GPS静态观测和解算

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GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简 称，中文简称“球位系”，它是由美国水陆空联合研制的新一代 的卫星定位导航系统。它主要是由空间部分、地面控制部分以 及用户设备部分组成，有GPS终端、传输网络和监控平台等几 个必备的元素。 2 GPS在测绘领域的应用
GPS在测绘中的应用非常广泛，主要应用在：陆地地形测 量、地球地理学的研究、地区性测量的控制网的联测、海洋测 量、精密工程测量、工程变形监测和低级测量等。测地型接收机 主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载 波相位观测值 进行相对定位，定位精度高。仪器的零部件要求 较为严格，组成比较复杂，维修较为困难，造价非常高。根据使 用用途和精度，又分为静态（单频）接收机和动态（双频）接收机 即RTK。 3 GPS静态观测技术
GPS静态观测的具体实施步骤：首先要明确观测的具体目 标，以及需要得出的数据是为那个领域所用。在明确了观测的 具体目标之后要根据目标圈定的观测区域，了解该区域的主要 道路交通状况，水域的分布状况，主要的植被的种植分布状况。 要详细了解观测控制点的分布，以及该区域居民区的分布，有 必要的话还要了解待观测区域的居民的民族禁忌、风土人情， 以便更好地开展观测工作。前期准备工作还要尽可能地搜集准 备观测地区的各种地图、交通旅行图、地形图等各种图表，为观 测提供参考依据；搜集原来观测控制点得出的各种数据；搜集 观测区域与观测相关的地质数据、气象数据、交通数据、通讯数 据等；还要搜集城乡行政区域的划分以及行政村的区域划分
（5）外业观测主要的工作。天线的安置、开机观测、气象参 数的测定、观测数据的记录。天线的安置应考虑在正常点位上， 天线应架设在三角支架上，安置在标志中心的上方直接对中， 注意检查天线基座上的圆水准气泡是否平整。在遇到有干扰且 不能排除干扰的特殊点位，为防止观测的信号的中断可以选择 偏心观测。天线还应设置正向标志，标志应该指向正北，从而减 弱相心偏差的影响，偏差一般不超过3°～5°。在遇到特殊天 气安装天线时，需要根据当时的天气对天线进行保护或者加 固。如在大风天气安装时要对三角架以及天线进行固定，在雷 击天气要对天线进行接地处理，防止雷击。开机观测时首先确 认连接准确无误后才启动接收机。开机后的接收机显示正常之 后输入有观测站的时段控制性息；接收机开始记录数据时应随 时关注工作卫星的数量、信号的强弱以及相位观测的残差等； 在一个观测时段内不允许重新启动，在自行测试过程中，在没 有出现故障的前提下，不允许改变卫星的高度角；不允许改变 天线的位置，采样时间的间隔；不允许删除文件。每一个观测时 段中都要对开始、中间以及结束的数据进行记录，当时段较长 时可适当增加观测的频率。观测过程中要对观测设备的供电以 及各个仪器的运行状况进行高度关注。雷雨天气中应关机停 测，对观测过程中产生的数据要实时记录，认真保管为后面的 数据分析提供依据。
的 发 电 机 局 部 放 电 信 号 去 噪 [J]. 中 国 电 机 工 程 学 报 ， 2003，23(6)：137-142. [2] 张德丰.MATLAB小波分析[M]，机械工业出版社，2009. [3] 黄 成 军 ，郁 惟 鏮.基 于 小 波 分 解 的 自 适 应 滤 波 算 法 在 抑 制 局 部 放 电 窄 带 周 期 干 扰 中 的 应 用[J].中 国 电 机 工 程 学 报 ， 2003，21(1):107-111.
测绘作为社会发展以及国家基础设施建设的前哨性工作， 为国家的经济发展以及社会进步做出了很大的贡献。利用其测 绘的成果可以为能源类资源的开发，水利交通等大型基础设施 的建设，土地的综合利用，灾难的预警以及灾害分析等领域所 用。测绘在我国有几千年的发展历史，尤其是进入新中国以来， 测绘领域受到党和国家的高度重视，其技术取得了长足的进 步，伴随着空间科学、信息技术以及计算机的迅猛发展，尤其是 GPS的导入彻底改变了传统的测绘方式。 1 GPS的定义及其构成
（3）选点的同时要对所选的点位进行埋标。埋标的标石必 须稳固，可长期使用。在埋标完成后需要绘制点位的网图。
（4）点位设定好后就要开始具体的观测工作。观测工作是 GPS测量的外部作业中最主要的部分，在观测的开始之前对外 业观测进行计划的拟定，以便于高精确度、高效率地完成数据 采集任务。观测计划所涉及的主要内容有：第一，编制卫星可 预见性报图。在高度角大于15°的限制条件下，输入测区中心 某一测站的的概略坐标，输入日期和时间。大约使用不超过20 天的星历记录就可以编制可预见性报图。第二，卫星的几何图 形强度。在GPS定位中观测卫星与地面观测点之间的几何图形 其强度因子用空间强度因子PDOP表示，无论是绝对位置还是 相对位置的PDOP不能大于6。第三，选择最佳的观测时机。当卫
技术与市场 第18卷第9期2011年
技术研发
GPS静态观测和解算
马义祥
（南宁方位测绘有限公司，广西 南宁 530022）
摘 要：伴随着我国信息化程度的不断提高，GPS的应用领域不断拓宽，在测绘领域引入GPS之 后极大程度地提高了测绘 的准确性以及测绘的效率，尤其是引入GPS静态观测以来，测绘技术可谓是进入了一个新的时代。 文章从GPS静态观测与 动 态 观 测 的 区 别 入 手 ，着 重 分 析 GPS静 态 观 测 的 优 点 以 及 具 体 操 作 步 骤 。 关 键 词 ：测 绘 ；GPS； 静 态 观 测 ； 结 算 doi:10.3969/j.issn.1006- 8554.2011.09.025
（6）根据选定的各尺度最优基小波进行相应尺度的信号分 解和重组。
逐层最优小波算法能较好的抑制白噪，更大地提升信噪 比，更好的抑制波形失真，有效地保留局部放电信号的波形特 征，从而在后续的信号处理环节中有效地避免脉冲误检。 5 结语
本文重点介绍小波分析的概念与理论，从算法和实际应用 出发，探讨多尺度分析和逐层最优小波选择算法在电力设备绝 缘检测工作中的效果。 参考文献： [1] 左 问 ，张 毅 刚 ，郁 惟 镛 ，等.基 于 小 波 与 隐 式 马 尔 科 夫 模 型
4 GPS观测数据的解算 4.1 对于数据的预处理
预处理的目的就是对原始数据进行编辑、加工整理分流， 并产生各种专用的信息文件，为进一步平差计算做准备。主要 的工作内容有：数据传输，即将观测数据传输到其他的储存介 质之上；数据分流，对原始数据进行筛分，删除一些没有意义的 文件，形成专用信息文件；统一数据的文件格式；卫星轨道的标 准化；探测周跳，修复载波相位的观测值；对观测值进行必要的 修改，但不得改变数据的真实性。 4.2 解算的具体方法
等，之尽最大的努力在观测前就对被观测地区有一个较为全 面的真实的较为详细的了解，为以后的观测以及数据分析做好 前期准备工作。
（1）这些前期的准备工作完成后就要进入到观测的计划阶 段。首先是进行技术方面的准备，需要对前期所搜集的数据在 进行分析的基础之上确定GPS控制网的精密度，并完成控制网 的基准设计，控制网的图形设计以及控制网的精度预计。根据 这些设计需要配套准备相应的仪器以及与之配套的计算机系 统；准备机动设备以及必要的通讯设备；完成施工前的物料准 备、人员准备、人员的具体分工以及工程的预算。
（2）根据这些计划开始施工，首先是选点。选择点位时应该 综合考虑该点位是否有利于后期的施工，是否方便于一些较大 设备的安装，视野是否开阔，在周围15°以上是否有遮挡物，要 防止遮挡物将GPS信号吸收从而影响了观测的结果；点位的选 择还要考虑远离无线电发射源，如电视台、微波站、气象站等， 远离的距离最小不低于200 m，远离高于输送电线路50 m以上， 尽可能的避免强磁波对GPS信号的干扰，确保观测数据真实有 效；点位的附近还不应该有大面积的水域或者强烈干扰卫星信 号的物体，以确保卫星信号的接收，避免出现多路效应；此外， 点位的选择还要综合考虑交通的方便问题以及设备地基的稳 固问题等。选点的工作人员要根据前期计划的要求进行选点， 最终形成的网型要有利于同步观测以及边点连接等问题。当有 的点位需要水准联测时要进行实地踏勘水准路线。
（2）计算A1的能量E1=(∑a21.i)/2； （3）从基小波库中选择另一基小波{Ψj:j=2,3,…,n2}，重复步 骤1和2，计算尺度系数Aj={aj,k:j=2,3,…,n2,k=1,2,3,…,nj}及能量 {Ej,j=2,3,…,n2}； （4）从能量{Ej,j=1,2,3,…,n}中选择其中最大能量，以其对应 的基小波作为第一层信号分解中的最优小波，以此对信号进行 分解，计算第一层分解中的最优小波系数，对应的最优尺度系 数为Aop,1={aop1, j:j=1,2,3,…,n1}； （5）若第k层的最优小波分解尺度系数为Aop,k，令X=Aop,k，重 复之前的步骤，计算出第k层分解的最优基小波；
楚— — —湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C].2005. [2] 田 鹏,杨 松 林,王 成 龙.基 于 小 波 消 噪 的 时 序 分 析 改 进 法 在
GPS变 形 监 测 中 的 应 用 [J].测 绘 科 学 ,2005. [3] 沈兴明,刘港,熊忠招.GPS虚拟参考站边缘区域进行转换参
基线解算一般采用的是多站、多段自动处理的方式，一般 采用双差相位观测值，卫星星历的广播坐标也可以作为基线结 算的起算依据。在多台地面接收装置的同步观测同一时段中可 以采用单基线模式进行解算。同一等级的GPS，根据基线长短 不同可以采用不同的数据处理模型。 参考文献： [1] 马耀昌,辛国.GPS测量误差与数据处理的质量控制[A].测绘荆