GPS靜態測量數據處理

一、基線解算的類型

   1、單基線解

  （1）定義：當有臺GPS接收機進行了一個時段的同步觀測后，每兩臺接收機之間就可以形成一條基線向量，共有條同步觀測基線，其中zui多可以選出相互獨立的條同步觀測基線，至于這條獨立基線如何選取，只要保證所選的條獨立基線不構成閉和環就可以了。這也是說，凡是構成了閉和環的同步基線是函數相關的，同步觀測所獲得的獨立基線雖然不具有函數相關的特性，但它們卻是誤差相關的，實際上所有的同步觀測基線間都是誤差相關的。所謂單基線解算，就是在基線解算時不顧及同步觀測基線間誤差相關性，對每條基線單獨進行解算。

  （2）特點：單基線解算的算法簡單，但由于其解算結果無法反映同步基線間的誤差相關的特性，不利于后面的網平差處理，一般只用在普通等級GPS網的測設中。

   2、多基線解

   （1）定義：與單基線解算不同的是，多基線解算顧及了同步觀測基線間的誤差相關性，在基線解算時對所有同步觀測的獨立基線一并解算。

   （2）特點：多基線解由于在基線解算時顧及了同步觀測基線間的誤差相關特性，因此，在理論上是嚴密的。

   （3）多站整體解（坐標）

   （4）單基線解算的過程

   （5）利用基線解算軟件解算基線向量的過程

二、基線解算結果的質量評定指標

    1、單位權方差因子

   （1）定義：

   （2）實質：反映觀測值的質量，又稱為參考方差因子。越小越好。

    2、RMS - 均方根誤差

   （1）定義：

  （2）實質：表明了觀測值的質量，觀測值質量越好，越小，反之，觀測值質量越差，則越大，它不受觀測條件（觀測期間衛星分布圖形）的好壞的影響。

    3、數據刪除率

   （1）定義：在基線解算時，如果觀測值的改正數大于某一個閾值時，則認為該觀測值含有粗差，則需要將其刪除。被刪除觀測值的數量與觀測值的總數的比值，就是所謂的數據刪除率。

   （2）實質：數據刪除率從某一方面反映出了GPS原始觀測值的質量。數據刪除率越高，說明觀測值的質量越差。

    4、RATIO

    （1）定義：RATIO值為在采用搜索算法確定整周未知數參數的整數值時，產生次zui小的單位權方差與zui小的單位權方差的比值。

    （2）實質：反映了所確定出的整周未知數參數的可靠性，這一指標取決于多種因素，既與觀測值的質量有關，也與觀測條件的好壞有關。

    5、RDOP

   （1）定義：所謂RDOP值指的是在基線解算時待定參數的協因數陣的跡的平方根， RDOP值的大小與基線位置和衛星在空間中的幾何分布及運行軌跡（即觀測條件）有關，當基線位置確定后，RDOP值就只與觀測條件有關了，而觀測條件又是時間的函數，因此，實際上對與某條基線向量來講，其RDOP值的大小與觀測時間段有關。

   （2）實質：表明了GPS衛星的狀態對相對定位的影響，即取決于觀測條件的好壞，它不受觀測值質量好壞的影響。

    6、同步環閉合差

   （1）定義：同步環閉合差是由同步觀測基線所組成的閉合環的閉合差。

   （2）實質：由于同步觀測基線間具有一定的內在，從而使得同步環閉合差在理論上應總是為0的，如果同步環閉合差超限，則說明組成同步環的基線中至少存在一條基線向量是錯誤的，但反過來，如果同步環閉合差沒有超限，還不能說明組成同步環的所有基線在質量上均合格。

   （3）限值：

                                          ，

    7、異步環閉合差

   （1）定義：由獨立基線所組成的閉合環稱為異步閉合環，簡稱異步環異步環的閉合差稱為異步環閉合差。

   （2）實質：當異步環閉合差滿足限差要求時，則表明組成異步環的基線向量的質量是合格的；當異步環閉合差不滿足限差要求時，則表明組成異步環的基線向量中至少有一條基線向量的質量不合格，要確定出哪些基線向量的質量不合格，可以通過多個相鄰的異步環或重復基線來進行。

   （3）限值：

   8、重復基線較（互）差

  （1）定義：不同觀測時段，對同一條基線的觀測結果，就是所謂重復基線。這些觀測結果之間的差異，就是重復基線較（互）差。

  （2）實質：當重復基線較（互）差滿足限差要求時，則表明這些基線向量的質量是合格的；否則，則表明這些基線向量中至少有一條基線向量的質量不合格，要確定出哪些基線向量的質量不合格，可以通過多重條件進行。

  （3）限值：

   三、影響基線解算結果質量的幾個主要因素及應對方法

   1、影響因素

  （1）基線解算時所設定的起點坐標不準確（設定較準確的起點坐標，采用同一點或同一點的衍生點起算）

   （2）少數衛星的觀測時間太短，導致這些衛星的整周未知數無法準確確定（剔除觀測時間太短的衛星）

   （3）在整個觀測時段里，有個別時間段或個別衛星周跳太多，致使周跳無法*修復（剔除周跳多的衛星，截去周跳多的時間段）

   （4）在觀測時段內，多路徑效應比較嚴重，觀測值的改正數普遍較大（剔除受多路徑影響嚴重的觀測值）

   （5）對流層折射或電離層折射影響太大

   （6）（模型改正、采用Iono-Free觀測值）

    2、判別及應對方法：

   （1）判別：通過衛星的可見性圖和殘差圖來判別。

   （2）應對方法：提供較準確的起點坐標、刪衛星和截取時間段。

    3、基線解算時常需修改的參數：

   （1）參與數據處理的特定時間段的觀測值

   （2）截止高度角

   （3）觀測值類型

   （4）星歷類型

   （5）Ratio值限值

   （6）觀測值編輯因子

   （7）電離層折射改正

   （8）對流層折射改正

   四、網平差的類型及作用

   1、無約束平差

   定義：GPS網的無約束平差指的是在平差時不引入會造成GPS網產生由非觀測量所引起的變形的外部起算數據。常見的GPS網的無約束平差，一般是在平差時沒有起算數據或沒有多余的起算數據。

   作用: 評定GPS網的內部符合精度，發現和剔除GPS觀測值中可能存在的粗差；得到GPS網中各個點在WGS-84系下經過了平差處理的三維空間直角坐標；為將來可能進行的高程擬合，提供經過了平差處理的大地高數據。

   2、約束平差

   定義：GPS網的約束平差指的是平差時所采用的觀測值*是GPS觀測值（即GPS基線向量），而且，在平差時引入了使得GPS網產生由非觀測量所引起的變形的外部起算數據。

  作用 :確定所需坐標系下的坐標。

   3、聯合平差

   定義：GPS網的聯合平差指的是平差時所采用的觀測值除了GPS觀測值以外，還采用了地面常規觀測值，這些地面常規觀測值包括邊長、方向、角度等觀測值等。

   作用：確定所需坐標系下的坐標。

  五、平差結果的質量評定

   指標：相鄰點距離中誤差

   1、單位權方差的檢驗

   2、基線改正數的檢驗

   3、已知坐標的檢驗