RTK静态控制测量的原理及使用方法.pdf

1、RTK静 态 控 制 测 量 的 原 理 及 使 用 方 法2017-06-05一 、 RTK静 态 控 制 测 量 的 原 理RTK是 以 载 波 相 位 观 测 量 为 根 据 的 实 时 差 分 GPS测 量 ， 它 能 够 实 时 地 提 供 测站 点 在 指 定 坐 标 系 中 的 厘 米 级 精 度 的 三 维 定 位 结 果 。 RTK测 量 系 统 通 常 由 三 部 分组 成 ， 即 GPS信 号 接 收 部 分 （ GPS接 收 机 及 天 线 ） 、 实 时 数 据 传 输 部 分 （ 数 据 链 ，俗 称 电 台 ） 和 实 时 数 据 处 理 部 分 （ GPS控 制

2、 器 及 其 随 机 实 时 数 据 处 理 软 件 ） 。RTK测 量 是 根 据 GPS的 相 对 定 位 理 论 ， 将 一 台 接 收 机 设 置 在 已 知 点 上 （ 基 准站 ） ， 另 一 台 或 几 台 接 收 机 放 在 待 测 点 上 （ 移 动 站 ） ， 同 步 采 集 相 同 卫 星 的 信 号 。基 准 站 在 接 收 GPS信 号 并 进 行 载 波 相 位 测 量 的 同 时 ， 通 过 数 据 链 将 其 观 测 值 、 卫星 跟 踪 状 态 和 测 站 坐 标 信 息 一 起 传 送 给 移 动 站 ； 移 动 站 通 过 数 据 链 接 收 来 自 基

3、准站 的 数 据 ， 然 后 利 用 GPS控 制 器 内 置 的 随 机 实 时 数 据 处 理 软 件 与 本 机 采 集 的 GPS观 测 数 据 组 成 差 分 观 测 值 进 行 实 时 处 理 ， 实 时 给 出 待 测 点 的 坐 标 、 高 程 及 实 测 精度 ， 并 将 实 测 精 度 与 预 设 精 度 指 标 进 行 比 较 ， 一 旦 实 测 精 度 符 合 要 求 ， 手 簿 将 提示 测 量 人 员 记 录 该 点 的 三 维 坐 标 及 其 精 度 。 作 业 时 ， 移 动 站 可 处 于 静 止 状 态 ， 也可 处 于 运 动 状 态 ； 可 在 已 知

4、点 上 先 进 行 初 始 化 后 再 进 入 动 态 作 业 ， 也 可 在 动 态 条件 下 直 接 开 机 ， 并 在 动 态 环 境 下 完 成 整 周 模 糊 值 的 搜 索 求 解 。 在 整 周 模 糊 值 固 定后 ， 即 可 进 行 每 个 历 元 的 实 时 处 理 ， 只 要 能 保 持 4颗 以 上 卫 星 相 位 观 测 值 的 跟 踪和 必 要 的 几 何 图 形 ， 则 移 动 站 可 随 时 给 出 待 测 点 的 厘 米 级 的 三 维 坐 标 。二 、 RTK静 态 控 制 测 量 的 使 用 方 法1控 制 点 的 布 设为 了 达 到 GPS测 量 高

5、精 度 、 高 效 益 的 目 的 ， 减 少 不 必 要 的 耗 费 ， 在 测 量 中 遵循 这 样 的 原 则 ： 在 保 证 质 量 的 前 提 下 ,尽 可 能 地 提 高 效 率 、 降 低 成 本 。 所 以 对 GPS测 量 各 阶 段 的 工 作 ， 都 要 精 心 设 计 ， 精 心 组 织 和 实 施 。 建 议 用 户 在 测 量 实 施 前 ，对 整 个 GPS测 量 工 作 进 行 合 理 的 总 体 设 计 。总 体 设 计 ， 是 指 对 GPS网 进 行 优 化 设 计 ， 主 要 是 ： 确 定 精 度 指 标 ， 网 的 图 形设 计 ， 网 中 基 线

6、边 长 度 的 确 定 及 网 的 基 准 设 计 。 在 设 计 中 用 户 可 以 参 照 有 关 规范 灵 活 地 处 理 ， 下 面 将 结 合 国 内 现 有 的 一 些 资 料 对 GPS测 量 的 总 体 设 计 简 单 地 介绍 一 下 。1、 确 定 精 度 标 准在 GPS网 总 体 设 计 中 ， 精 度 指 标 是 比 较 重 要 的 参 数 ， 它 的 数 值 将 直 接 影 响 GPS网 的 布 设 方 案 、 观 测 数 据 的 处 理 以 及 作 业 的 时 间 和 经 费 。 在 实 际 设 计 工 作 中 ， 用户 可 根 据 所 作 控 制 的 实 际 需

7、 要 和 可 能 ， 合 理 地 制 定 。 既 不 能 制 定 过 低 而 影 响 网 的精 度 ， 也 不 必 要 盲 目 追 求 过 高 的 精 度 造 成 不 必 要 的 支 出 。2、 选 点选 点 即 观 测 站 位 置 的 选 择 。 在 GPS测 量 中 并 不 要 求 观 测 站 之 间 相 互 通 视 ， 网的 图 形 选 择 也 比 较 灵 活 ， 因 此 选 点 比 经 典 控 制 测 量 简 便 得 多 。 但 为 了 保 证 观 测 工作 的 顺 利 进 行 和 可 靠 地 保 持 测 量 结 果 ， 用 户 注 意 使 观 测 站 位 置 具 有 以 下 的 条

8、件 ： 确 保 GPS接 收 机 上 方 的 天 空 开 阔 GPS测 量 主 要 利 用 接 收 机 所 接 收 到 的 卫星 信 号 ， 而 且 接 收 机 上 空 越 开 阔 ， 则 观 测 到 的 卫 星 数 目 越 多 。 一 般 应 该 保 证 接 收机 所 在 平 面 15 以 上 的 范 围 内 没 有 建 筑 物 或 者 大 树 的 遮 挡 。 周 围 没 有 反 射 面 ， 如 大 面 积 的 水 域 ， 或 对 电 磁 波 反 射 （ 或 吸 收 ） 强 烈 的物 体 （ 如 玻 璃 墙 ， 树 木 等 ） ， 不 致 引 起 多 路 径 效 应 。 远 离 强 电 磁

9、场 的 干 扰 。GPS接 收 机 接 收 卫 星 广 播 的 微 波 信 号 ， 微 波 信 号 都 会 受 到 电 磁 场 的 影 响 而 产生 噪 声 ， 降 低 信 噪 比 ， 影 响 观 测 成 果 。 所 以 GPS控 制 点 最 好 离 开 高 压 线 、 微 波 站或 者 产 生 强 电 磁 干 扰 的 场 所 。 邻 近 不 应 有 强 电 磁 辐 射 源 ， 如 无 线 电 台 、 电 视 发 射天 线 、 高 压 输 电 线 等 ， 以 免 干 扰 GPS卫 星 信 号 。 通 常 ， 在 测 站 周 围 约 200m 的 范围 内 不 能 有 大 功 率 无 线 电 发

10、 射 源 （ 如 电 视 台 、 电 台 、 微 波 站 等 ） ； 在 50m 内 不能 有 高 压 输 电 线 和 微 波 无 线 电 信 号 传 递 通 道 。 观 测 站 最 好 选 在 交 通 便 利 的 地方 以 利 于 其 它 测 量 手 段 联 测 和 扩 展 ； 地 面 基 础 稳 固 ， 易 于 点 的 保 存 。注 意 ： 用 户 如 果 在 树 木 、 觇 标 等 对 电 磁 波 传 播 影 响 较 大 的 物 体 下 设 观 测 站 ，当 接 收 机 工 作 时 ， 接 收 的 卫 星 信 号 将 产 生 畸 变 ， 这 样 即 使 采 集 时 各 项 指 标 ， 如

11、 观测 卫 星 数 、 DOP值 等 都 较 好 ， 但 观 测 数 据 质 量 很 差 。建 议 用 户 可 根 据 需 要 在 GPS点 大 约 300 米 附 近 建 立 与 其 通 视 的 方 位 点 ， 以便 在 必 要 时 采 用 常 规 经 典 的 测 量 方 法 进 行 联 测 。在 点 位 选 好 后 ， 在 对 点 位 进 行 编 号 时 必 须 注 意 点 位 编 号 的 合 理 性 ， 在 野 外 采集 时 输 入 的 观 测 站 名 由 四 个 任 意 输 入 的 字 符 组 成 ， 为 了 在 测 后 处 理 时 方 便 及 准确 ， 必 须 不 使 点 号 重 复

12、 。 建 议 用 户 在 编 号 时 尽 量 采 用 阿 拉 伯 数 字 按 顺 序 编 号 。3、 基 线 长 度GPS接 收 机 对 收 到 的 卫 星 信 号 量 测 可 达 毫 米 级 的 精 度 。 但 是 ， 由 于 卫 星 信 号在 大 气 传 播 时 不 可 避 免 地 受 到 大 气 层 中 电 离 层 及 对 流 层 的 扰 动 ， 导 致 观 测 精 度 的降 低 。 因 此 在 使 用 GPS接 收 机 测 量 时 ， 通 常 采 用 差 分 的 形 式 ， 用 两 台 接 收 机 来 对一 条 基 线 进 行 同 步 观 测 。 在 同 步 观 测 同 一 组 卫 星

13、 时 ， 大 气 层 对 观 测 的 影 响 大 部 分都 被 抵 消 了 。 基 线 越 短 ， 抵 消 的 程 度 越 显 著 ， 因 为 这 时 卫 星 信 号 通 过 大 气 层 到 达两 台 接 收 机 的 路 径 几 乎 相 同 。同 时 ， 当 基 线 越 长 时 ， 起 算 点 的 精 度 对 基 线 的 精 度 的 影 响 也 越 大 。 起 算 点 的精 度 常 常 影 响 基 线 的 正 常 求 解 。因 此 ， 建 议 用 户 在 设 计 基 线 边 时 ， 应 兼 顾 基 线 边 的 长 度 。 通 常 ， 对 于 单 频 接收 机 而 言 ， 基 线 边 应 以 2

14、0公 里 范 围 以 内 为 宜 。 基 线 边 过 长 ， 一 方 面 观 测 时 间 势必 增 加 ， 另 一 方 面 由 于 距 离 增 大 而 导 致 电 离 层 的 影 响 有 所 增 强 。4、 提 高 GPS网 可 靠 性 的 方 法可 以 通 过 下 面 的 一 些 方 法 提 高 GPS网 的 可 靠 性 ：1、 增 加 独 立 基 线 数在 布 设 GPS 网 时 ， 适 当 增 加 观 测 时 段 数 ， 对 于 提 高 GPS 网 的 可 靠 性 非 常 有效 。 因 为 随 着 观 测 时 段 数 的 增 加 ， 所 测 得 的 独 立 基 线 数 就 会 增 加 ，

15、 而 独 立 基 线 数的 增 加 对 网 的 可 靠 性 的 提 高 是 非 常 有 效 的 。2、 保 证 一 定 的 重 复 设 站 次 数保 证 一 定 的 重 复 设 站 次 数 ， 可 确 保 GPS 网 的 可 靠 性 。 一 方 面 ， 通 过 在 同 一 测站 上 的 多 次 观 测 ， 可 有 效 地 发 现 设 站 、 对 中 、 整 平 、 量 测 天 线 高 等 人 为 错 误 ； 另一 方 面 ， 重 复 设 站 次 数 的 增 加 ， 也 意 味 着 观 测 期 数 的 增 加 。 不 过 需 要 注 意 的 是 ，当 同 一 台 接 收 机 在 同 一 测 站

16、上 连 续 进 行 多 个 时 段 的 观 测 时 ， 各 个 时 段 间 必 须 重 新安 置 仪 器 ， 以 更 好 地 消 除 各 种 人 为 操 作 误 差 和 错 误 。3、 保 证 每 个 测 站 至 少 与 三 条 以 上 的 独 立 基 线 相 连 。保 证 每 个 测 站 至 少 与 三 条 以 上 的 独 立 基 线 相 连 ， 这 样 可 以 使 得 测 站 具 有 较 高的 可 靠 性 ， 在 布 设 GPS 网 时 ， 各 个 点 的 可 靠 性 与 点 位 无 直 接 关 系 ， 而 与 该 点 上所 连 接 的 基 线 数 有 关 ， 点 上 所 连 接 的 基

17、线 数 越 多 点 的 可 靠 性 则 越 高 。4、 在 布 网 时 要 使 网 中 所 有 最 小 异 步 环 的 边 数 不 大 于 6 条在 布 设 GPS 网 时 ， 检 查 GPS 观 测 值 基 线 向 量 质 量 的 最 佳 方 法 是 异 步 环 闭 合差 。 而 随 着 组 成 异 步 环 的 基 线 向 量 数 的 增 加 ， 其 检 验 质 量 的 能 力 将 逐 渐 下 降 ， 因此 ， 要 控 制 最 小 异 步 环 的 边 数 。所 谓 最 小 异 步 闭 合 环 ， 即 构 成 闭 合 环 的 基 线 边 是 异 步 的 ， 且 边 数 又 是 最 少 的 。5

18、、 提 高 GPS网 精 度 的 方 法可 以 通 过 下 列 方 法 提 高 GPS网 的 精 度 ：为 保 证 GPS 网 中 各 相 邻 点 具 有 较 高 的 相 对 精 度 ， 对 网 中 距 离 较 近 的 点 一 定 要进 行 同 步 观 测 ， 以 获 得 它 们 间 的 直 接 观 测 基 线 ；为 提 高 整 个 GPS 网 的 精 度 ， 可 以 在 全 面 网 之 上 布 设 框 架 网 ， 以 框 架 网 作 为 整个 GPS 网 的 骨 架 ；在 布 网 时 要 使 网 中 所 有 最 小 异 步 环 的 边 数 不 大 于 6 条 ；若 要 采 用 高 程 拟 合

19、 的 方 法 测 定 网 中 各 点 的 正 常 高 /正 高 ， 则 需 在 布 网 时 选 定一 定 数 量 的 水 准 点 。 水 准 点 的 数 量 应 尽 可 能 的 多 ， 且 应 在 网 中 均 匀 分 布 ， 还 要 保证 有 部 分 点 分 布 在 网 中 的 四 周 ， 将 整 个 网 包 含 在 其 中 ；为 提 高 GPS 网 的 尺 度 精 度 ， 可 采 用 增 设 长 时 间 、 多 时 段 的 基 线 向 量 。6、 布 设 GPS 网 时 起 算 点 的 选 取 与 分 布若 要 求 所 布 设 的 GPS 网 的 成 果 与 旧 成 果 吻 合 最 好 ，

20、则 起 算 点 数 量 越 多 越 好 。若 不 要 求 所 布 设 的 GPS 网 的 成 果 完 全 与 旧 成 果 吻 合 ， 则 一 般 可 选 3 5 个 起 算点 ， 这 样 既 可 以 保 证 新 老 坐 标 成 果 的 一 致 性 ， 也 可 以 保 持 GPS 网 的 原 有 精 度 。为 保 证 整 网 的 点 位 精 度 均 匀 ， 起 算 点 一 般 应 均 匀 地 分 布 在 GPS 网 的 周 围 。 要避 免 所 有 的 起 算 点 分 布 在 网 中 一 侧 的 情 况 或 连 成 一 线 的 情 况 。2、 GPS基 线 解 算1 、 基 线 解 算 的 步

21、骤基 线 解 算 的 过 程 ， 实 际 上 主 要 是 一 个 利 用 最 小 二 乘 法 进 行 平 差 的 过 程 。 平 差所 采 用 的 观 测 值 主 要 是 双 差 观 测 值 。 在 基 线 解 算 时 ， 平 差 要 分 五 个 阶 段 进 行 。 第一 阶 段 ， 根 据 三 差 观 测 值 ， 求 得 基 线 向 量 的 初 值 。 第 二 阶 段 ， 根 据 初 值 及 双 差 观测 值 进 行 周 跳 修 复 。 第 三 阶 段 进 行 双 差 浮 点 解 算 ， 解 算 出 整 周 未 知 数 参 数 和 基 线向 量 的 实 数 解 。 第 四 阶 段 将 整 周

22、 未 知 数 固 定 成 整 数 ， 即 整 周 模 糊 度 固 定 。 在 第 五阶 段 ， 将 确 定 了 的 整 周 未 知 数 作 为 已 知 值 ， 仅 将 待 定 的 测 站 坐 标 作 为 未 知 参 数 ，再 次 进 行 平 差 解 算 ， 解 求 出 基 线 向 量 的 最 终 解 -整 数 解 。2 、 重 复 基 线 的 检 查同 一 基 线 边 观 测 了 多 个 时 段 得 到 的 多 个 基 线 边 称 为 重 复 基 线 边 。 对 于 不 同 观测 时 段 的 基 线 边 的 互 差 ， 其 差 值 应 小 于 相 应 级 别 规 定 精 度 的 22倍 。 而

23、 其 中 任 一时 段 的 结 果 与 各 时 段 平 均 值 之 差 不 能 超 过 相 应 级 别 的 规 定 精 度 。我 们 在 进 行 基 线 处 理 时 经 常 会 遇 到 重 复 基 线 检 查 不 合 格 的 情 况 。 而 造 成 这 种情 况 的 主 要 有 以 下 几 种 情 况 ： 1、 在 架 设 仪 器 时 由 于 对 中 整 平 的 误 差 造 成 （ 该 种情 况 一 般 对 短 基 线 影 响 很 大 ） ， 处 理 该 种 情 况 时 需 要 在 出 外 业 前 对 基 座 进 行 检 查并 且 进 行 外 业 观 测 架 设 仪 器 时 严 格 对 中 整

24、 平 。 2、 由 于 点 号 及 仪 器 高 输 错 、 或 外业 记 录 时 出 错 造 成 （ 这 种 情 况 最 为 普 遍 ， 并 且 由 于 该 种 情 况 还 会 造 成 异 步 环 搜 索时 异 步 环 不 闭 合 ） ， 一 般 来 说 在 软 件 上 比 较 好 检 查 出 出 错 的 观 测 点 ， 例 如 我 们 可以 在 软 件 上 查 看 观 测 数 据 通 过 观 测 数 据 的 初 始 经 纬 度 来 判 定 点 号 是 否 出 错 。 在 搜索 异 步 环 时 往 往 超 限 数 据 非 常 大 。 对 于 这 种 情 况 的 处 理 一 定 要 严 格 外

25、业 观 测 手 簿的 记 录 。3、 闭 合 环 搜 索在 GPS测 量 中 ， 为 了 检 验 GPS野 外 实 测 数 据 的 质 量 ， 往 往 需 要 计 算 GPS网 中同 步 环 或 异 步 环 闭 合 差 。为 了 使 精 度 评 估 更 准 确 ， 往 往 需 要 删 除 一 些 重 复 基 线 ， 通 常 的 软 件 都 要 求 手工 输 入 ， 若 网 较 复 杂 ， 则 工 作 量 就 非 常 庞 大 ， 而 且 错 误 、 遗 漏 也 就 难 以 避 免 。 实际 上 ， 在 软 件 中 ， 可 以 结 合 图 论 的 有 关 知 识 ， 采 用 深 度 优 先 搜 索

26、 的 方 法 搜 索 整 个GPS网 中 的 最 小 独 立 闭 合 环 、 最 小 独 立 异 步 闭 合 环 、 最 小 独 立 同 步 闭 合 环 以 及 手工 选 定 环 路 和 重 复 基 线 。所 谓 最 小 独 立 闭 合 环 ， 具 有 以 下 几 方 面 的 含 义 ：闭 合 环 必 须 是 最 小 的 ， 即 边 数 是 最 少 的 ；闭 合 环 必 须 是 独 立 的 。4、 GPS基 线 向 量 网 平 差在 一 般 情 况 下 ， 多 个 同 步 观 测 站 之 间 的 观 测 数 据 ， 经 基 线 向 量 解 算 后 ， 用 户所 获 得 的 结 果 一 般 是

27、观 测 站 之 间 的 基 线 向 量 及 其 方 差 与 协 方 差 。 再 者 ， 在 某 一 区域 的 测 量 工 作 中 ， 用 户 可 能 投 入 的 接 收 机 数 总 是 有 限 的 ， 所 以 ， 当 布 设 的 GPS网 点 数 较 多 时 ， 则 需 在 不 同 的 时 段 ， 按 照 预 先 的 作 业 计 划 ， 多 次 进 行 观 测 。 而GPS解 算 不 可 避 免 地 会 带 来 误 差 、 粗 差 以 及 不 合 格 解 。 在 这 种 情 况 下 ， 为 了 提 高定 位 结 果 的 可 靠 性 ， 通 常 需 将 不 同 时 段 观 测 的 基 线 向 量

28、 连 接 成 网 ， 并 通 过 观 测 量的 整 体 平 差 ， 以 提 高 定 位 结 果 的 精 度 。 这 样 构 成 的 GPS网 ， 将 含 有 许 多 闭 合 条 件 ，整 体 平 差 的 目 的 ， 在 于 清 除 这 些 闭 合 条 件 的 不 符 值 ， 并 建 立 网 的 基 准 。另 外 ， 不 管 是 静 态 解 算 还 是 动 态 解 算 ， 都 是 在 WGS-84坐 标 系 下 进 行 的 ， 而已 有 的 经 典 地 面 控 制 网 规 模 大 ， 资 料 丰 富 ； 或 者 ， 用 户 只 进 行 小 范 围 的 测 量 ， 需要 的 仅 仅 是 局 部 平

29、 面 坐 标 ； 加 之 ， GPS单 点 定 位 的 坐 标 精 度 较 低 ， 远 远 不 能 满 足高 精 度 测 量 的 要 求 。 而 且 ， 通 常 用 户 需 要 的 是 国 家 坐 标 系 下 的 大 地 坐 标 （ 或 投 影坐 标 ） 或 地 方 坐 标 系 下 的 投 影 坐 标 ， 高 程 坐 标 也 不 再 是 大 地 高 （ 椭 球 高 ） ， 而 是水 准 高 （ 正 高 ） 。 有 时 还 需 要 通 过 高 精 度 GPS网 与 经 典 地 面 网 的 联 合 处 理 ， 加 强和 改 善 经 典 地 面 网 ， 以 满 足 用 户 的 需 要 。 这 样 就

30、 需 要 将 WGS-84之 间 的 坐 标 增 量转 换 到 大 地 坐 标 中 去 ， 从 而 得 到 用 户 所 需 要 的 坐 标 。 由 于 坐 标 系 之 间 的 系 统 参 数不 一 样 以 及 水 准 异 常 等 原 因 ， 这 种 转 换 理 所 当 然 地 会 带 来 误 差 。根 据 平 差 所 进 行 的 坐 标 空 间 ， 可 将 GPS 网 平 差 分 为 三 维 平 差 和 二 维 平 差 。 根据 平 差 时 所 采 用 的 观 测 值 和 起 算 数 据 的 数 量 和 类 型 ， 可 将 平 差 分 为 无 约 束 平 差 约束 平 差 和 联 合 平 差

31、等 。所 谓 三 维 平 差 是 指 平 差 在 空 间 三 维 坐 标 系 中 进 行 。 观 测 值 为 三 维 空 间 中 的 观测 值 ， 解 算 出 的 结 果 为 点 的 三 维 空 间 坐 标 。 GPS 网 的 三 维 平 差 ， 一 般 在 三 维 空 间直 角 坐 标 系 或 三 维 空 间 大 地 坐 标 系 下 进 行 。 所 谓 二 维 平 差 ， 是 指 平 差 在 二 维 平 面坐 标 系 下 进 行 ， 观 测 值 为 二 维 观 测 值 ， 解 算 出 的 结 果 为 点 的 二 维 平 面 坐 标 。所 谓 无 约 束 平 差 ， 指 的 是 在 平 差 时

32、 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 。 所 谓 约 束 平 差 ， 指 的 是 平 差 时 所 采 用 的 观 测 值完 全 是 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 。GPS 网 的 联 合 平 差 ， 指 的 是 平 差 时 所 采 用 的

33、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 。3 、 常 遇 问 题 的 解 决 办 法1 如 何 处 理 不 合 格 基 线通 过 设 置 卫 星 高 度 角 、 采 样 间 隔 、 有 效 历 元 等 参 数 可 以 对 基 线 进 行 优 化 。1 卫 星 高 度 截 止 角卫 星 高 度 角 的 截 取 对 于 数 据 观 测 和 基 线 处 理 都 非 常 重 要 ， 观 测 较 低 仰 角 的 卫星 有 时 会 因 为 卫 星 信 号

34、 强 度 太 弱 、 信 噪 比 较 低 而 导 致 信 号 失 锁 ， 或 者 信 号 在 传 输路 径 上 受 到 较 大 的 大 气 折 射 影 响 而 导 致 整 周 模 糊 度 搜 索 的 失 败 。 但 选 择 较 大 的 卫星 高 度 角 可 能 出 现 观 测 卫 星 数 的 不 足 或 卫 星 图 形 强 度 欠 佳 ， 因 此 同 样 不 能 解 算 出最 佳 基 线 。一 般 情 况 下 处 理 基 线 中 高 度 截 止 角 默 认 设 置 为 20度 。 如 果 同 步 观 测 卫 星 数太 少 或 者 同 步 观 测 时 间 不 足 ， 对 于 短 基 线 来 说

35、， 可 以 适 当 降 低 高 度 角 后 重 新 试 算 ，这 样 可 能 会 获 得 满 足 要 求 的 基 线 结 果 ， 此 时 应 注 意 ， 要 求 测 站 的 数 据 要 稳 定 ， 且环 视 条 件 要 好 ， 解 算 后 的 基 线 应 进 行 外 部 检 核 （ 如 同 步 环 和 异 步 环 检 核 ） 以 保 证其 正 确 性 。如 果 用 默 认 设 置 值 解 算 基 线 失 败 ， 且 连 续 观 测 时 间 较 长 、 观 测 的 卫 星 数 较 多 、图 形 强 度 因 子 GDOP值 较 小 ， 则 适 当 提 高 卫 星 的 高 度 角 重 新 进 行 解

36、 算 可 能 会 得 到较 好 的 结 果 ， 这 主 要 是 观 测 环 境 和 低 仰 角 的 卫 星 信 号 产 生 了 较 严 重 的 多 路 径 效 应和 时 间 延 迟 所 引 起 的 。2 采 样 间 隔一 般 的 接 收 机 具 有 较 高 的 内 部 采 样 率 （ 指 野 外 作 业 设 置 的 数 据 采 集 间 隔 ， 由1秒 至 255秒 自 由 设 置 ， 默 认 为 15秒 ） 。 而 处 理 基 线 中 并 不 是 所 有 的 数 据 都 参与 处 理 ， 而 是 从 中 根 据 优 化 原 则 选 取 其 中 一 部 分 的 数 据 采 样 进 行 处 理 。

37、 采 集 高 质量 的 载 波 相 位 观 测 值 是 解 决 周 跳 问 题 的 根 本 途 径 ， 而 适 当 增 加 其 采 集 密 度 ， 又 是诊 断 和 修 复 周 跳 的 重 要 措 施 ， 因 此 在 采 用 快 速 静 态 作 业 或 者 该 基 线 观 测 时 间 较 短的 情 况 下 ， 可 以 适 当 把 采 样 间 隔 缩 短 。3无 效 历 元在 某 些 情 况 下 ， 例 如 该 卫 星 的 健 康 情 况 恶 劣 ； 或 者 测 站 环 境 不 理 想 、 受 电 磁干 扰 而 导 致 某 些 卫 星 数 据 信 号 经 常 失 锁 ； 又 或 者 低 仰 角

38、的 卫 星 有 时 会 因 为 卫 星 信号 强 度 太 弱 、 信 噪 比 较 低 而 导 致 信 号 失 锁 ， 或 者 信 号 在 传 输 路 径 上 受 到 较 大 的 大气 折 射 影 响 而 导 致 整 周 模 糊 度 搜 索 的 失 败 。 此 时 应 该 对 该 卫 星 的 星 历 进 行 处 理 。通 过 查 看 基 线 详 解 ， 可 以 对 卫 星 观 测 中 周 跳 的 情 况 进 行 检 查 ， 对 于 失 锁 次 数较 多 的 卫 星 或 者 观 测 历 元 数 过 少 的 卫 星 进 行 剔 除 。2如 何 确 定 坐 标 系 统1标 准 坐 标 系 统采 用 标

39、 准 的 WGS-84、 北 京 54以 及 国 家 80坐 标 系 可 以 直 接 在 网 平 差 设 置 里 选择 ， 但 是 必 须 按 要 求 输 入 正 确 的 原 点 经 度 （ 投 影 中 央 子 午 线 ） 。2自 定 义 坐 标 系 统 （ 或 者 工 程 椭 球 ） 已 知 参 数一 般 的 自 定 义 坐 标 系 （ 或 工 程 椭 球 ） 是 从 标 准 的 国 家 坐 标 系 转 换 而 来 ， 大 多数 情 形 下 是 对 加 常 数 或 者 中 央 子 午 线 、 投 影 椭 球 高 重 新 进 行 定 义 ， 因 此 必 须 选 择相 应 的 参 数 ， 包 括

40、 所 用 椭 球 的 参 数 、 加 常 数 、 投 影 中 央 子 午 线 、 投 影 椭 球 高 等 。 未 知 参 数假 如 是 完 全 独 立 自 定 义 的 工 程 坐 标 系 ， 尤 其 是 没 有 办 法 与 国 家 点 联 测 、 又 或者 投 影 变 形 超 过 规 范 要 求 的 ， 可 以 选 用 标 准 椭 球 ， 例 如 北 京 54椭 球 参 数 ， 然 后采 用 固 定 一 点 和 一 个 方 位 角 的 办 法 来 处 理 。 具 体 方 法 如 下 ：采 用 基 线 某 一 端 点 的 单 点 定 位 解 作 为 起 点 ， 然 后 用 高 精 度 的 红 外

41、 激 光 测 距 仪测 出 到 基 线 另 一 端 点 的 边 长 ， 经 过 严 格 的 改 正 后 ， 投 影 到 指 定 高 度 （ 一 般 是 测 区的 平 均 高 程 面 ） ， 然 后 假 定 一 个 方 位 角 （ 一 般 是 采 用 真 北 方 向 ） 算 出 基 线 终 点 的坐 标 ， 以 此 两 点 作 为 约 束 点 ， 然 后 采 用 与 前 面 一 致 的 椭 球 参 数 ， 投 影 椭 球 高 ， 此时 注 意 原 点 经 度 （ 中 央 子 午 线 ） 可 以 采 用 测 区 中 央 的 子 午 线 。 这 样 ， 一 方 面 使 到其 变 形 满 足 规 范

42、要 求 ， 另 一 方 面 在 小 比 例 尺 的 图 上 可 以 与 国 家 标 准 坐 标 系 联 系 起来 。工 程 施 工 单 位 经 常 使 用 的 自 定 义 坐 标 系 统 。 如 果 设 计 单 位 在 测 设 时 候 布 设 了控 制 点 且 提 供 控 制 坐 标 成 果 的 情 况 下 。 施 工 单 位 在 使 用 GPS加 密 控 制 点 的 时 候 进行 网 平 差 就 比 较 简 单 。 我 们 只 需 要 联 测 设 计 院 提 供 的 成 果 进 行 平 差 就 好 。但 是 如 果 设 计 单 位 没 有 提 供 控 制 点 成 果 的 情 况 下 我 们

43、使 用 GPS进 行 控 制 点 的观 测 时 ， 就 一 定 要 确 定 好 坐 标 系 统 。 通 常 我 们 选 择 自 定 义 坐 标 系 统 中 的 第 二 项 即未 知 参 数 的 情 况 进 行 网 平 差 。 例 如 某 大 桥 的 控 制 测 量 我 们 布 设 好 控 制 点 后 进 行 观测 。 数 据 处 理 完 后 进 行 网 平 差 时 。 我 们 就 可 在 某 端 选 取 一 个 点 将 该 点 的 大 地 坐 标（ 经 纬 度 ） 正 算 成 平 面 直 角 坐 标 ， 然 后 用 高 精 度 的 红 外 激 光 测 距 仪 测 出 到 基 线 另一 端 点

44、的 边 长 ， 经 过 严 格 的 改 正 后 ， 投 影 到 指 定 高 度 （ 一 般 是 测 区 的 平 均 高 程 面 ） ，然 后 假 定 一 个 方 位 角 （ 一 般 是 采 用 真 北 方 向 ） 算 出 基 线 终 点 的 坐 标 ， 以 此 两 点 作为 约 束 点 ， 然 后 采 用 与 前 面 一 致 的 椭 球 参 数 ， 投 影 椭 球 高 ， 此 时 注 意 原 点 经 度 （ 中央 子 午 线 ） 可 以 采 用 测 区 中 央 的 子 午 线 。 亦 可 将 该 点 的 平 面 直 角 坐 标 作 为 约 束 点 ，然 后 在 平 差 选 择 中 选 择 角 度 约 束 指 定 另 外 一 端 点 的 坐 标 方 位 角 和 距 离 进 行 约 束平 差