1、GPS测量原理及应用,内容,第1讲 GPS概况 第2讲 GPS测量定位误差源 第3讲 GPS测量定位原理 第4讲 GPS网的布设 第5讲 GPS数据处理 第6讲 GPS水准 第7讲 GPS应用,课程内容,GPS数据处理,1. GPS基线解算,GPS数据处理 GPS基线解算 概述,1.1 概述,GPS数据处理 GPS基线解算 概述,GPS基线解算的内涵,定义 利用多个测站的GPS同步观测数据,确定这些测站之间坐标差的过程 观测值 GPS载波相位观测值(主要) 原始观测值 差分观测值 不同频率的组合观测值 GPS伪距观测值(辅助) 结果 基线向量 精度(中误差)及误差相关性信息(协因数阵),GPS
2、数据处理 GPS基线解算 概述 GPS基线解算的内涵,GPS基线向量的表达方式,地心地固坐标(ECEF) 笛卡儿坐标系 (X, Y, Z) 大地坐标系 (B, L, H) B:纬差; L:经差; H:大地高差 站心地平坐标系 直角坐标系 (N, E, U) N:北方向;E:东方向;U:垂直方向 极坐标系 (S, A, H) S:距离;A:方位角;H:高度角,GPS数据处理 GPS基线解算 概述 GPS基线向量的表达方式,基线解算的分类,基线解算的分类方法 根据数学模型 单基线解、多基线解、整体解(多站网解) 根据观测值类型 L1解、L2解、宽巷(Wide-lane)解、窄巷(Narrow-la
3、ne)解、无电离层影响(Iono-free)解 根据所采用差分观测值的类型 非(零)差解、单差解、双差解、三差解 根据模糊度的确定情况 浮动解、固定解,GPS数据处理 GPS基线解算 概述 基线解算的分类,基线解算的类型,根据数学模型分类 单基线解(Single Baseline/Baseline Mode) 数学模型按单一基线建立 模型简单 不顾及同一时段基线间的误差相关特性 多基线解(Multiple Baseline/Session Mode) 数学模型按时段建立,包括同一时段中一组独立基线 模型较为复杂 顾及同一时段基线间的误差相关特性 整体解(多站网解)(Campaign Mode)
4、 数学模型按整网建立,包括整网中相互独立基线 模型最为严密 顾及同一时段基线间的相关特性 基线之间相互约束,结构强,GPS数据处理 GPS基线解算 概述 基线解算的类型,基线解算的类型,根据(主要)观测值类型分类 L1解:L1载波相位 L2解:L2载波相位 宽巷(Wide-lane)解:宽巷组合观测值 窄巷(Narrow-lane)解:窄巷组合观测值 无电离层影响(Iono-free)解:无对流层影响(Iono-free)组合观测值,GPS数据处理 GPS基线解算 概述 基线解算的类型,基线解算的类型,根据所采用差分观测值的类型 非(零)差解:采用非(零)差观测值 单差解:采用单差观测值 双差
5、解:采用双差观测值 三差解:采用三差观测值 根据模糊度的确定情况 固定解(整数解)(Fixed):模糊度被确定为整数 浮动解(实数解)(Float):模糊度未被确定为整数,GPS数据处理 GPS基线解算 概述 基线解算的类型,1.2 观测值,GPS数据处理 GPS基线解算 观测值,差分观测值的形成,差分方式 站间差分 星间差分 历元间差分,GPS数据处理 GPS基线解算 观测值 差分观测值的形成,差分观测值的形成,站间差分 求差方式 同步观测值在接收机间求差 数学形式特点 消除了卫星钟差影响 削弱了电离层折射影响 削弱了对流层折射影响 削弱了卫星轨道误差的影响,站间差分,GPS数据处理 GPS
6、基线解算 观测值 差分观测值的形成,差分观测值的形成,星间差分 求差方式 同步观测值在卫星间求差 数学形式特点 消除了接收机钟差的影响,星间差分,GPS数据处理 GPS基线解算 观测值 差分观测值的形成,差分观测值的形成,历元间差分 差分方式 观测值在间历元求差 数学形式特点 消去了整周未知数参数,历元间差分,GPS数据处理 GPS基线解算 观测值 差分观测值的形成,单差、双差和三差,单差:站间一次差分 双差:站间、星间各求一次差(共求两次差) 三差:站间、星间和历元间各求一次差(共求三次差),GPS数据处理 GPS基线解算 观测值 单差、双差和三差,1.3 天线的相位中心和天线高,GPS数据
7、处理 GPS基线解算 天线的相位中心和天线高,天线的相位中心,问题 天线相位中心的偏差 天线相位中心的变化(Phase Center Variations - PCV) 解决天线相位中心偏差和变化的方法 天线定向 模型改正,GPS数据处理 GPS基线解算 天线的相位中心和天线高 天线的相位中心,天线的相位中心,相位中心偏差及变化的模型改正(IGS_01.PCV),123456789112345678921234567893123456789412345678951234567896123456789712345678980 0 0 0 0 0 0 0 VENDOR MODEL # DESCRI
8、PTION (AVE) YR/MO/DY|AVE = # in averagenorth east up | L1 Offset (mm)90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 | L1 Phase at40 35 30 25 20 15 10 5 0 | Elevation (mm)north east up | L2 Offset (mm)90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 | L2 Phase at40 35 30 25 20 15 10 5 0 | Elevation (mm)TRIMBLE TRM41249.00 Zephyr Geodet
9、ic with GP NGS ( 4) 01/04/11.3 .5 71.4.0 .6 1.4 2.3 3.2 4.1 4.9 5.6 6.1 6.46.4 6.1 5.5 4.5 3.1 1.3 -.9 .0 .0-.4 .1 68.2.0 -.5 -.6 -.5 -.2 .1 .5 .8 1.0 1.11.0 .9 .6 .2 -.2 -.6 -.8 .0 .0 ASHTECH 700228 ( 3) 96/06/300.5 0.3 79.9 0.0 0.1 0.5 1.2 1.8 2.1 2.1 2.4 3.0 3.3 3.0 2.8 2.6 2.3 1.5 0.7 0.9 0.0 0.
10、0 -1.2 0.8 79.2 0.0 0.4 1.1 1.5 1.6 1.8 2.2 2.3 2.1 2.01.9 1.7 1.5 1.8 2.4 1.6 -1.8 0.0 0.0,文件头,文件体,GPS数据处理 GPS基线解算 天线的相位中心和天线高 天线的相位中心,天线高,定义 标志至平均相位中心所在平面的垂直距离 量取方法 斜高或到某一平面的直高 天线高的改化 手工改化 (见右图) 自动改化 需提供天线类型及量高方法,GPS数据处理 GPS基线解算 天线的相位中心和天线高 天线高,1.4 常用的数据格式,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式,本机格式,定义 接收机存储数据的格
11、式 存储方式 二进制 内容 观测值、广播星历、电离层信息、气象元素 特点 不同厂家的接收机具有不同的本机格式 与接收机配套的数据处理软件(随机软件/商用软件)一般可以直接读取自身本机格式的数据,而不能读取其它厂家的本机格式的数据 不利于多种型号的接收机联合作业,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 本机格式,RINEX格式,定义 与接收机无关的数据交换格式 存储方式 ASCII 内容 观测值、星历(导航信息)、气象数据 特点 通用性强,已成为事实上的标准 利于多种型号的接收机联合作业 大多数软件能够处理,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 RINEX格式,RINEX格式,
12、命名规则 命名规则:8+3文件名例:wh022931.02o,wh022293.02n,ssssdddf.yyt,4字符测站名,年积日,一天内的文件序号(时段号)。 若为0,则表示文件包含当天的所有观测数据,两位年号。 98:1998 00:2000 11:2011,文件类型。 O:观测值 N:星历 M:气象数据 G:GLONASS星历 H:同步卫星GPS载荷的导航电文,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 RINEX格式,RINEX格式,观测值文件的内容,文件头,文件体,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 RINEX格式,2.10 OBSERVATION DATA M
13、(MIXED) RINEX VERSION / TYPE BLANK OR G = GPS, R = GLONASS, T = TRANSIT, M = MIXED COMMENT XXRINEXO V9.9 AIUB 24-MAR-01 14:43 PGM / RUN BY / DATE EXAMPLE OF A MIXED RINEX FILE COMMENT A 9080 MARKER NAME 9080.1.34 MARKER NUMBER BILL SMITH ABC INSTITUTE OBSERVER / AGENCY X1234A123 XX ZZZ REC # / TYPE
14、/ VERS 234 YY ANT # / TYPE4375274. 587466. 4589095. APPROX POSITION XYZ.9030 .0000 .0000 ANTENNA: DELTA H/E/N1 1 WAVELENGTH FACT L1/21 2 6 G14 G15 G16 G17 G18 G19 WAVELENGTH FACT L1/20 RCV CLOCK OFFS APPL4 P1 L1 L2 P2 # / TYPES OF OBSERV18.000 INTERVAL2001 3 24 13 10 36.0000000 TIME OF FIRST OBSEND
15、OF HEADER01 3 24 13 10 36.0000000 0 3G12G 9G 6 -.12345678923629347.915 .300 8 -.353 23629364.15820891534.648 -.120 9 -.358 20891541.29220607600.189 -.430 9 .394 20607605.84801 3 24 13 10 50.0000000 4 41 2 2 G 9 G12 WAVELENGTH FACT L1/2* WAVELENGTH FACTOR CHANGED FOR 2 SATELLITES * COMMENTNOW 8 SATEL
16、LITES HAVE WL FACT 1 AND 2! COMMENTCOMMENT01 3 24 13 10 54.0000000 0 5G12G 9G 6R21R22 -.12345678923619095.450 -53875.632 8 -41981.375 23619112.00820886075.667 -28688.027 9 -22354.535 20886082.10120611072.689 18247.789 9 14219.770 20611078.41021345678.576 12345.567 522123456.789 23456.789 5,RINEX格式,星
17、历文件的内容,2.10 N: GPS NAV DATA RINEX VERSION / TYPE XXRINEXN V2.10 AIUB 3-SEP-99 15:22 PGM / RUN BY / DATE EXAMPLE OF VERSION 2.10 FORMAT COMMENT.1676D-07 .2235D-07 -.1192D-06 -.1192D-06 ION ALPHA.1208D+06 .1310D+06 -.1310D+06 -.1966D+06 ION BETA.133179128170D-06 .107469588780D-12 552960 1025 DELTA-UTC
18、: A0,A1,T,W13 LEAP SECONDSEND OF HEADER6 99 9 2 17 51 44.0 -.839701388031D-03 -.165982783074D-10 .000000000000D+00.910000000000D+02 .934062500000D+02 .116040547840D-08 .162092304801D+00.484101474285D-05 .626740418375D-02 .652112066746D-05 .515365489006D+04.409904000000D+06 -.242143869400D-07 .329237
19、003460D+00 -.596046447754D-07.111541663136D+01 .326593750000D+03 .206958726335D+01 -.638312302555D-08.307155651409D-09 .000000000000D+00 .102500000000D+04 .000000000000D+00.000000000000D+00 .000000000000D+00 .000000000000D+00 .910000000000D+02.406800000000D+06 .000000000000D+00 13 99 9 2 19 0 0.0 .4
20、90025617182D-03 .204636307899D-11 .000000000000D+00.133000000000D+03 -.963125000000D+02 .146970407622D-08 .292961152146D+01-.498816370964D-05 .200239347760D-02 .928156077862D-05 .515328476143D+04.414000000000D+06 -.279396772385D-07 .243031939942D+01 -.558793544769D-07.110192796930D+01 .271187500000D
21、+03 -.232757915425D+01 -.619632953057D-08-.785747015231D-11 .000000000000D+00 .102500000000D+04 .000000000000D+00.000000000000D+00 .000000000000D+00 .000000000000D+00 .389000000000D+03.410400000000D+06 .000000000000D+00,文件头,文件体,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 RINEX格式,RINEX格式,RINEX气象数据文件的内容,2.10 METEOROLOGIC
22、AL DATA RINEX VERSION / TYPE XXRINEXM V9.9 AIUB 3-APR-96 00:10 PGM / RUN BY / DATE EXAMPLE OF A MET DATA FILE COMMENT A 9080 MARKER NAME3 PR TD HR # / TYPES OF OBSERV PAROSCIENTIFIC 740-16B 0.2 PR SENSOR MOD/TYPE/ACC HAENNI 0.1 TD SENSOR MOD/TYPE/ACC ROTRONIC I-240W 5.0 HR SENSOR MOD/TYPE/ACC0.0 0.0
23、 0.0 1234.5678 PR SENSOR POS XYZ/HEND OF HEADER96 4 1 0 0 15 987.1 10.6 89.596 4 1 0 0 30 987.2 10.9 90.096 4 1 0 0 45 987.1 11.6 89.0,文件头,文件体,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 RINEX格式,SP3格式,定义 一种精密星历格式,IGS精密星历采用此格式 存储方式 ASCII 内容 精密星历(每隔15分钟给出1个卫星的位置,有时还给出卫星的速度) 特点 提供精密星历,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 SP3格式,SP3格式,命
24、名规则 命名规则:8+3文件名例:igs11065.sp3(.Z),igr11065.sp3(.Z),tttwwwwd.sp3,精密星历的类型,GPS周,星期 0:星期日 16:星期一 星期六,总为sp3,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 SP3格式,SP3格式,内容,#aP2001 3 18 0 0 0.00000000 96 ORBIT IGS97 HLM IGS # 1106 0.00000000 900.00000000 51986 0.0000000000000 + 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 17 18 19 20 + 21 22
25、 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 4 5 5 5 4 5 5 4 5 4 5 5 5 5 5 5 4 + 5 5 5 4 4 4 4 7 5 4 4 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0
26、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 %c cc cc ccc ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc %c cc cc ccc ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc %f 0.0000000 0.000000000 0.00000000000 0.000000000000000 %f 0.0000000 0.000000000 0.00000000000 0.000000000000000 %i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 %i 0 0 0 0 0 0
27、0 0 0 /* RAPID ORBIT COMBINATION FROM WEIGHTED AVERAGE OF: /* cod emr esa gfz igu jpl ngs sio usn /* REFERENCED TO GPS CLOCK AND TO WEIGHTED MEAN POLE: /* CLK ANT Z-OFFSET (M): II/IIA 1.023; IIR 0.000 * 2001 3 18 0 0 0.00000000 P 1 1137.662333 24450.419935 10434.025839 168.957503 P 2 22554.164846 67
28、01.404774 -12156.548088 -354.131603 P 3 -12835.803249 19823.526060 12033.738279 12.655252 P 4 26036.203647 -5147.508988 -2778.935922 693.981565 P 5 -8981.105708 -20915.047563 -13823.748269 291.406843 P 6 -7243.996679 -19828.275194 16147.726225 -0.315725 P 7 15634.362803 -542.356344 -21103.968489 578
29、.771698,文件头,文件体,GPS数据处理 GPS基线解算 常用的数据格式 SP3格式,1.5 基线解算的基本原理,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的基本原理,基线解算的流程,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的基本原理 基线解算的流程,周跳的探测与应对方法,周跳探测方法 高次差/多项式拟合 Geometry-free组合 其它特别的方法 应对方法 修复 标记,引入新的模糊度参数,GPS数据处理 基线解算的基本原理 周跳的探测与应对方法,接收机同步误差。,基线解算的双差数学模型*,函数模型 双差观测值观测方程(简化)随机模型,相位观测值,单位m。,注:这里选定i为参考星,GP
30、S数据处理 GPS基线解算 基线解算的基本原理 基线解算的双差数学模型,1.6 基线解算的软件操作流程,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的软件操作流程,软件操作流程图,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的软件操作流程 软件操作流程图,基线解算结果的内容,解的类型(三差解,双差解,固定解,浮动解等) 不同系统下的输入、输出坐标 接收机的相关信息(如序列号等) 坐标分量估值的标准偏差 所有坐标参数(包括整周未知数参数等),的相关矩阵或方差-协方差阵 卫星几何形状的信息(如RDOP值等) 信号跟踪记录(数据记录时间、卫星、通道、信号质量等),GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的软
31、件操作流程 基线解算结果的内容,基线解算结果的内容,数据删除率,采样率,数据剔除准则 星历内容综述,健康标志信息 进行的数据预处理措施(如对流层模型) 观测值改正数(残差Residual) 结果统计检验结果 整周未知数的确定结果 解的质量综述,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的软件操作流程 基线解算结果的内容,基线解算结果的作用,是后续数据处理的观测值(GPS基线向量网平差的观测值) 为进行基线向量解算结果质量控制提供素依据,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算的软件操作流程 基线解算结果的作用,1.7 基线解算阶段的质量控制,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制
32、,概述,基线解算阶段质量控制的目的 为后续的数据处理分析提供合格的基线向量结果。 基线解算阶段质量控制的内容 质量评定 通过一系列的指标,对基线向量结果的质量进行评估,发现质量差(不合格的基线)。 质量改善 通过数据处理手段,提高基线向量结果的质量。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 概述,概述,衡量基线向量结果质量的方法 原则 全面性:多角度、多方面:精度、可靠性 科学性:具有严格的理论根据 可操作性:易于使用 指导性:对工作具有指导作用 评定指标 相对指标 无法确切判定质量合格与否 半相对半绝对指标 可确切判定质量是否不合格,却无法确切判定质量是否合格 绝对指标 可确
33、切判定质量合格与否,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 概述,相对质量指标,单位权方差因子 定义实质 又称为参考因子 一定程度地反映了观测值质量的优劣,单位权方差因子,观测值的残差,观测值的权,自由度,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 相对质量指标,相对质量指标,观测值的RMS 定义: 观测值残差的均方根(Root Mean Square)实质 反映了观测值与参数估值间的符合程度 一定程度地反映了观测值质量的优劣 一般认为,RMS越小越好,观测值的均方根误差,观测值的残差,观测值的数量,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 相对质量指
34、标,相对质量指标,数据删除率 定义:在基线解算时,如果观测值的改正数大于某一个阈值时,则认为该观测值含有粗差,则需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值,就是所谓的数据删除率。 实质:数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据删除率越高,说明观测值的质量越差。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 相对质量指标,相对质量指标,RATIO 定义实质 反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性,该值总大于等于1,值越大,可靠性越高。 这一指标取决于多种因素,既与观测值的质量有关,也与观测条件的好坏有关。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制
35、 相对质量指标,相对质量指标,RDOP 定义:所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹( )的平方根,即 RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹(即观测条件)有关,当基线位置确定后,RDOP值就只与观测条件有关了,而观测条件又是时间的函数,因此,实际上对与某条基线向量来讲, 其RDOP值的大小与观测时间段有关。 实质:RDOP表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响,即取决于观测条件的好坏,它不受观测值质量好坏的影响。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 相对质量指标,半相对半绝对质量指标,同步环闭合差 定义 由同步观测基线所组成的闭合环的
36、闭合差。 特点: 理论上:由于同步观测基线间具有一定的内在联系,同步环闭合差在理论上应总是为0。 实践中:只要数学模型正确、数据处理无误,即使观测值质量不好,同步环闭合差将非常小。 实质: 若同步环闭合差超限,则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的 若同步环闭合差没有超限,还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 半相对半绝对质量指标,绝对质量指标,异步环闭合差 定义 由相互独立的基线所组成的闭合环的闭合差。 实质 异步环闭合差满足限差要求时,则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的。 当异步环闭合差不满足限差要求时,
37、则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格。 要确定出哪些基线向量的质量不合格,可以通过多个相邻的异步环或重复基线来判定。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 绝对质量指标,绝对质量指标,复测基线较差(重复基线互差) 定义 不同观测时段,对同一条基线的观测结果,就是所谓重复基线。这些观测结果之间的差异,就是复测基线较差。 实质 复测基线较差满足限差要求时,则表明基线向量的质量是合格的。 复测基线较差不满足限差要求时,则表明复测基线中至少有一条基线向量的质量不合格。 要确定出哪些基线向量的质量不合格,可以通过多条复测基线来判定。,GPS数据处理 GPS基线解算
38、 基线解算阶段的质量控制 绝对质量指标,规范要求,全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314 2001),GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 规范要求,规范要求,全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T 18314 2001),GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 规范要求,影响GPS基线解算结果的几个因素,基线解算时所设定的起点坐标不准确 影响方式:导致基线向量发生偏差 影响程度:少数卫星的观测时间太短 影响方式:导致与该卫星有关的整周未知数固定困难 影响程度:对于基线解算来讲,对于参与计算的卫星,如果与其相关的整周未知数没有准确确定的话,就将
39、严重影响整个基线解算结果的质量,起点坐标的偏差,GPS卫星轨道高度,基线向量的偏差,基线长度,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 影响因素,影响GPS基线解算结果的几个因素,在整个观测时段中,有个别卫星或个别时间段周跳太多,致使周跳修复不完善 影响方式:导致整周未知数固定困难 影响程度:严重影响基线向量的质量 在观测时段内,多路径效应比较严重,观测值的改正数普遍较大 影响方式:导致基线向量质量下降,严重时导致整周未知数固定困难 影响程度 随多路径效应的严重程度,对基线向量质量的影响程度有所不同 多路径效应对基线向量的水平方向影响较大,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算
40、阶段的质量控制 影响因素,影响GPS基线解算结果的几个因素,对流层折射影响或电离层折射影响较大 影响方式:导致基线向量质量下降,严重时导致整周未知数固定困难 影响程度 随大气折射影响的严重程度,对基线向量质量的影响程度有所不同 大气折射影响对基线向量的垂直方向影响较大 其它因素 卫星轨道误差较大 数学模型问题:地球潮汐、地球自转、卫星姿态及天线相位中心问题等,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 影响因素,影响GPS基线解算结果因素的判别,基线起点坐标不准确的判别 无明确的方法 卫星观测时间短的判别 通过卫星可见性图 周跳 通过残差图(残差跳跃),卫星可见性图,上面3幅双差残
41、差图表明SV12存在周跳,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 影响因素的判别,影响GPS基线解算结果因素的判别,多路径效应严重 通过残差图(残差中部分区间成系统性变化,且呈现周日特征) 对流层或电离层折射影响过大 通过残差图(残差中部分区间成系统性变化,但无周日特征),受多路径效应或大气折射影响的残差图,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 影响因素的判别,改善GPS基线解算结果质量的方法,基线起点坐标不准确的应对方法 使用坐标精度高的点作为起算点 获取较为准确坐标的方法 与已知点(IGS跟踪站)联测(可获得分米级以上精度的地心坐标) 长时间单点定位(数小
42、时单点定位,可获得米级精度的地心坐标) 所有基线从一点或由该点衍生出的点起算,基本起算点,衍生点,衍生点,衍生点,衍生点,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 改善质量的方法,改善GPS基线解算结果质量的方法,删卫星、截时段、改变截止高度角 仅有个别卫星残差不正常时,可删卫星 仅有个别子时段观测值残差不正常时,可截时段 当在卫星起落部分的观测值残差不正常时,可改变截止高度角,注意:以上方法都将减少有效的观测数据,从而减弱图形强度,一般不应大量地删除观测数据。,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 改善质量的方法,改善GPS基线解算结果质量的方法,改变其它控制
43、参数 数据删除标准 编辑因子 RATIO之阈值 取消此阈值,用户根据结果判定模糊度固定正确与否 大气折射延迟改正方法或模型 当L2相位为全波长时,可尽量采用Iono-free组合消除电离层折射影响;当L2相位为半波长,对于短基线,可尝试仅使用L1单频数据处理 对于对流层折射,可尝试不同的改正模型,以及天顶对流层延迟参数的估计方法(分段时间长度或随机过程的控制参数) ,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 改善质量的方法,基线精化处理的注意事项,当观测值残差普遍较大,且具有一定系统性趋势时,不宜简单采用剔除观测值的方法,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 精化处理的注意事项,基线精化处理的注意事项,采用Iono-free观测值将改善残差的系统性分布趋势,但残差将会显著增大,究竟是否采用,应更具具体情况决定,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 精化处理的注意事项,Iono-free,单频L1,基线精化处理的注意事项,缩短天顶对流层估计的间隔将改善残差的系统性趋势,但不一定会改善成果,究竟是否采用,应更具具体情况决定 周跳较多时,应采用修复的方法;反之,则采用参数估计的方法 有时,浮动解要比固定解质量好,GPS数据处理 GPS基线解算 基线解算阶段的质量控制 精化处理的注意事项,