1、第九章第九章GPSGPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)處理Data ProcessSlide 2Outline概述概述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備基線解算基線解算網(wǎng)平差網(wǎng)平差Slide 3一、概述數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理的任務(wù)任務(wù)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理的流程流程軟件軟件介紹介紹Slide 41、數(shù)據(jù)處理的任務(wù)數(shù)據(jù)處理的任務(wù)： 由GPS接收機(jī)采集的觀測(cè)值，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，獲得GPS網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)本章的研究對(duì)象： GPS基線向量網(wǎng)，靜態(tài)觀測(cè)Time (0)Time (i)Slide 52、數(shù)據(jù)處理的理論基礎(chǔ)相對(duì)定位的原理和數(shù)學(xué)模型測(cè)量平差的理論（間接平差）坐標(biāo)系統(tǒng)，高程系統(tǒng)Slide 6 GPS

2、 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的分流和處理：觀測(cè)數(shù)據(jù)的分流和處理：3、數(shù)據(jù)處理的流程數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸預(yù)處理預(yù)處理基線解算基線解算實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差Slide 74、軟件介紹精密后處理軟件 GAMITGAMIT、GIPSYGIPSY、BERNESBERNES商用軟件 Trimble： TGO Ashtech： Solution Javad : PCCDU其它 國(guó)內(nèi)GPS有關(guān)高校、公司自行開發(fā)Slide 8二、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備二、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分流數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分流數(shù)據(jù)的預(yù)處理數(shù)據(jù)的預(yù)處理Slide 91 1、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸(9.1.1)(9.1.1)主要任務(wù): 將采集的數(shù)據(jù)

3、傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中文件格式本機(jī)格式：二進(jìn)制文件RINEX格式：ASCII文件，通用格式Slide 10觀測(cè)數(shù)據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)文件內(nèi)容觀測(cè)值文件：原始測(cè)距觀測(cè)值（偽距、載波相位）星歷文件：衛(wèi)星軌道信息電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件：電離層改正參數(shù)和時(shí)間轉(zhuǎn)換參數(shù)測(cè)站信息文件：測(cè)站名稱、觀測(cè)時(shí)間、天線高等Slide 112 2、預(yù)處理、預(yù)處理(9.1.2)(9.1.2) 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波，剔除粗差剔除粗差，刪除無(wú)效，刪除無(wú)效無(wú)用數(shù)據(jù)；無(wú)用數(shù)據(jù)； 統(tǒng)一數(shù)據(jù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式文件格式，將各類接收機(jī)的數(shù)據(jù)文，將各類接收機(jī)的數(shù)據(jù)文件加工成彼此兼容的標(biāo)準(zhǔn)化文件；件加工成彼此兼容的標(biāo)準(zhǔn)化文件； 診斷整診斷

4、整周跳周跳變點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并恢復(fù)整周跳變，使變點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并恢復(fù)整周跳變，使觀測(cè)值復(fù)原；觀測(cè)值復(fù)原；對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行各種對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行各種模型改正模型改正，最常見的是大，最常見的是大氣折射模型改正。氣折射模型改正。預(yù)處理的主要目的是凈化觀測(cè)值，提高觀測(cè)值的“精度”。Slide 12* *數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一GPSGPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化v目的：簡(jiǎn)便計(jì)算，節(jié)省內(nèi)存 解決因時(shí)段、來(lái)源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時(shí)間段內(nèi)平滑的軌道數(shù)據(jù)v方法：用一多項(xiàng)式擬合觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的星歷數(shù)據(jù)),(.)(2210zyxitatataatPniniiiiSlide 13* *數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文

5、件格式的統(tǒng)一衛(wèi)星鐘差的標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星鐘差的標(biāo)準(zhǔn)化v目的：解決因時(shí)段、來(lái)源不同而產(chǎn)生的差異 得到某一時(shí)間段內(nèi)平滑的鐘差數(shù)據(jù)v方法：一般用一多項(xiàng)式擬合202010)()(ttattaatsSlide 14* *數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式的統(tǒng)一觀測(cè)文件的標(biāo)準(zhǔn)化觀測(cè)文件的標(biāo)準(zhǔn)化v記錄格式的統(tǒng)一v記錄項(xiàng)目的統(tǒng)一v采樣密度的統(tǒng)一v觀測(cè)值數(shù)據(jù)單位的統(tǒng)一Slide 15三、基線解算三、基線解算(9.2)(9.2)基線解算的基線解算的原理原理基線解算的基線解算的質(zhì)量控制質(zhì)量控制基線解算的基線解算的影響因素分析影響因素分析Slide 161 1、基線解算的原理、基線解算的原理觀測(cè)值載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值其它數(shù)

6、據(jù)測(cè)站信息（儀器類型，天線類型，天線高信息等）星歷（精密星歷或廣播星歷）結(jié)果基線向量（X, Y, Z）精度評(píng)定 R1 R223 Sj Sk 圖2.3.18 站星雙差Slide 17基線向量解基線向量解基線邊長(zhǎng)基線邊長(zhǎng)基線向量基線向量基線邊長(zhǎng)（左）與基線向量（右）基線邊長(zhǎng)（左）與基線向量（右）u基線邊長(zhǎng)與基線向量基線邊長(zhǎng)與基線向量TiiiiXYZ bTiiiiBLH bTiiiiNEU bSlide 18(1)(1)基線解算原理：相對(duì)定位基線解算原理：相對(duì)定位一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測(cè)值一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測(cè)值)()()()()(1212121212kkjjikikiji

7、jikjNNNNttttt的幾何距離、對(duì)衛(wèi)星、：測(cè)站、kjttttikikijij21)()()()(2121 R1 R223 Sj Sk 圖2.3.18 站星雙差kjikijikijikjNttttt12221112)()()()()(222222222022)()()()()(dZtZzdYtYyXdtXxttiksiksiksikik222222222022)()()()()(dZtZzdYtYyXdtXxttijsijsijsijijkl2jl2km2jm2kn2jn2Slide 19基線解算原理：相對(duì)定位基線解算原理：相對(duì)定位一般的數(shù)據(jù)處理軟件都采用站星雙差觀測(cè)值一般的數(shù)據(jù)處理軟件都

8、采用站星雙差觀測(cè)值 R1 R223 Sj Sk 圖2.3.18 站星雙差線性化：kjjkjkjkikijikijikjNdZnndYmmdXllttttt1222222222202021112)()()()()()()()(kjikijikijikjNttttt12221112)()()()()(Slide 20直接解算基線向量直接解算基線向量)()()()()(1212121212kkjjikikijijikjNNNNtttttbijijijkjkjijlNzyxcbav121212121212121212) 1(bkb1k1k2k12k( (對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、一顆衛(wèi)星對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、一顆衛(wèi)星)

9、)p128bbkkkkjjjj)(2/(sec2/1)(2/(sec2/1020121202012129-109-11Slide 21最小二乘法解算最小二乘法解算mmmmmmlllNNNzyxcbacbacbavvv112131212121121312121212121211211211213121312131212121212121211213121212100010001一個(gè)歷元：對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、一個(gè)歷元：對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、m m顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星，)()()()(1121112112tLtXtAtVSlide 22最小二乘法解算最小二乘法解算對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、對(duì)于兩個(gè)測(cè)站、m m顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星，n n

10、個(gè)歷元：個(gè)歷元：)()()()()()()()()()()()(12121221222122121121112112nnnntLtXtAtVtLtXtAtVtLtXtAtVPlBPBxBxvTT1)(LfmpvvT0驗(yàn)后單位權(quán)中誤差：驗(yàn)后單位權(quán)中誤差：平差值的協(xié)因數(shù)陣：平差值的協(xié)因數(shù)陣：1)(PBTxQSlide 23212212212)()()(zyxb基線長(zhǎng)度精度評(píng)定基線長(zhǎng)度精度評(píng)定)(10)(60121212ppmbmfQmmfQfQzyxfbbbbbbXXTbbT求基線向量長(zhǎng)度的相對(duì)中誤差：求基線向量長(zhǎng)度的相對(duì)中誤差：1200121200121200120212012212012212

11、012)()()(zbzybyxbxbbzzyyxxb平差值的平差值的函數(shù)函數(shù)基線向量基線向量改正數(shù)改正數(shù)基線長(zhǎng)度基線長(zhǎng)度改正數(shù)改正數(shù)基線向量基線向量基線長(zhǎng)度基線長(zhǎng)度Slide 24(2)(2)考慮整周模糊度？考慮整周模糊度？121212LXAV為整數(shù)：整周模糊度未知數(shù)，實(shí)數(shù)：基線向量未知數(shù)，為由兩類未知數(shù)組成NCXXX:采用最小二乘法不能直接解算出模糊度的整數(shù)結(jié)果采用最小二乘法不能直接解算出模糊度的整數(shù)結(jié)果ijijijkjkjijlNzyxcbav121212121212121212) 1(Slide 25模糊度解算的意義模糊度解算的意義初始化初始化 影響最終基線解算的精度影響最終基線解算的

12、精度100 次試驗(yàn)2.2 km 基線雙頻相位數(shù)據(jù)7 顆衛(wèi)星浮點(diǎn)解/實(shí)數(shù)解固定解/整數(shù)解Slide 26第一步是獲得實(shí)數(shù)解（浮點(diǎn)解（浮點(diǎn)解 ）第二步是通過(guò)搜索找到滿足下列關(guān)系的模糊度參數(shù)的整數(shù)值 第三步獲得位置向量的整數(shù)解（固定解）（固定解）(3)(3)基線解算基線解算NCBXAXYNNXQNXCXmin1 NXQNXNXNNN)(1NXXCCCXNQQXNXXNNCNSlide 27實(shí)例實(shí)例min1 NXQNXNXNNN最小次最小PVVPVVRATIOTT/v反映了所確定的整周模糊度的可靠性，該值總大于1，越大越可靠Slide 28練習(xí)題練習(xí)題基線向量解算需要用到哪些數(shù)據(jù)？關(guān)于基線解算，試總結(jié)

13、一下規(guī)范對(duì)它的成果質(zhì)量有哪些規(guī)定？固定解和浮動(dòng)解有什么區(qū)別?GPSGPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)處理TGOSlide 301、準(zhǔn)備資料外業(yè)觀測(cè)文件外業(yè)測(cè)量手簿整理（天線高）控制點(diǎn)資料Slide 312、TGO處理流程軟 件 流 程坐標(biāo)系統(tǒng)編輯建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)導(dǎo)入基線解算質(zhì)量控制網(wǎng)平差Slide 32第一步：坐標(biāo)系統(tǒng)編輯TGO/功能/Coordinate System Manager，進(jìn)入坐標(biāo)管理器 Slide 33第二步：新建項(xiàng)目v新建項(xiàng)目，選擇米制模板，命名，改變坐標(biāo)系統(tǒng)；Slide 34第三步：導(dǎo)入數(shù)據(jù)v導(dǎo)入所有的數(shù)據(jù)，根據(jù)天線高紀(jì)錄編輯點(diǎn)名，天線類型，量測(cè)方式，天線高Slide 35導(dǎo)入數(shù)據(jù)v對(duì)

14、于投影提示確認(rèn)；顯示網(wǎng)型；在視圖中的點(diǎn)標(biāo)記中選擇名稱 顯示點(diǎn)名稱Slide 36第四步：處理基線v設(shè)置基線解算的控制參數(shù)；v可按照默認(rèn)的或修改：（1）高度角限制（2）編輯因子Slide 37基線處理小結(jié)v比率越大越好；比率越大越好；v參考變量和參考變量和RMSRMS越小越好越小越好v限差在限差在“基線處理形式基線處理形式”中設(shè)定中設(shè)定v處理所有的GPS基線，并查看處理質(zhì)量Slide 38使用時(shí)間線編輯器Slide 39調(diào)整未通過(guò)的基線對(duì)于結(jié)果不好的基線：v打開“時(shí)間線”，根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的連續(xù)性選擇剔除部分觀測(cè)值（有周跳）。Slide 40察看基線報(bào)告中的殘差v選中一條基線，打開基線處理報(bào)告v查看

15、殘差圖，對(duì)于有比較大的殘差的衛(wèi)星，到時(shí)間線上去刪除部分觀測(cè)值。Slide 41檢查閉合差v在“報(bào)告”“設(shè)置”閉合環(huán)報(bào)告：對(duì)于長(zhǎng)基線選擇比率，設(shè)置10v打開GPS閉合差報(bào)告，查看是否有失敗的記錄v如果有繼續(xù)編輯基線Slide 42檢查閉合差v選擇重復(fù)基線，閉合環(huán)v報(bào)告導(dǎo)出基線向量vexcel手工檢查是否合格。Slide 43*比較：TGO與中海達(dá)v流程上？v如果某些基線解算失敗，在編輯衛(wèi)星的時(shí)候功能強(qiáng)大（衛(wèi)星時(shí)間圖，殘差值，信噪比）v輸出重復(fù)基線，閉合差復(fù)雜（手工EXCEL）v規(guī)范的等級(jí)不明確Slide 44總結(jié)：基線解算階段的質(zhì)量控制總結(jié)：基線解算階段的質(zhì)量控制質(zhì)量控制的目的為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分

16、析提供合格的基線向量結(jié)果質(zhì)量控制的內(nèi)容質(zhì)量評(píng)定質(zhì)量評(píng)定通過(guò)一系列的指標(biāo)，對(duì)基線向量結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)不合格的基線。質(zhì)量改善質(zhì)量改善通過(guò)數(shù)據(jù)處理的手段，提高基線向量的質(zhì)量。Slide 45質(zhì)量控制的指標(biāo)質(zhì)量控制的指標(biāo)(1)單位權(quán)方差因子(2)觀測(cè)值的RMS(3) RATIO(4)同步環(huán)閉合差(5)異步環(huán)閉合差(6)重復(fù)基線較差相對(duì)指標(biāo)相對(duì)指標(biāo)半相對(duì)，半相對(duì)，半絕對(duì)指標(biāo)半絕對(duì)指標(biāo)絕對(duì)指標(biāo)絕對(duì)指標(biāo)相對(duì)指標(biāo)無(wú)法確切判定質(zhì)量合格與否半相對(duì)，半絕對(duì)可確切判定質(zhì)量是否不合格，不可確切判定質(zhì)量合格絕對(duì)指標(biāo)可確切判定質(zhì)量合格與否Slide 46（1 1）單位權(quán)方差因子）單位權(quán)方差因子fPVVT0定義定義又

17、稱為參考因子/參考方差一定程度的反映了觀測(cè)值質(zhì)量的好壞觀測(cè)值的權(quán)觀測(cè)值的殘差自由度Slide 47（2 2）觀測(cè)值的）觀測(cè)值的RMS RMS 1nVVRMST定義定義一般認(rèn)為，RMS越小越好一定程度的反映了觀測(cè)值質(zhì)量的好壞觀測(cè)值的殘差觀測(cè)值數(shù)目Root Mean Square 均方根均方根“RMS：?jiǎn)晤l0.03米,不能大于0.04米,雙頻0.02米，不能大于0.03”Slide 48（3 3）RATIORATIO定義定義反映了所確定的整周模糊度的可靠性，該值總大于1，越大越可靠最小次最小PVVPVVRATIOTT/“RATIO：應(yīng)大于3,不能小于1.5米”Slide 49舉例說(shuō)明：舉例說(shuō)明：S

18、lide 50舉例說(shuō)明舉例說(shuō)明Slide 51（4 4）同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差v定義由同步基線所組成的閉合環(huán)的閉合差v特點(diǎn)-理論上，由于同步觀測(cè)基線具有內(nèi)在的聯(lián)系，該值應(yīng)總為0；-實(shí)踐上，只要模型正確，數(shù)據(jù)處理無(wú)誤，即使觀測(cè)質(zhì)量很差，也很?。?若超限，說(shuō)明基線中至少一條錯(cuò)誤-若合格，不能說(shuō)明基線質(zhì)量都合格ZYXZYX,限差規(guī)定限差規(guī)定p1225nWx 53nW 222zWyWxWW5nWy 5nWz 1B2B3BnBSlide 52規(guī)范要求規(guī)范要求全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（）測(cè)量規(guī)范（GB/T 18314 2001）Slide 53（5 5）異步環(huán)閉合差）異步環(huán)閉合差v定

19、義由非同步（獨(dú)立）的基線所組成的閉合環(huán)的閉合差v特點(diǎn)-滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明組成異步環(huán)的基線的質(zhì)量都合格-不滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明至少一條基線向量的質(zhì)量不合格-要確定哪些基線質(zhì)量不合格，可以通過(guò)多個(gè)相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線判斷ZYXZYX,Slide 54（6 6）重復(fù)基線互差）重復(fù)基線互差v定義不同觀測(cè)時(shí)段，對(duì)同一條觀測(cè)基線的結(jié)果，即重復(fù)基線，這些結(jié)果之間的差異即重復(fù)基線互差v特點(diǎn)-滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明組成基線的質(zhì)量合格-不滿足限差要求時(shí)，說(shuō)明至少一條基線向量的質(zhì)量不合格Slide 55規(guī)范要求規(guī)范要求全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范（）測(cè)量規(guī)范（GB/T 18314 2001）Sli

20、de 56影響基線解算結(jié)果的因素影響基線解算結(jié)果的因素基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周模糊度無(wú)法準(zhǔn)確確定在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段里周跳太多。導(dǎo)致周跳修復(fù)不完善。在觀測(cè)時(shí)段里，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大。對(duì)流層或電離層折射影響過(guò)大。Slide 57影響因素的判別影響因素的判別起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確 ？觀測(cè)時(shí)間太短 衛(wèi)星可見視圖周跳太多多路徑效應(yīng)嚴(yán)重對(duì)流層或電離層折射影響過(guò)大殘差圖Slide 58衛(wèi)星可見視圖衛(wèi)星可見視圖Slide 59殘差圖反映的基線解算質(zhì)量殘差圖反映的基線解算質(zhì)量殘差圖就是根據(jù)觀測(cè)值的殘差繪制的一種圖表。殘差（周）時(shí)間0.

21、000.100.10SV12-SV15殘差（周）時(shí)間0.00100.002-100.00SV12-SV15殘差（周）時(shí)間0.001.001.00SV12-SV25T1（周）T2（周）Slide 60改善質(zhì)量的方法改善質(zhì)量的方法刪衛(wèi)星；截時(shí)段；改變截止高度角；改變其他控制參數(shù)；數(shù)據(jù)刪除的標(biāo)準(zhǔn)：編輯因子RATIO的閾值大氣折射延遲改正方法或模型Slide 61基線解算基線解算數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸預(yù)處理預(yù)處理基線解算基線解算網(wǎng)平差網(wǎng)平差三差三差基線解算基線解算質(zhì)量評(píng)定質(zhì)量評(píng)定ijijijkjkjijlNzyxcbav121212121212121212) 1(RatioRatio重復(fù)基線

22、重復(fù)基線同步環(huán)同步環(huán)異步環(huán)異步環(huán)RMSRMS調(diào)整參數(shù)；調(diào)整參數(shù)；刪除低質(zhì)量觀測(cè)刪除低質(zhì)量觀測(cè)yesnoSlide 62練習(xí)與思考練習(xí)與思考基線解算是在什么坐標(biāo)系下進(jìn)行的？GPS測(cè)量以后能得到控制點(diǎn)的WGS-84精確坐標(biāo)嗎？同一條基線在WGS-84坐標(biāo)系下和在北京54坐標(biāo)系下的基線向量一樣嗎？Slide 63四、四、GPSGPS定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換P132TiiiiXYZ bTiiiiBLH bTiiiiNEU bSlide 64轉(zhuǎn)換的區(qū)別轉(zhuǎn)換的區(qū)別坐標(biāo)系變換坐標(biāo)系變換基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換Slide 65基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)

23、系平面直角坐標(biāo)系基準(zhǔn)一基準(zhǔn)一基準(zhǔn)二基準(zhǔn)二Slide 66七參數(shù)模型七參數(shù)模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換AAAAAAxyzBBBBBBZZYYXXRRRmZZYYXX000000)()()()1 (基線轉(zhuǎn)換。基線轉(zhuǎn)換。P20P133，134AAAxyzZYXBBBZYXRRRmTTTZYX)()()()1 (AAAxyzZYXBBBZYXRRRmTTTZYX000000)()()()1 (坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換Slide 67實(shí)際中使用七參數(shù)的問(wèn)題實(shí)際中使用七參數(shù)的問(wèn)題TiiiiXYZ b七參數(shù)模型七參數(shù)模型轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)公共點(diǎn)公共點(diǎn)),(ZYX),(HLB),(HyxSlide 68三維問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題三

24、維問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題TiiiiXYZ byxbHLBZYX,yxLB,二維基線向量二維基線向量三維基線向量三維基線向量P134135136Slide 69說(shuō)明說(shuō)明P134， P135， P136，利用一個(gè)公共點(diǎn)將利用一個(gè)公共點(diǎn)將GPSGPS網(wǎng)平移到地面網(wǎng)；網(wǎng)平移到地面網(wǎng)；利用一條公共基線旋轉(zhuǎn)；利用一條公共基線旋轉(zhuǎn)；利用地方橢球參數(shù)計(jì)算大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo)利用地方橢球參數(shù)計(jì)算大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo), ,投影成二維坐標(biāo)；投影成二維坐標(biāo)； 9-41 9-47 9-50Slide 70結(jié)論結(jié)論: :二維平差二維平差/ /坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換利用公共點(diǎn)求兩個(gè)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換mxyyxyxyxttttts/尺度差尺度

25、差殘余的定向差殘余的定向差轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換后的GPS基線向量基線向量地面坐標(biāo)系下地面坐標(biāo)系下的基線向量的基線向量（待求）（待求） 9-79Slide 71軟件處理中的解決軟件處理中的解決TiiiiXYZ byxb引入已知點(diǎn)引入已知點(diǎn)得到各點(diǎn)的坐標(biāo)得到各點(diǎn)的坐標(biāo)地方坐標(biāo)系的參數(shù)地方坐標(biāo)系的參數(shù)Slide 72五、五、GPSGPS定位數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)平差定位數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)平差概述GPS網(wǎng)平差的分類無(wú)約束平差約束平差聯(lián)合平差GPS網(wǎng)平差的處理過(guò)程Slide 731 1、概述、概述數(shù)據(jù)處理基線解算基線解算網(wǎng)平差網(wǎng)平差ZYX,ZYX,原始觀測(cè)值原始觀測(cè)值網(wǎng)平差需要解決的問(wèn)題：網(wǎng)平差需要解決的問(wèn)題：消除GPS網(wǎng)幾何

26、上的不一致性閉合條件 重復(fù)條件 附合條件評(píng)定GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精度確定點(diǎn)在指定參照系下的坐標(biāo)引入位置基準(zhǔn)引入其它的起算條件Slide 742 2、網(wǎng)平差的分類、網(wǎng)平差的分類根據(jù)平差的維數(shù)根據(jù)平差的維數(shù)三維平差：在三維空間中進(jìn)行二維平差：在二維平面上進(jìn)行根據(jù)參與平差的觀測(cè)值和約束條件根據(jù)參與平差的觀測(cè)值和約束條件自由網(wǎng)平差:觀測(cè)值全為GPS觀測(cè)值，已知條件不使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引其的變形約束平差:觀測(cè)值全為GPS觀測(cè)值；已知條件使網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引其的變形聯(lián)合平差:觀測(cè)觀測(cè)值除了GPS觀測(cè)值已外，還包括其它常規(guī)幾何觀測(cè)值Slide 75TGO第五步：自由網(wǎng)平差v選擇基準(zhǔn)v編輯平差樣式，修改天線高

27、度誤差0.002，對(duì)中誤差0.001v進(jìn)行平差v平差結(jié)束后，查看平差報(bào)告是否通過(guò)Slide 76TGO第六步：約束平差n在平差平差/ /基準(zhǔn)基準(zhǔn)選擇當(dāng)?shù)赝队盎鶞?zhǔn)當(dāng)?shù)赝队盎鶞?zhǔn)。n選擇平差選擇平差/ /觀測(cè)值，輸入已知點(diǎn)坐標(biāo)觀測(cè)值，輸入已知點(diǎn)坐標(biāo)。Slide 77TGO進(jìn)行約束平差進(jìn)行約束平差進(jìn)行平差，通過(guò)結(jié)果報(bào)告看未知點(diǎn)坐標(biāo)，及坐標(biāo)誤差分量、 邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差等。Slide 78中海達(dá)軟件中海達(dá)軟件Slide 79GPS中的網(wǎng)平差過(guò)程中的網(wǎng)平差過(guò)程三維自由網(wǎng)三維自由網(wǎng)平差平差二維約二維約束平差束平差基線解算基線解算坐標(biāo)結(jié)果坐標(biāo)結(jié)果檢測(cè)觀測(cè)的精度檢測(cè)觀測(cè)的精度引入起算數(shù)據(jù)引入起算數(shù)據(jù)Slide 80

28、3 3、三維無(wú)約束平差、三維無(wú)約束平差定義定義： 平差在WGS-84三維空間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行，平差時(shí)不引入使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測(cè)量所引起的變形的外部約束條件作用作用： 評(píng)定GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度，發(fā)現(xiàn)和剔除GPS觀測(cè)值中可能存在的粗差Slide 81)()()()()()(000000ijijijijijijZiZjZijYiYjYijXiXjXijdZdZvZdYdYvYdXdXvX網(wǎng)平差的誤差方程網(wǎng)平差的誤差方程ijijijijijijZZZYYYXXX觀測(cè)方程觀測(cè)方程誤差方程誤差方程ijjiijLEdXEdXV000000100010001100010001jiijjiijjiijZY

29、XZYXZYXZZZYYYXXXddddddvvvjjjiiiijijij9-51ijPSlide 82* *三維平差中引入基準(zhǔn)三維平差中引入基準(zhǔn) 如果不引入起算基準(zhǔn)PAANLXAVT基準(zhǔn)選取的途徑： (1)長(zhǎng)時(shí)間單點(diǎn)定位 (2)已知的高級(jí)GPS點(diǎn) (3)秩虧自由網(wǎng)平差EEEEGT.100.100010.010001.0010000iiiiiiiiiZYXZYXdZdYdX0dBGT不存在1NSlide 83* *平差以后：統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)平差以后：統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)22/12022/PVVPVVTT驗(yàn)后單位權(quán)方差和先驗(yàn)單位權(quán)方差的一致性！觀測(cè)定權(quán)和模型是否恰當(dāng)先驗(yàn)的單位權(quán)方差平差前預(yù)先設(shè)定，通常設(shè)定為

30、1檢驗(yàn)2目的：目的：Slide 84* *其他的質(zhì)量控制指標(biāo)其他的質(zhì)量控制指標(biāo)GPS基線向量的殘差（改正數(shù)）規(guī)范中規(guī)定在無(wú)約束平差中，基線分量的改正數(shù)絕對(duì)值應(yīng)滿足下式:ZYXVVV,333ZYXVVV000000100010001100010001jiijjiijjiijZYXZYXZYXZZZYYYXXXddddddvvvjjjiiiijijijSlide 85TGO第五步：自由網(wǎng)平差v修改加權(quán)策略，或者禁止粗差基線，再進(jìn)行平差v直到通過(guò)Slide 864 4、約束平差、約束平差在國(guó)家（地方）大地坐標(biāo)系中進(jìn)行約束條件：固定坐標(biāo)、固定大地方位角和固定空間弦長(zhǎng)分為二維約束平差和三維約束平差Sli

31、de 87（1 1）三維約束平差）三維約束平差約束條件是什么？觀測(cè)值是什么？未知數(shù)是什么？觀測(cè)方程是什么？地面坐標(biāo)系下地面坐標(biāo)系下的長(zhǎng)度、方位的長(zhǎng)度、方位WGS-84坐標(biāo)坐標(biāo)系下的基線向系下的基線向量量地方坐標(biāo)系下地方坐標(biāo)系下的基線向量的基線向量/坐坐標(biāo)標(biāo)Slide 88誤差方程誤差方程jDZYXjGiDZYXiGXRkXXXRkXX),()1 (),()1 (00地方坐標(biāo)系的地方坐標(biāo)系的坐標(biāo)坐標(biāo)基線向量基線向量WGS-84)(,()1 (iDjDZYXijGXXRkXijijijjiijLRkXXXV0Slide 89約束條件方程：固定點(diǎn)約束條件方程：固定點(diǎn)TkB000設(shè)設(shè)k k點(diǎn)為固定點(diǎn)，

32、點(diǎn)為固定點(diǎn)，點(diǎn)在它在地面網(wǎng)中的坐點(diǎn)在它在地面網(wǎng)中的坐標(biāo)標(biāo)則其坐標(biāo)約束條件為：則其坐標(biāo)約束條件為：Slide 90約束條件方程：固定邊長(zhǎng)約束條件方程：固定邊長(zhǎng)222)()()(ikikikikZYXD設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的空間邊長(zhǎng)：設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的空間邊長(zhǎng)：0000ikikikikikikikikikikikDZYXDZDYDXDSlide 91約束條件方程：固定方位角約束條件方程：固定方位角).(coscossincoscos)sin(cos)(jjkjjkjkkjjjjikHNLLBBBBLLBHNarctg設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的大地方位角設(shè)已知兩點(diǎn)在地面網(wǎng)中的大地方位角：Slide

33、92（2 2）二維約束平差）二維約束平差原因原因： 約束條件：固定坐標(biāo)BJ54/80 觀測(cè)值： WGS-84 H不精確，影響平差結(jié)果高程異常解決解決 以國(guó)家（地方）坐標(biāo)系中的一個(gè)已知點(diǎn)和一個(gè)已知 基線方向作為起算數(shù)據(jù)，將基線向量觀測(cè)值轉(zhuǎn)換到二維平面（或球面）上，然后進(jìn)行二維約束平差，平差時(shí)僅存在尺度差和定向誤差 P135， P136，Slide 93說(shuō)明說(shuō)明P134， P135， P136，利用一個(gè)公共點(diǎn)將利用一個(gè)公共點(diǎn)將GPSGPS網(wǎng)平移到地面網(wǎng)；網(wǎng)平移到地面網(wǎng)；利用一條公共基線旋轉(zhuǎn)；利用一條公共基線旋轉(zhuǎn)；利用地方橢球參數(shù)計(jì)算大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo)；利用地方橢球參數(shù)計(jì)算大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo)； 9-

34、41 9-47 9-50Slide 94二維約束平差原理二維約束平差原理觀測(cè)方程：約束條件：邊長(zhǎng)，方位角LSYXXTS尺度差尺度差殘余的定向差殘余的定向差轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)換后的GPS基線向量基線向量地面坐標(biāo)系下地面坐標(biāo)系下的基線向量的基線向量（待求）（待求）mxyyxyxyxttttts/Slide 955 5、GPS網(wǎng)平差的過(guò)程網(wǎng)平差的過(guò)程提取基線向量三維無(wú)約束平差質(zhì)量分析與控制約束平差/聯(lián)合平差質(zhì)量分析與控制三維自由網(wǎng)三維自由網(wǎng)平差平差二維約二維約束平差束平差基線解算基線解算坐標(biāo)結(jié)果坐標(biāo)結(jié)果Slide 96練習(xí)題練習(xí)題1 1、約束平差和無(wú)約束平差有什么區(qū)別？、約束平差和無(wú)約束平差有什么區(qū)別？2 2、三維平差和二維平差有什么區(qū)別？、三維平差和二維平差有什么區(qū)別？3 3 、基線解算是在、基線解算是在_坐標(biāo)系下進(jìn)行的。三維無(wú)約束坐標(biāo)系下進(jìn)行的。三維無(wú)約束平差是在平差是在_坐標(biāo)系下進(jìn)行的。二維約束平差是坐標(biāo)系下進(jìn)行的。二維約束平差是在在_坐標(biāo)系下進(jìn)行的。坐標(biāo)系下進(jìn)行的。4 4、無(wú)約束平差通過(guò)而約束平差未通過(guò)，說(shuō)明、無(wú)約束平差通過(guò)而約束平差未通過(guò)，說(shuō)明 ？A A已知數(shù)據(jù)誤差大觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差大星歷數(shù)已知數(shù)據(jù)誤差大觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差大星歷數(shù)據(jù)誤差大。據(jù)誤差大。5 5 、GPSGPS網(wǎng)實(shí)施坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后的質(zhì)量取決于兩個(gè)主