GPS数据处理复习共8页word资料

2019-2019第一学期GPS 数据处理复习题
一、名词解释
1、数据分流
从原始记录中，通过解码将各项数据分类整理，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、观测文件和测站信息文件等。

2、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。

3、三维无约束平差
平差在地心系下进行，平差时不引入使得GPS 网产生由非观测量所引起的变形的外部约束条件。

4、RATIO
①定义
显然，0.1≥RATIO
②实质
RATIO 反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性，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。

5、重复基线
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，就是重复基线较差。

6、异步环闭合差
由相互独立的基线所组成的闭合环的闭合差。

7、同步环闭合差
由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。

8、RDOP
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。

9、双差固定解
2
1))((Q tr RDOP =)(Q tr
10、数据传输
将GPS 接收机记录的观测数据，传输到计算机磁盘上，以备处理和保存。

11、观测值的RMS
① 定义
RMS 即均方根误差（Root Mean Square ），即： 其中：
V 为观测值的残差； P 为观测值的权； n 为观测值的总数。

② 实质
RMS 表明了观测值的质量，观测值质量越好，RMS 越小，反之，观测值质量越差，
则RMS 越大，它不受观测条件（观测期间卫星分布图形）的好坏的影响。

依照数理统计的理论观测值误差落在1.96倍RMS 的范围内的概率是95%。

12、wh022931.02o
①wh022931.02o 是一种RINEX 格式 ②命名规则：
-命名规则：8+3文件名 -例：wh022931.02o ，wh022293.02n ； 13、正常高
① 正常高系统是以似大地水准面（quasi-geoid ）为基准的高程系统。

② 某点的正常高是该点到通过该点的正常重力线与似大地水准面的交点之间的距离。

③ 用符号 表示。

14、GPS 组合观测值
• 组合观测值的一般形式 15、卫星轨道的标准化
为了统一不同来源卫星轨道信息的表达方式，和平滑GPS 卫星每小时更新一次的轨道参数，一般采用多项式拟合法，使观测时段的卫星轨道标准化，以简化计算工作，提高定位精度。

16、igs11065.sp3(.Z)
igs11065.sp3(.Z)是一种SP3格式
·① 定义：一种精密星历格式，IGS 精密星历采用此格式 ·② 存储方式：ASCII
·③ 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） ·④ 特点：提供精密星历 ·⑤ 命名规则： 8+3文件名
H γ2
1,L L m n m n ϕϕϕ⋅+⋅=
–例：igs11065.sp3(.Z)，igr11065.sp3(.Z)
17、高程异常
似大地水准面与参考椭球面之间的高差。

18、GPS水准高程。

采用GPS测量的手段，测定正高（正常高）
二、简答题
1、影响基线解算结果因素有哪些？
•⑴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：
·⑵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，就将严重影响整个基线解算结果的质量·⑶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
·⑷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：
①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
②多路径效应对基线向量的水平方向影响较大
·⑸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：
①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
②大气折射影响对基线向量的垂直方向影响较大
·⑹其它因素：
①卫星轨道误差较大
② 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
2、不同频率载波的组合观测值有哪几种？ ·①宽巷组合观测值（Wide-lane ）； ·②窄巷组合观测值（Narrow-lane ） ·③无电离层影响组合观测值（Iono-free ）； ·④与几何位置无关的组合观测值（Geometry-free ） ·⑤Melbourne-W übbena 组合观测值。

3、 简述GPS 数据本机格式的存储方式和特点。

⑴ 定义： 接收机存储数据的格式 ⑵ 存储方式：二进制
⑶ 内容：观测值、广播星历、电离层信息、气象元素 ⑷ 特点：
① 不同厂家的接收机具有不同的本机格式
② 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 ③ 不利于多种型号的接收机联合作业
4、请写出布尔沙模型－七参数法。

5、简述宽巷组合观测值的表达式及特点 ⑴ 形式：（n=1, m=-1）
⑵特点： ①模糊度保持整数特性 ②波长较长，模糊度容易确定
③测距精度略低
⑶应用： ①在动态定位时，通常用此观测值 ②辅助确定Iono-free 组合观测值的模糊度
6、简述GPS 数据RINEX 格式的存储方式和特点。

• ⑴ 定义：与接收机无关的数据交换格式 • ⑵ 存储方式：ASCII
• ⑶ 内容：观测值、星历（导航信息）、气象数据
数法。

故，该法又被称为七参度。

两个坐标系中的单位长，分别为，，，为旋转参数，，，其中：B A S S S S S m Y X R R R R R m Z Y X Z Y X B A A
A B Z Y X Z
Z
Z
Z
Z
Y
x
x
x
x
X
Y
Z
B
B
B
-=∆∆⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⋅⋅++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0000
1000cos sin 0sin cos )()(;cos sin 0sin cos 0001)()()()1(ωωωωωωω
ωωωωωωωωω
•⑷特点：
–①通用性强，已成为事实上的标准
–②利于多种型号的接收机联合作业
–③大多数软件能够处理
7、基线选取方法
选取独立基线；选取基线应构成闭合图形；选取合格基线；尽量选取短基线
8、GPS观测值根据（主要）观测值类型分类
•基线解算的类型根据（主要）观测值类型分类：
① L1解：L1载波相位
②L2解：L2载波相位
③宽巷（Wide-lane）解：宽巷组合观测值
④窄巷（Narrow-lane）解：窄巷组合观测值
⑤无电离层影响（Iono-free）解：无对流层影响（Iono-free）组合观测值· 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）
9、简述窄巷组合观测值（Narrow-lane）的形式、特点和应用
⑴形式：
⑵特点：
①模糊度保持整数特性
②波长短，模糊度较难确定
③测距精度高
⑶应用：
·辅助确定Iono-free组合观测值的模糊度
10、影响高程拟合精度的因素
（1）拟合区域内的大地水准面起伏：山区的起伏大于平原地区
（2）水准点的数量与分布：数量多、分布均匀、包围拟合区域则有利于拟合
（3）大地高、正常高的精度（4）拟合的方法
11、GPS网平差的内涵
⑴观测值：
–基线向量及其精度和误差相关信息（参见基线向量解）
⑵结果：
–①待定点的坐标
–②其它待定参数：尺度、旋转、运动速度
–③各类精度指标：基线向量标准差，参数的精度及误差相关性，点位误差（椭圆）（绝对），基线误差（椭圆）（相对）
⑶作用：
–①发现剔除粗差
–②确定待定点坐标及其它参数（在指定基准下）
–③精度评定
12、简述多路径效应影响
13、简述对流层折射影响或电离层折射影响
14、GPS网三维约束平差的方法
•⑴目的：
–①获取GPS网点在指定坐标系（参心系）下的坐标
–②评定GPS网的外符合精度
•⑵方法：
–方法一：利用已知参心坐标计算参心系到地心系的转换关系，将已知的参心坐标转换到地心坐标系下，在地心系下进行平差，然后将平差结果转换到参
心坐标系
–方法二：建立统一模型，直接在参心系下进行平差
15、简述观测数据预处理的基本内容
（1）数据传输。

（2）数据分流。

（以上为数据的粗加工，称为预处理的准备工作。

）
（3）观测数据的平滑、滤波。

剔除粗差并进一步剔除无效观测值。

（4）统一数据文件格式。

将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔，统一为标准化的文件格式，以便统一处理。

（5）卫星轨道的标准化。

（6）探测周跳、修复载波相位观测值。

（7）对观测值进行各项必要的改正。

（以上均由软件自动处理）
三、问答题
1、影响基线解算结果因素的判别及应对措施
A 影响基线解算结果因素的判别
•⑴基线起点坐标不准确的判别:
–难以判别
·⑵卫星观测时间短的判别
–①查看观测数据记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量
–②卫星可见性图
•⑶周跳太多的判别:
–从基线解算后所获得的观测值残差来分析，某测站对某卫星的观测值中含未修复的周跳时，与此相关的所有残差都会出现显著的整数倍的增大。

•⑷多路径效应、对流层或电离层折射影响过大的判别:
–①同周跳太多的判别
–②残差会出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但明显大于正常观测值的残差。

B 应对措施
•⑴基线起点坐标不准确的应对方法:
–提高起点坐标精度
·⑵卫星观测时间短的应对方法
–删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算
•⑶周跳太多的应对方法
–①多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳，删除周跳严重的时间段
–②个别卫星经常发生周跳，删除该卫星发生周跳的观测值•⑷多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的应对方法
①多路径效应严重：
-删除多路径效应严重的时间段或卫星
②对流层或电离层折射影响过大：
- 提高截止高度角（具有盲目性）
- 模型改正
- 双频观测值
2
①
②
进行。

是以地球不规则的大地水准面（
③
高系统是以似大地水准面（quasi-geoid
3
·⑴第一步：采用物理大地测量手段确定出所有点的高程异常（这里所确定出的高程异
常准确度不高）
·⑵第二步：利用水准测量资料，确定出部分点的高程异常（这里所确定出的高程异常准
确度高），并将这些值分别与“第一步”所获得的对应值相减，得到这些点上两种不同方法
所获高程异常的差值
·⑶第三步：利用“第二步”所获得的差值进行拟合（插值），推求其它点上的差值，
并利用这些差值计算出这些点上的正常高
4、请详述利用TGO软件建立地方坐标系得操作步骤。

5、请详细写出利用样本数据进行GPS解算的TGO操作步骤。

6、说明基线精化处理的内容和步骤。