打开“平差文本报告”，打印测量成果。
详细的数据处理方法请阅读《HDS2003 GNSS 数据处理软件使用手册》。
GPSRTK测量及数据处理
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第四章 GPS静态测量在控制测量中的应用
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第一节、测前工作 第二节、实施测量 第三节、数据处理 第四节、测后工作
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第一节、测前工作
一、熟悉项目：一项GPS测量工程项目，往往是由工程
发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出，由GPS 测量队伍具体实施。对于一项GPS测量工程项目，一般 有如下一些要求： 测区位置及其范围：测区的地理位置、范围，控制网的 控制面积。 用途和精度等级：控制网将用于何种目的，其精度要求 是多少，要求达到何种等级。 点位分布及点的数量：控制网的点位分布、点的数量及 密度要求，是否有对点位分布特殊要求的区域。 提交成果的内容：用户需要提交哪些成果，所提交的坐 标成果分别属于哪些坐标系，所提交的高程成果分别属 于哪些高程系统，除了提交最终的结果外，是否还需要 提交原始数据或中间数据等。 时限要求：对提交成果的时限要求，即何时是提交成果 的最后期限。 投资经费：对工程的经费投入数量。 4
三、测绘资料的搜集与整理： 需要收集整理的资料主要包括测区及周边地区 可利用的已知点的相关资料（点之记、坐标等） 和测区的地形图等。 四、仪器的检验: 各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪 器等进行检验，以确保它们能够正常工作。 五、踏勘、选点埋石：综合应用地形图、遥感图、 摄影图和有关点之记进行选点、埋石等设计工 作。
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一）、选点： • 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质 量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10~15 高度角以上不能有成片的障碍物。 • 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在 测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰 源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 • 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离 对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层 建筑、成片水域等。 • 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交 通便利，上点方便的地方。 • 测站应选择在易于保存的地方
实验报告GPS静态测量
实验报告GPS静态测量试验四GPS静态测量一、试验目的试验的目的是使同学了解采纳GPS定位技术建立工程控制网的过程，使所学理论学问与实践相结合，巩固和加深对新学问的理解，增加同学的动手能力，培养同学解决问题、分析问题的能力。
通过学习，应达到如下要求：1、娴熟把握GPS接收机的使用办法，外业观测的记录要求。
选点、埋石的要求。
2、合理分配时段、把握星历预告对时段的要求。
PDOP值的大小对观测精度的影响，图形结构的设计及外业工作。
外业观测时手机或对讲机的合理应用。
3、把握GPS控制测量数据处理处理的流程，能自立完成基线解算及网平差二、试验地点：城市学院校区内，试验学时：4小时三、试验前的预备工作1、试验内容介绍：对试验的任务和意义作好充分了解。
2、使用的仪器及物品：GPS接收机（含电池）、基座、脚架若干台，作业调度表，外业观测手簿，小钢尺，铅笔，安装有传输软件和数据处理软件的计算机，数据传输线若干根，便携式存储器。
3、搜集资料①广泛收集测区及其附近已有的控制测量成绩和地形图资料a．控制测量资料包括成绩表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。
收集资料时要查明施测年月、作业单位、依据规范、坐标系统和高程基准、施测等级和成绩的精度评定。
b．收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年月、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。
c．假如收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不全都，则应收集、收拾这些不同系统间的换算关系。
（注：本试验采纳地科系2022年5月建立的校内控制网资料）①收集有关GPS测量定位的技术要求通过参考测量规范，收集有关的测量技术要求。
GPS测量规范包括：a．《全球定位系统GPS测量规范》GB/T 18314-2022b.《工程测量规范》GB 50026-2022四、GPS控制网的布设1、GPS网图形设计原则①GPS网应按照测区实际需要和交通情况，作业时的卫星情况，预期达到的精度，成绩的牢靠性以及工作效率，根据优化设计原则举行。
GPS静态数据处理
解算基线详解 选择解算全部基线，有自动计算进度条显示如下图47所示
图 47 处理进度
这一解算过程可能等待时间较长，处理过程若想中 断，请点击停止。基线处理完全结束后，网图如下图， 颜色已由原来的绿色变成红色或灰色。基线双差固定 解方差比大于 3 的基线变红(软件默认值 3)，小于 3 的基线颜色变灰色。灰色基线方差比过低，可以进行 重解
图45 加入外业观测数据文件对话框 选择路径中选中存放GPS外业数据文件的文件夹，然后在文件列表 中选中所需要的数据文件，然后单击确定。
然后稍等片刻，调入完毕后，网图如下图 3-5 所示：
5、
数据选择系列中的条件是对基线进行重解的重要条件。可以对高 度截至角和历元间隔进行组合设置完成基线的重新解算以提高基线的 方差比。 “合格解选择”为设置基线解的方法。分别有“双差固定解”、 “双差浮点解”、“三差解”三种，默认设置为双差固定解，为最好 的解算精度。
图41 南方GPS数据处理界面
如果该处理软件为演示版，则必须要求注册，注册 方法为单击“帮助”→“注册”打开如下图42所示界 面。
图42
南方GPS数据处理软件注册界面
在使用单位中任意输入使用单位名称，E－mail中输入电子邮箱，电 子邮箱格式必须正确，在注册码中任意输入16位长的数字或英语字母。 如果注册功能栏出现“Sth 解算”字样后，单击“退出”按钮即可完 成注册。
平差处理：进行整网无约束平差和已知点联合平差。根据以下步骤依 次处理。 （1）自动处理：基线处理完后点此菜单，软件将会自动选择合格基 线组网，进行环闭合差。 （2）三维平差：进行 WGS-84 坐标系下的自由网平差。 （3）二维平差：把已知点坐标带入网中进行整网约束二维平差。但 要注意的是，当已知点 的点位误差太大时，软件会提示如图 54 所示 。在此时点击“二维平差”是不能进行计 算的。用户需要对已知数据进行检合。
GPS静态测量及数据处理ppt课件
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3.6 GPS网的图形设计
同步网是GPS网的一个单元。
由多个同步网相互连接构成了完整的GPS网，这个网也称异 步网。
在上述三种连接方案中，点连式工作量最小， 但同无步重网复的基不线同检连接核方；式边会连出式现工不同作的量异最步大网，的检网形核结条构件。亦异 最步多网，中结，构由也非最同步稳观定测，获定得位的精基线度向较量高构；成混的连闭合式环比称较为灵异 活步，观工测作环量，与简检称异核步条环件。比较适中。在选择测设方案时， 应在从异所步具网备中的，接同步收网机之数间量的和连精接方度式、有工以作下量三大种：小、卫星 运行 状点连态式、：同测步区网条之间件仅等有一方点面相进连接行的权异步衡网。称为点连式异步网。
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3.1 GPS网的精度分级
GPS网的精度设计
精度指标通常是以相邻点间弦长的标准差来表示， 即用GPS边长的固定误差a和比例误差b表示
a2 (b d 106 )2
在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设， 或布设同级全面网。
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3.2 GPS点的密度
《规范》和《规程》对GPS网中两相临点间距离视 其需要作出了规定：相邻点间最小距离应为平均距离 的1/2～1/3；最大距离应为平均距离的2～3倍。
（2）测区地形图或平面图
（3）测区已知控制点点之记
（4）测区已知控制点坐标
（5）技术规范
①《全球定位系统GPS测量规范》 GB/T 18314-2009（简称《规 范》）
②《全球定位系统城市测量技术规 程》CJJ 73-97（简称《规程》）
③《公路全球定位系统（GPS）测 量规范》JTJ/C 066-98
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gps静态测量数据处理
一、基线解算的类型
1、单基线解
（1）定义：当有台GPS接收机进行了一个时段的同步观测后，每两台接收机之间就可以形成一条基线向量，共有条同步观测基线，其中最多可以选出相互独立的条同步观测基线，至于这条独立基线如何选取，只要保证所选的条独立基线不构成闭和环就可以了。
这也是说，凡是构成了闭和环的同步基线是函数相关的，同步观测所获得的独立基线虽然不具有函数相关的特性，但它们却是误差相关的，实际上所有的同步观测基线间都是误差相关的。
所谓单基线解算，就是在基线解算时不顾及同步观测基线间误差相关性，对每条基线单独进行解算。
（2）特点：单基线解算的算法简单，但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性，不利于后面的网平差处理，一般只用在普通等级GPS网的测设中。
2、多基线解
（1）定义：与单基线解算不同的是，多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。
（2）特点：多基线解由于在基线解算时顾及了同步观测基线间的误差相关特性，因此，在理论上是严密的。
（3）多站整体解（绝对坐标）
（4）单基线解算的过程
（5）利用基线解算软件解算基线向量的过程
二、基线解算结果的质量评定指标
1、单位权方差因子
（1）定义：
（2）实质：反映观测值的质量，又称为参考方差因子。
越小越好。
2、RMS - 均方根误差
（1）定义：
（2）实质：表明了观测值的质量，观测值质量越好，越小，反之，观测值质量越差，则越大，它不受观测条件（观测期间卫星分布图形）的好坏的影响。
3、数据删除率
（1）定义：在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。
被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，就是所谓的数据删除率。
（2）实质：数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。
数据删除率越高，说明观测值的质量越差。
4、RATIO
（1）定义：RATIO值为在采用搜索算法确定整周未知数参数的整数值时，产生次最小的单位权方差与最小的单位权方差的比值。
（2）实质：反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性，这一指标取决于多种因素，既与观测值的质量有关，也与观测条件的好坏有关。
5、RDOP
（1）定义：所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹的平方根， RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹（即观测条件）有关，当基线位置确定后，RDOP值就只与观测条件有关了，而观测条件又是时间的函数，因此，实际上对与某条基线向量来讲，其RDOP值的大小与观测时间段有关。
（2）实质：表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响，即取决于观测条件的好坏，它不受观测值质量好坏的影响。
6、同步环闭合差
（1）定义：同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。
（2）实质：由于同步观测基线间具有一定的内在联系，从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0的，如果同步环闭合差超限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的，但反过来，如果同步环闭合差没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。
（3）限值：
，
7、异步环闭合差
（1）定义：由独立基线所组成的闭合环称为异步闭合环，简称异步环异步环的闭合差称为异步环闭合差。
（2）实质：当异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的；当异步环闭合差不满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格，要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过多个相邻的异步环或重复基线来进行。
（3）限值：
8、重复基线较（互）差
（1）定义：不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是所谓重复基线。
这些观测结果之间的差异，就是重复基线较（互）差。
（2）实质：当重复基线较（互）差满足限差要求时，则表明这些基线向量的质量是合格的；否则，则表明这些基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格，要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过多重条件进行。
（3）限值：
三、影响基线解算结果质量的几个主要因素及应对方法
1、影响因素
（1）基线解算时所设定的起点坐标不准确（设定较准确的起点坐标，采用同一点或同一点的衍生点起算）
（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（剔除观测时间太短的卫星）
（3）在整个观测时段里，有个别时间段或个别卫星周跳太多，致使周跳无法完全修复（剔除周跳多的卫星，截去周跳多的时间段）
（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（剔除受多路径影响严重的观测值）
（5）对流层折射或电离层折射影响太大
（6）（模型改正、采用Iono-Free观测值）
2、判别及应对方法：
（1）判别：通过卫星的可见性图和残差图来判别。
（2）应对方法：提供较准确的起点坐标、删卫星和截取时间段。
3、基线解算时常需修改的参数：
（1）参与数据处理的特定时间段的观测值
（2）截止高度角
（3）观测值类型
（4）星历类型
（5）Ratio值限值
（6）观测值编辑因子
（7）电离层折射改正
（8）对流层折射改正
四、网平差的类型及作用
1、无约束平差
定义：GPS网的无约束平差指的是在平差时不引入会造成GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。
常见的GPS网的无约束平差，一般是在平差时没有起算数据或没有多余的起算数据。
作用: 评定GPS网的内部符合精度，发现和剔除GPS观测值中可能存在的粗差；得到GPS网中各个点在WGS-84系下经过了平差处理的三维空间直角坐标；为将来可能进行的高程拟合，提供经过了平差处理的大地高数据。
2、约束平差
定义：GPS网的约束平差指的是平差时所采用的观测值完全是GPS观测值（即GPS基线向量），而且，在平差时引入了使得GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。
作用 :确定所需坐标系下的坐标。
3、联合平差
定义：GPS网的联合平差指的是平差时所采用的观测值除了GPS观测值以外，还采用了地面常规观测值，这些地面常规观测值包括边长、方向、角度等观测值等。
作用：确定所需坐标系下的坐标。
五、平差结果的质量评定指标：相邻点距离中误差
1、单位权方差的检验
2、基线改正数的检验
3、已知坐标的检验。