GPS数据处理课件
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第一章(绪论) GPS数据处理课件 吉长东
• 1、产生的背景
• 1）军事需要； • 2）无线电导航技术、卫星技术、计算机和通信技术； • 3）经济发展。 反向观测方案
第一代卫星导航系统的基本工作原理
• 2、第一代卫星导航定位系统
主要有： • 1)美国NNSS－卫星多普勒导航系统 • 2)前苏联CICADA－卫星多普勒导航系统 • 3)中国－北斗导航系统
卫星：是设置无线电导航发射机的理想位置，在适当轨道上的卫星星座
可以使导航信号覆盖整个地球。
吉长东(qq群:214030419待定,email:wn1529@) 辽宁工程技术大学测绘学院
GPS原理与应用> 〉绪论> 导航定位系统发展回顾
（二）、卫星导航定位系统（星基无线电导航系统）
最初：卫星三角测量，卫星是动态观测目标！
吉长东(qq群:214030419待定,email:wn1529@) 辽宁工程技术大学测绘学院
GPS原理与应用> 〉绪论> 专业术语
常用专业术语（续）
• （补）GPS的英文定义
By W.Wooden in 1985：
“The Navistar Global Positioning System (GPS) is an all-weather space-based navigation system under development by the Department of Defense (DOD) to satisfy the requirements for the military forces to accurately determine their Position, velocity, and time in a common reference system, anywhere on or near the Earth on a continuous basis.” 即导航卫星授时与测距/全球 定位系统
《GPS数据处理》PPT课件
12
〔3〕高程异常点的数量：假设要用零次多项式进展高程拟 合时，要确定1个参数，因此，需要1个以上的点；假设要采 用一次多项式进展高程拟合，要确定3个参数，需要3个以上 的点；假设要采用二次多项式进展高程拟合，要确定6个参 数，那么需要6个以上的点。 〔4〕分区拟合法：假设拟合区域较大，可采用分区拟合的 方法，即将整个GPS网划分为假设干区域，利用位于各个区 域中的点分别拟合出该区域中的各点的高程异常值，从而确 定出它们的正常高。以下图是一个分区拟合的示意图，拟合 分两个区域进展，以虚线为界，位于虚线上的点两个区域都 采用。
13
四、移动曲面法 对待插点建立权函数： 权的引入是为了在移动时根据待插点到点的距离给出各点
的不同的影响程度，两点越近影响越大、它并不像测量平差 中的权是由误差定义的。目前在DEM中广泛使用的权函数 有：
14
一般对某一待插点
， 假设点满足
可利用用这些点参加内插，那么称以待插点为圆心，半径为R 的圆形移动窗口曲面内插。
设移动到第J个内插点时，欲利用落入该点移动窗口内的m个 数据点的高程异常〔 i＝ 1,2,…m〕，以以下多项式 计算第j个待插点的高程异常值。
15
在m个点上建立误差方程 式中， 令：
16
应用最小二乘原理 可得法方程 据此求出各个系数，进地球重力场模型是根据卫星跟踪数据。地面重力数据、 卫星测高数据等重力场信息、由地球扰动位的球谐函数级数 展开式求高程异常。
《GPS数据处理》PPT课 件
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〔3〕高程异常点的数量：假设要用零次多项式进展高程拟 合时，要确定1个参数，因此，需要1个以上的点；假设要采 用一次多项式进展高程拟合，要确定3个参数，需要3个以上 的点；假设要采用二次多项式进展高程拟合，要确定6个参 数，那么需要6个以上的点。 〔4〕分区拟合法：假设拟合区域较大，可采用分区拟合的 方法，即将整个GPS网划分为假设干区域，利用位于各个区 域中的点分别拟合出该区域中的各点的高程异常值，从而确 定出它们的正常高。以下图是一个分区拟合的示意图，拟合 分两个区域进展，以虚线为界，位于虚线上的点两个区域都 采用。
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四、移动曲面法 对待插点建立权函数： 权的引入是为了在移动时根据待插点到点的距离给出各点
的不同的影响程度，两点越近影响越大、它并不像测量平差 中的权是由误差定义的。目前在DEM中广泛使用的权函数 有：
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一般对某一待插点
， 假设点满足
可利用用这些点参加内插，那么称以待插点为圆心，半径为R 的圆形移动窗口曲面内插。
设移动到第J个内插点时，欲利用落入该点移动窗口内的m个 数据点的高程异常〔 i＝ 1,2,…m〕，以以下多项式 计算第j个待插点的高程异常值。
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在m个点上建立误差方程 式中， 令：
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应用最小二乘原理 可得法方程 据此求出各个系数，进地球重力场模型是根据卫星跟踪数据。地面重力数据、 卫星测高数据等重力场信息、由地球扰动位的球谐函数级数 展开式求高程异常。
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GPS数据处理培训教材PPT实用课件(共66页)
数据采集采集方式：采集间隔和定位间隔、高度角；
选择Start longging at power up，则可实现开机自动
开始静态测量功能；
选择数据记录方式（持续记录或整点间断记录）；
当内存满时是否自动删除数据；
2.天宝接收机静态记录设置
Config配置文件 可以把已经设置好的配置生成文 件，直接调用。 下图中的两个配置文件分别是默 认配置和当前配置。
2.天宝接收机静态记录设置
软件连接后界面：
2.天宝接收机静态记录设置
• General选项 此选项可以设置: • GPS观测卫星高度角； • L2C、L5、GLONASS的可用性； • WAAS/EGNOS的可用性； • 内存格式化
2.天宝接收机静态记录设置
Log data数据记录选项
点击
，出现如图界面，可以设置静态
天宝原始数据：.dat格式和.t02格式， 两种格式都可用，静态数据如果存在手 部中，可直接用u盘拷贝到电脑。 如数据记录在接收机内，需要用lemo口 转串口线连接，用datatransfer软件传 输至电脑
3.数据传输
4.原始数据转rinex
流程： （1）下载或者收集天线几何尺寸资料，igs或者官方彩页资料。 （2）审查原始记录文件，天线高，点名，时段等。 （3）修改所有天线高到天线座底部。
4.原始数据转rinex
打开Convert To Rinex软件，点击文件，选择要转换的数据
修改文件名为日期+点号：rinex files name
4.原始数据转rinex
Marker name 为点名
4.原始数据转rinex
天线量测点：antenna measurement point，apc为天线相 位中心，arp为参考点中心
GPSRTK测量及数据处理ppt课件
2）、特点：同步图形扩展式的布网形式具有扩展速度快， 图形强度较高，且作业方法简单的优点。同步图形扩展 式是布设GPS网最常用的一种布网形式。也是我们需要 重点掌握的一种布网形式。
3）、作业方式：主要以下几种式：点连式、边连式、网 连式、混连式。
22
（1）点连式：
观测作业方式 所谓点连式就是在观测作业时， 相邻的同步图形间只通过一个公 共点相连。这样，当有3台仪器 共同作业时，每观测一个时段， 就可以测得2个新点，当这些仪 器观测观测了n个时段后，就可 以最多测得2n个新点。
7
一）、选点： • 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质
量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10~15 高度角以上不能有成片的障碍物。 • 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在 测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰 源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 • 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离 对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层 建筑、成片水域等。 • 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交 通便利，上点方便的地方。 • 测站应选择在易于保存的地方
没有多余基线
多余1条
16
（三）、GPS基线向量网的布网形式
GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式、会 战式、多基准站式、同步图形扩展式、单基准站式 1、跟踪站式： 1）、布网形式：若干台接收机长期固定安放在测站上， 进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天 观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这 种布网形式被称为跟踪站式。 2）、特点：采用跟踪站式的布网形式布设GPS网时， 接收机在各个测站上进行了不间断的连续观测，观测 时间长、数据量大，而且在处理采用这种方式所采集 的数据时，一般采用精密星历，因此，采用此种形式 布设的GPS网具有很高的精度和框架基准特性。
3）、作业方式：主要以下几种式：点连式、边连式、网 连式、混连式。
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（1）点连式：
观测作业方式 所谓点连式就是在观测作业时， 相邻的同步图形间只通过一个公 共点相连。这样，当有3台仪器 共同作业时，每观测一个时段， 就可以测得2个新点，当这些仪 器观测观测了n个时段后，就可 以最多测得2n个新点。
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一）、选点： • 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质
量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10~15 高度角以上不能有成片的障碍物。 • 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在 测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰 源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 • 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离 对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层 建筑、成片水域等。 • 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交 通便利，上点方便的地方。 • 测站应选择在易于保存的地方
没有多余基线
多余1条
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（三）、GPS基线向量网的布网形式
GPS网常用的布网形式有以下几种：跟踪站式、会 战式、多基准站式、同步图形扩展式、单基准站式 1、跟踪站式： 1）、布网形式：若干台接收机长期固定安放在测站上， 进行常年、不间断的观测，即一年观测365天，一天 观测24小时，这种观测方式很象是跟踪站，因此，这 种布网形式被称为跟踪站式。 2）、特点：采用跟踪站式的布网形式布设GPS网时， 接收机在各个测站上进行了不间断的连续观测，观测 时间长、数据量大，而且在处理采用这种方式所采集 的数据时，一般采用精密星历，因此，采用此种形式 布设的GPS网具有很高的精度和框架基准特性。
14、GPS网的数据处理 GPS课件
（1）基线解算一般采用双差相位观测值，对于边长超过 30km的基线，解算时则可采用三差相位观测值。 （2）卫星广播星历坐标值可作为基线解的起算数据。对于特 大城市的首级控制网，也可采用其他精密星历作为基线解算 的起算值。
（3）基线解算中所需的起算点坐标，应按以下优先顺序采用 国家 GPS A、B级网控制点或其他高级GPS网控制点已有的 WGS-84坐标系坐标。 国家或城市较高等级控制点转到WGS-84坐标系后的坐标值。
（6）在同步观测时间小于30分钟时的快速定位基线。应采 用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。
三、基线向量的解算结果分析
基线解算Байду номын сангаас，可以通过RATIO、RDOP、RMS和 数据删除率这几个质量指标来衡量基线解算的质 量。
通常认为，若RMS 偏大，则说明观测值质量较差。 若RDOP 值较大则说明观测条件较差。需要说明 的是，它们只具有某种相对意义，即它们数值的 高低不能绝对的说明基线质量的高低。
RATIO是反映基线质量好坏的最关键值，通常情 况下，要求RATIO值大于3。
3 数据删除率 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。
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。
4、RDOP
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：
RDOPtr(Q)
RDOP 值的大小与基线位置、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。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。
（3）基线解算中所需的起算点坐标，应按以下优先顺序采用 国家 GPS A、B级网控制点或其他高级GPS网控制点已有的 WGS-84坐标系坐标。 国家或城市较高等级控制点转到WGS-84坐标系后的坐标值。
（6）在同步观测时间小于30分钟时的快速定位基线。应采 用合格的双差固定解作为基线解算的最终结果。
三、基线向量的解算结果分析
基线解算Байду номын сангаас，可以通过RATIO、RDOP、RMS和 数据删除率这几个质量指标来衡量基线解算的质 量。
通常认为，若RMS 偏大，则说明观测值质量较差。 若RDOP 值较大则说明观测条件较差。需要说明 的是，它们只具有某种相对意义，即它们数值的 高低不能绝对的说明基线质量的高低。
RATIO是反映基线质量好坏的最关键值，通常情 况下，要求RATIO值大于3。
3 数据删除率 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。
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。
4、RDOP
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：
RDOPtr(Q)
RDOP 值的大小与基线位置、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。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测量数据处理一PPT演示文稿
抗干扰能力弱
应用领域
测绘
t0
N
0
Fr 0
首次观测：
0 Fr( )0 以后的观测：
i Int( )i Fr( )i 通常表示为： 整周计数 ~ N0 Int( ) Fr( )
整周模糊 度
不足一周
载波相位观测值 的部分
5
Fr i Int() i N 0
GPS相关知识 > GPS定位基本原理
优点
可直接测定卫星到接收机之间的距离 不存在模糊度的问题 抗干扰能力强
缺点
精度低
C/A码（测距时有模糊度）
应用领域
导航、低精度测量等
P码
4
GPS相关知识 > 载波相位
ti
测量方法
通过载波测定。测定载波 的相位，从而获得卫星到 接收机之间的距离。
优点
精度高
缺点
存在模糊度问题，无法直 接测定卫星到接收机之间 的距离
1
2
GPS相关知识 > 观测值的类型
伪距
C/A码伪距 P(Y)码伪距
载波相位
L1载波的相位 L2载波的相位
多普勒频移（多普勒计数）
L1载波的多普勒频移（多普勒计数） L2载波的多普勒频移（多普勒计数）
3
GPS相关知识 > 伪距
测量方法
通过测距码测定。测定信号的传播时间，从而获得 卫星到接收机之间的距离。
应用领域：用于低精度导航。
相对定位
定位模式：多机同步观测，确 定各机之间的相对位置（基线 向量）。
特点：定位作业复杂，定位精 度高，可达厘米 – 亚毫米级。
应用领域：用于高精度导航、 测绘等。
9
GPS相关知识> GPS测量定位的类型
应用领域
测绘
t0
N
0
Fr 0
首次观测：
0 Fr( )0 以后的观测：
i Int( )i Fr( )i 通常表示为： 整周计数 ~ N0 Int( ) Fr( )
整周模糊 度
不足一周
载波相位观测值 的部分
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Fr i Int() i N 0
GPS相关知识 > GPS定位基本原理
优点
可直接测定卫星到接收机之间的距离 不存在模糊度的问题 抗干扰能力强
缺点
精度低
C/A码（测距时有模糊度）
应用领域
导航、低精度测量等
P码
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GPS相关知识 > 载波相位
ti
测量方法
通过载波测定。测定载波 的相位，从而获得卫星到 接收机之间的距离。
优点
精度高
缺点
存在模糊度问题，无法直 接测定卫星到接收机之间 的距离
1
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GPS相关知识 > 观测值的类型
伪距
C/A码伪距 P(Y)码伪距
载波相位
L1载波的相位 L2载波的相位
多普勒频移（多普勒计数）
L1载波的多普勒频移（多普勒计数） L2载波的多普勒频移（多普勒计数）
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GPS相关知识 > 伪距
测量方法
通过测距码测定。测定信号的传播时间，从而获得 卫星到接收机之间的距离。
应用领域：用于低精度导航。
相对定位
定位模式：多机同步观测，确 定各机之间的相对位置（基线 向量）。
特点：定位作业复杂，定位精 度高，可达厘米 – 亚毫米级。
应用领域：用于高精度导航、 测绘等。
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GPS相关知识> GPS测量定位的类型
终给第九章GPS数据处理
从原始数据中，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、载波 相位和伪距观测文件、测站信息文件。
（3）GPS数据的预处理
对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；统一数据文件格式，将不同类型接收 机的数据记录格式统一为标准化的文件格式，探测周跳，修复观测值。
（4）基线向量解算
一般先采用三差模型法对基线向量进行预求解，然后再采用双差模型对基线 向量进行精确求解。对于20 km以下的基线，常采用所谓的固定双差解，即 整周未知数取为整数后的基线平差解。而对于30 km以上的基线，一般采用 浮点双差解，即整周未知数不取整，以实数作为整周值，所以也可称为实数 解。
同样，参心坐标系可分为参心空间直角坐标系和参心大
地坐标系。
可编辑ppt
19
参心空间直角坐标系
参心空间直角坐标系是： （1）以参心O为坐标原点； （2）Z轴与参考椭球的短轴(旋转轴)相重合； （3）X轴与起始子午面和赤道的交线重合； （4）Y轴在赤道面上与X轴垂直，构成右手直角坐标系 O-XYZ。 地面点P的点位用(X，Y，Z)表示。
可编辑ppt
12
§9.3 GPS定位成果的坐标转换（续）
本节仅讨论1、3两种方法，即不同空间直角坐标系或不 同平面直角坐标系统之间的转换。
1.利用已知重合点的三维直角坐标将GPS点的WGS84坐标转换为国家坐标系中的坐标。
➢ 用七参数法实现坐标转换； ➢ 局部地区应用坐标差求解转换参数的方法（p27）； ➢ 在GPS网的约束平差中实现坐标转换。
• 参考坐标系与WGS-84坐标系之间一般存在着平移和旋转的关 系。
可编辑ppt
11
§9.3 GPS定位成果的坐标转换（续）
WGS-84坐标转换为国家或地方坐标系的方 法（84→54）
（3）GPS数据的预处理
对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；统一数据文件格式，将不同类型接收 机的数据记录格式统一为标准化的文件格式，探测周跳，修复观测值。
（4）基线向量解算
一般先采用三差模型法对基线向量进行预求解，然后再采用双差模型对基线 向量进行精确求解。对于20 km以下的基线，常采用所谓的固定双差解，即 整周未知数取为整数后的基线平差解。而对于30 km以上的基线，一般采用 浮点双差解，即整周未知数不取整，以实数作为整周值，所以也可称为实数 解。
同样，参心坐标系可分为参心空间直角坐标系和参心大
地坐标系。
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参心空间直角坐标系
参心空间直角坐标系是： （1）以参心O为坐标原点； （2）Z轴与参考椭球的短轴(旋转轴)相重合； （3）X轴与起始子午面和赤道的交线重合； （4）Y轴在赤道面上与X轴垂直，构成右手直角坐标系 O-XYZ。 地面点P的点位用(X，Y，Z)表示。
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§9.3 GPS定位成果的坐标转换（续）
本节仅讨论1、3两种方法，即不同空间直角坐标系或不 同平面直角坐标系统之间的转换。
1.利用已知重合点的三维直角坐标将GPS点的WGS84坐标转换为国家坐标系中的坐标。
➢ 用七参数法实现坐标转换； ➢ 局部地区应用坐标差求解转换参数的方法（p27）； ➢ 在GPS网的约束平差中实现坐标转换。
• 参考坐标系与WGS-84坐标系之间一般存在着平移和旋转的关 系。
可编辑ppt
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§9.3 GPS定位成果的坐标转换（续）
WGS-84坐标转换为国家或地方坐标系的方 法（84→54）
《GPS测量数据处理》PPT课件
2021/4/23
9
同步环闭合差 定义：同步环闭合差是由同步观测基线所组成 的闭合环的闭合差。 实质：由于同步观测基线间具有一定的内在联 系，从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0 的，如果同步环闭合差超限，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， 但反过来，如果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。 限值：
若拟合区域较大，可采用分区拟合的方法，即 将整个GPS网划分为若干区域，利用位于各个区 域中的已知点分别拟合出该区域中的各点的高程 异常值，从而确定出它们的正常高。下图是一个 分区拟合的示意图，拟合分两个区域进行，以虚 线为界，位于虚线上的已知点两个区域都采用。
2021/4/23
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2021/4/23
2021/4/23
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❖ 选择合适的高程异常已知点
所谓高程异常的已知点的高程异常值一般是通 过水准测量测定正常高、通过GPS测量测定大地 高后获得的。在实际工作中，一般采用在水准点 上布设GPS点或对GPS点进行水准联测的方法来 实现，为了获得好的拟合结果要求采用数量尽量 多的已知点，它们应均匀分布，并且最好能够将 整个GPS网包围起来。
特点：多基线解由于在基线解算时顾及了 同步观测基线间的误差相关特性，因此，在 理论上是严密的。
2021/4/23
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8.1.2 基线解算结果的质量评定指标
单位权方差因子 定义：
ˆ0
V T PV f
实质：反映观测值的质量，又称为参考方 差因子。越小越好。
2021/4/23
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RMS - 均方根误差 定义：
第八章 GPS测量数据处理
2021/4/23
1
主要内容
GPS数据处理课件
1.2 项目管理
1.2.3 观测数据 查看卫星跟踪图
1.2 项目管理
1.2.4 观测站点
1.2 项目管理
1.2.4 观测站点
1.2 项目管理
1.2.5 静态基线
点击管理区的基线，选择任何一条基线，则列表窗口将跳到基线向量列表。 如下图所示：
1.2 项目管理
1.2.5 静态基线
任意两个静态观测文件，只要它们具有相同的观测时段， 那么，它们就能构成一条静态基线。如下图
2.6 闭合环路检验
1）分量闭合差，即：
X Y Z
X Y Z
2）全长相对闭合差，即：
X Y Z
2 2
2
S
2.6 闭合环路检验
同步闭合环
同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。
由于同步观测基线间具有一定的内在联系，从而使得同步环闭 合差在理论上应总是为0 的。如果同步环闭合差超限，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。但 反过来，如果同步环闭合差没有超限，只能认为静态基线在 质量上，绝大部分情况下是合格的，还不能说明组成同步环 的所有基线在质量上绝对合格。
2.6 闭合环路检验
异步闭合环
不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环。
异步环的闭合差称为异步环闭合差。
当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，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 重复基线来进行。
GPS数据处理
理学院测绘工程教研室
1 HDS2003软件简介 2 GPS 数据处理流程
GPS测量及数据处理课件——第10章 GPS测量数据处理原理
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。
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（tr(Q)）的平方根，即：
的基线解：
Q Q
i
XCi XCi
3. 从所解算出的所有基线向量中选出产生单位权中误差 最小那个基线向量结果，作为最终的解算结果，这就 ˆ0i
是所谓的基线向量整数解（或称固定解）。
不过当出现以下情况时，则认为整周未知数 无法确定，而无法求出该基线向量的整数解。
ˆ 0次最小 T ˆ 0最小 T F f , f ;1 2 F f , f ;1 2 是置信水平为1 时的 F 分布的
接受域，其自由度为 f 和 f。其中：
ˆ 0次最小 称为 RATIO 值； ˆ 0最小 ˆ 0i 也被称为 RMS；
tr(Q) 称为 RDOP 值。
3.确定基线向量的固定解
当确定了整周未知数的整数值后，与之相对应 的基线向量就是基线向量的整数解。
基 线 解 算 的 原 理 过 程
数据导入 （观测值、星历、气 象元素、测站信息等）
对流层水汽含量）
载波相位测量观测值
▪ 载波相位观测值
~ N Fri ( ) int i ( )
其中： N : 整周未知数
Fri ( ) : 不足一整周的部分 int i ( ) : 整周计数
▪ 实际观测值：
~ Fr i ( ) int i ( )
基线解算一般较为常用的差分观测值为双差观 测值。双差观测方程可以表示为下面的形式：
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。
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（tr(Q)）的平方根，即：
的基线解：
Q Q
i
XCi XCi
3. 从所解算出的所有基线向量中选出产生单位权中误差 最小那个基线向量结果，作为最终的解算结果，这就 ˆ0i
是所谓的基线向量整数解（或称固定解）。
不过当出现以下情况时，则认为整周未知数 无法确定，而无法求出该基线向量的整数解。
ˆ 0次最小 T ˆ 0最小 T F f , f ;1 2 F f , f ;1 2 是置信水平为1 时的 F 分布的
接受域，其自由度为 f 和 f。其中：
ˆ 0次最小 称为 RATIO 值； ˆ 0最小 ˆ 0i 也被称为 RMS；
tr(Q) 称为 RDOP 值。
3.确定基线向量的固定解
当确定了整周未知数的整数值后，与之相对应 的基线向量就是基线向量的整数解。
基 线 解 算 的 原 理 过 程
数据导入 （观测值、星历、气 象元素、测站信息等）
对流层水汽含量）
载波相位测量观测值
▪ 载波相位观测值
~ N Fri ( ) int i ( )
其中： N : 整周未知数
Fri ( ) : 不足一整周的部分 int i ( ) : 整周计数
▪ 实际观测值：
~ Fr i ( ) int i ( )
基线解算一般较为常用的差分观测值为双差观 测值。双差观测方程可以表示为下面的形式：
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3 数据处理流程
• 3.1数据传输
通过串口建立连接 通过USB口建立连接
GPS5700 接收机
GPS Recvr—5000 Series: com1/com2 （com1和com2为计算机端口 名称） Survey controller on com1/com2
5700USB(自添加 GPS5000系列接 收机USB端口) Survey controller(ACU) on ActiveSync
3 数据处理流程
3.7 GPS网的无约束平差
测量时，应该采集额外数据，以便检查观测值的完整性。当测量 有额外观测值（冗余度）时，在产生最终结果之前，可以用它们 把固定误差的影响降低到最小程度。
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
Trimble数据传输Data Transfer软件全中文操作，是 Trimble所有产品共用的通讯软件，包括GPS接收机、手 簿控制器、全站仪、电子水准仪、以及GIS数据采集器。
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
（1）各按钮说明 点击此按钮时，PC机开始与所选设备硬件连接。
在新建组中,确认项目选项已被选择. 如果必要,指定软件存储项目文件的文件夹.否则,它将把文件存储在安装时 指定的文件夹中. 单击确认.
• •
项目被创建，项目属性对话框紧接着出现，用该对话框可以查看 并进一步指定项目属性，改变坐标系统。 注：通过选择文件/项目属性，也可以访问项目属性对话框。
3 数据处理流程
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
3．输入定义坐标系统的椭球名称、地球的长半轴、扁率，短半轴和偏心率会自动计算出来。
(西安80坐标系与北京54坐标系的区别在于：西安80长半轴：6378140；扁率：298.257，其它一样)
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
4．增加基准转换/Molodensky(即三参数转换)
它可以处理所有Trimble GPS 的原始测量数据 和其他品牌的GPS 数据（RINEX）还有传统光 学测量仪器采集的数据以及激光测距仪的数据。
1 TGO软件简介
整个软件包由多个模块构成。包括：数据 通讯模块、星历预报模块、静态后处理、 动态计算模块、坐标转换模块、网平差模 块、RTK 测量数据处理模块、DTMlink模 块、ROADlink模块。
3 数据处理流程
3.4 导入静态观测数据(*.dat或RINEX)数据
选择了导入*.dat数据文件后，DAT Checkin对话框出现。
在使用工具条下选择需要的数据，依据外业记录表，名称中根据文件名输入 测站的名称，如果需要高程则要在天线高中输入天线高度；选择相对应的天 线类型例如：Zephyr 、Zephyr Geodatics或5800 internal(天线背面有标识) ， 测量方法要选槽口顶部 、槽口底部或护圈的中心（5800接收机）。
1 TGO软件简介
整个软件包由多个模块构成。包括：
数据通讯模块、 星历预报模块、 静态后处理、 动态计算模块、 坐标转换模块、 网平差模块、 RTK 测量数据处理模块、 DTMlink模块、 ROADlink模块。
1 TGO软件简介
2 GPS 数据处理流程
3 数据处理流程
• • • • • • • • • 3.1 数据传输 3.2 TGO软件建立坐标系统 3.3 TGO软件新建项目 3.4 导入静态观测数据(*.dat或RINEX)数据 3.5 处理视图中的Timeline 3.6 处理GPS基线 3.7 GPS网的无约束平差 3.8 网的约束平差 3.9 成果输出
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线 • 处理完成后，测量视图中地图的基线将改变颜色，以表明处理结束。 在一条或多条的这些基线上也可以有红色警告标志。每条基线的单行 总结显示在GPS处理中对话框。 • 接受等级 Trimble Geomatic office软件有三个接受等级： 通过---基线符合指定活动处理形式中的验收标准。使用检查框为这 些 基线所选择，并且不产生红色警告标志。 标志---一个或一个以上的基线质量指示器不符合通过状态标准集，但还 未坏到失败状态。这些基线应该被更密切地检验，以查看他们与网的 拟合程度。使用检查框为这些基线所选择，并产生红色警告标志。 失败---一个或一个以上的基线质量指示器不符合通过或标志状态的标准 集。
坐标系统
单位和格式 要素
报告
重新计算
3 数据处理流程
3.3 TGO软件新建项目
改变坐标系统 使用坐标系统设置改变，选择需要的坐标系统。
3 数据处理流程
3.4 导入静态观测数据(*.dat或RINEX)数据
1.文件/导入
* * * *
RINEX文件（*.obs,*.??o）:导入GPS标准数据格式文件 GPS数据文件（*.dat）导入Trimble接收机静态数据文件 SSF/SSK文件 导入基线文件 Survey Controler文件(*.dc) 导入手簿动态采集的文件
3 数据处理流程
3.3 TGO软件新建项目
• • 输入项目名称 选择模板。这将确定项目单位和坐标系统，并确定显示数据的方式。一般 都选择Metric. * DTMLink: 数字地面模型
• • • •
• • •
* Metric 米制单位模板：常用模板 * Roadlink 道路设计模板 * Sample data: 样本数据模板 * USFeet: 美制英尺模板
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线
点击处理GPS基线
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线
处理完毕可以看到基线长度、解算类型（固定才可，否则 要从新处理星历）、比率（一般大于3）、参考变量（5或 更小）、均方根（越小越好）等因子，点击保存。 点击每条基线，可以查看基线解算报告，主要查看未固定 基线的公用卫星、卫星残差等。对于卫星残差大的卫星可 从timeline里将该卫星数据部分删除
3 数据处理流程
3.4 导入静态观测数据(*.dat或RINEX)数据
点击确定后，布网的图形显示出来；若显示每个点的名称，点击右键/点标记/名称。
3 数据处理流程
3.5 处理视图中的Timeline
如上图，对于一些突起部分使用左键框起后，点击右键禁止使用；不允许此数据 参与解算。另外，在观测很短时间就消失的卫星要去掉，刚开始出现的前一部分 可去掉。有时由于卫星的颗数较少，可以把一些卫星有条件的保留下来。
5800控制 器 ACU 5700控制 器 TSCe 4600LS
Survey controller on com1/com2
Survey controller(TSCe) on ActiveSync
4600LS(自添加GPS4000系列 接收机)
否
掌上电脑 /Ge oC E
否
WindowsCE上的GIS数 据记录器
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线
3 数据处理流程
3.6 处理GPS基线 • 残差部分是对用于基线解算的每颗卫星的残差观 测值的几何表示。 • 残差部分显示从每颗卫星接收到的数据的质量。 利用该部分来求解中噪声的数量。该部分显示每 个测量周期每颗卫星的残差量。卫星噪声可能影 响来自其他卫星的数据。图表中的线应绕零点居 中。解中噪声的数量显示了相对于零点的距离。 • 残差一般分布相位中线成正弦曲线，若分布比较 离散，则说明此颗卫星信号质量差，删除此卫星。
3 数据处理流程
3.3 TGO软件新建项目
打开TGO软件,第一个任务是创建项目,因为这是软件组织数据的法.通常,一个项目可以包含用不同设备采集到的几天数据. 要开启Trimble Geomatics office软件： 单击 ，选择程序/Trimble Office/Trimble Geomatics office
点击此按钮时，PC机断开与所选设备的连接。
表示建立连接后，外部所选设备数据传输至计算机内。
表示建立连接后，计算机内部数据传输至所选设备内。
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
（2）连接设备
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
各设备名称对应表 在设备选项中提供Trimble所有硬件产品的名称， 建立设备与计算机连接时，应该选择相对应的 设备名称；否则不能建立与计算机的连接。
GPS数据处理
理学院测绘工程教研室
1 TGO软件简介 2 GPS 数据处理流程
3 数据处理步骤
1 TGO软件简介
Trimble Geomatics Office后处理软件系统是 Trimble公司GPS后处理软件，是基于 Microsoft Windows 的多任务操作系统。可以进行 GPS 数据后处理以及RTK 测量数据处理。
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
1.自添加设备名点击 添加所需的设备名称。
3 数据处理流程
• 3.1数据传输
新建设备。
其中GPS5700、5800接收机统称为5000系列，4600LS、4700、4800统称为4000系列。 TSCe&ACU 如果采用USB口连接，选择Survey controller(ActiveSync)
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
注：基准名称应该选择上一步自定义的基准转换名称，不能默认为WGS—84。
下一步
注： 因我国没有既定的大地水准面模型，此处可以选择无大地水准面模型，也可选择全球性水准面模型EGM96(Global)。
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
其中，中心经度应该填写坐标投影的中央子午线度数，如果是整数中央经度，可直接填写；若为非整数，则在度后 面加小数点。如：117度28分，则：117.28完成