GPS測量數(shù)據(jù)處理

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1、第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理GPS接收機采集記錄的是:GPS接收機天線至衛(wèi)星偽距、載波相位和衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)處理過程大致分為:GPS測量數(shù)據(jù)的基線向量解算;GPS基線向量網(wǎng)平差;GPS網(wǎng)平差或與地面網(wǎng)聯(lián)合平。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理目的：將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)測量平差后規(guī)化到參考橢球面上并投影到所采用的平面上，得到點的準(zhǔn)確位置。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r進行數(shù)據(jù)分流，生成四個數(shù)據(jù)文件：載波相位和偽距觀測值文件;星歷參數(shù)文件;電離層參數(shù);UTC參數(shù)文件、測站信息文件.第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理觀測值文件是容量最大的文件。觀測值記錄中有對應(yīng)的衛(wèi)

2、星號，衛(wèi)星高度角和方位角，C／A碼偽距，L，、L2的相位觀測值，觀測值對應(yīng)的歷元時間，積分多普勒記數(shù)，信噪比等。星歷參數(shù)文件包含所有被測衛(wèi)星的軌道位置信息，根據(jù)這些信息可以計算出任一時刻衛(wèi)星的位置。電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件中，電離層參數(shù)用于改正觀測值的電離層影響，UTC參數(shù)用于將GPS時間修正為UTC時間.第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理測站信息文件包含測站名、測站號、測站的概略坐標(biāo)、接收機號、天線號、天線高、觀測的起止時間、記錄的數(shù)據(jù)量、初步定位成果等。經(jīng)數(shù)據(jù)分流后生成的四個數(shù)據(jù)文件中，除測站信息文件外，其余均為二進制數(shù)據(jù)文件。為下一步預(yù)處理的方便，必須將

3、它們解譯成直接識別的文件，將數(shù)據(jù)文件標(biāo)準(zhǔn)化。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是:對數(shù)據(jù)進行平滑濾波檢驗，剔除粗差；統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件(如GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，衛(wèi)星時鐘鐘差標(biāo)準(zhǔn)化，觀測值文件標(biāo)準(zhǔn)化等);找出整周跳變點并修復(fù)觀測值對觀測值進行各種模型改正.第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理基線向量的解算及網(wǎng)平差基線處理完成后應(yīng)對其結(jié)果作以下分析和檢核：①觀測值殘差分析。平差處理時假定觀測值僅存在偶然誤差。理論上，載波相位觀測精度為1％周，即對Ll波段信號觀測誤差只有2mm。因而當(dāng)偶然誤差達1cm時，應(yīng)認(rèn)為觀

4、測值質(zhì)量存在系統(tǒng)誤差或粗差。當(dāng)殘差分布中出現(xiàn)突然的跳變時，表明周跳未處理成功。②基線長度的精度。處理后基線長度中誤差應(yīng)在標(biāo)稱精度值內(nèi)。多數(shù)雙頻接收機的基線長度標(biāo)稱精度為5±lppm·D(mm)，單頻接收機的基線長度標(biāo)稱精度為10±2ppm·D(mm)。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理對于20km以內(nèi)的短基線，單頻數(shù)據(jù)通過差分處理可有效地消除電離層影響，從而確保相對定位結(jié)果的精度。當(dāng)基線長度增長時，雙頻接收機消除電離層的影響將明顯優(yōu)于單頻接收機數(shù)據(jù)的處理結(jié)果.③基線向量環(huán)閉合差的計算及檢核。由同時段的若干基線向量組成的同步環(huán)和不同時段的若干基線向量組成的異步環(huán)，

5、其閉合差應(yīng)能滿足相應(yīng)等級的精度要求。其閉合差值應(yīng)小于相應(yīng)等級的限差值?；€向量檢核合格后，便可進行基線向量網(wǎng)的平差計算(以解算的基線向量作為觀測值進行無約束平差)，平差后求得各GPS之間的相對坐標(biāo)差值，加上基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值，求得各GPS點的坐標(biāo)。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理GPS基線向量的解算利用載波相位觀測值進行單點定位以及在觀測值間求差并利用求差后的差分觀測值進行相對定位的原理和方法。在相對定位中常用雙差觀測值求解基線向量。由雙差觀測值列出誤差方程式，然后利用最小二乘平差原理求解基線向量的方法。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理GPS定位成果:(包括單點定位的坐標(biāo)

6、以及相對定位中解算的基線向量)屬于WGS-84大地坐標(biāo)系.實用的測量成果:往往是屬于某一國家坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系(或叫局部的、參考坐標(biāo)系).參考坐標(biāo)系與WGS-84坐標(biāo)系之間存在著平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理GPS定位結(jié)果的表示方法GPS定位有單點絕對定位和點間相對定位兩種方法，定位結(jié)果的表示形式也隨結(jié)果的性質(zhì)不同而不同，但都以WGS-84坐標(biāo)系作為參考體。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理單點定位:確定的是點在WGS-84坐標(biāo)系中的位置。大地測量中點的位置常用大地緯度B，大地經(jīng)度L和大地高H表示，也常用三維直角坐標(biāo)X、Y、Z表示。相對定位:確定的是點

7、之間的相對位置，因而可以用直角坐標(biāo)差ΔX、ΔY、ΔZ表示，也可以用大地坐標(biāo)差ΔB、ΔL和ΔH表示。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理GPS定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi):(XYZ)與(BLH)之間的轉(zhuǎn)換見第二章§2．1中的公式(2—3)和公式(2—4)。不同坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換:①利用已知重合點的三維直角坐標(biāo)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；②利用已知重合點的三維大地坐標(biāo)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；③利用已知重合點的二維高斯平面坐標(biāo)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；④利用已知重合點的二維大地坐標(biāo)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。第七章GPS測量數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題坐標(biāo)表示方法：經(jīng)緯度和高程，空間直角坐標(biāo)，平面坐標(biāo)和高程。WGS-84

8、坐標(biāo)是經(jīng)緯度和高程;北京54坐標(biāo)是平面坐標(biāo)和高程。清楚轉(zhuǎn)換的嚴(yán)密性問題，在同一個橢球里的轉(zhuǎn)換都