GPS操作流程及基线解算样本
GPS静态数据解算(自己整理版详细流程)
汇 报 人： 日 期：2019.6.29
1 PART
GPS静态测量及基线解算
2 PART
曲线要素输入
3 PART
坐标转换
GPS静态观测及基பைடு நூலகம்解算
1、静态GPS原理
静态相对定位是在ＷＧＳ－８４坐标系中，利用载波相位确定 观测站与某一地面参考点之间的相对位置，或两测站之间的相对位置。 也就是我们通常所说的静态测量。测量时必须使用两台或两台以上的 接收机分别摆在不同的测站上，两两测站之间至少要有4颗共同卫星， 同步做一定时间的静止观测。其精度经静态后处理软件处理后可达到 仪器标识的精度（一般在GPS接收机机头上有说明）
一2、、网网形形设设计计
（1） 选点与埋设 在选点时应遵循以下原则： 1）点位周围应便于安置接收设备，视野开阔视场内障碍物的高度角不宜超过15°。 2）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、电台微波站等）及电压输电线和微波无线电信号 传送通道，以避免周围磁场对GPS信号的干扰； 3）点位周围不应有强烈反射卫星信号的物体（如大型建筑物等）； 4）点位应选在交通方便，并有利于用其他测量手段扩展和联测，以提高作业效率； 5）点位应选在地面基础稳固的地方，以利于点位的保存； 6）点位的埋设宜用混凝土现场浇筑的形式埋设为不锈钢标志，埋深应在当地永久冻土层以下0.3 米，桩面注记字体应朝向正北。
（4）设计网形 布设GPS控制网的观测作业方式主要以下几种：点连式、边连式、网连式和混连 式：
3、外业施侧
（1）、观测计划 GPS卫星的可见性图及最佳观测时间的选择 采用的接收机类型和数量 观测区的划分 运输 通信等
（2）野外观测 在外业观测中，仪器操作人员应注意以下事项： 1、 当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后，方可接通电源，启动接收机。 2、 一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动; 改变卫星高度角设置；改变天线位 置；改变数据采样间隔。 3、在观测过程中要特别注意供电情况。 4、仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手簿之中。 5、接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机、玩手机。 6、观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软 盘上，确保观测数据不丢失。
第六章 GPS基线解算
25
– 要求
• 根据GB/T 18314—2009，
质量的控制指标 ⑤
• 复测基线长度较差
– 定义
• 不同观测时段，对同一条基线的观测结 果，就是所谓复测基线。这些观测结果 之间的差异，就是复测基线较差。
– 作用
• 当其超限时，就表明复测基线中一定存 在质量不满足要求的基线。通过一条基 线三次以上的重复观测结果，通常能够 确定出存在质量问题的基线解算结果。
dS 2 2
– 要求
• 根据GB/T 18314—2009，
d S X 2 Y 2 Z 2
26残差
– 作用
• 若无约束平差基线分量改正数超出限差 要求，则认为所对应基线向量或其附近 的基线向量可能存在质量问题。
– 要求
• 根据GB/T 18314—2009，
WS 3W
n n (Ci Cm ) 2 n 1 2 i 1 ci RC n 1 2 i 1 ci 1
2
d X 3 2 RX d Y 3 2 RY d Z 3 2 RZ d S 3 2 RS
28
质量的控制指标⑧
基线解算的结果②
• 基线解算控制参数设置
– 星历类型，截止高度角、解的类型、对流层折 射的处理方法、电离层折射的处理方法、周跳 处理方法等
• 基线向量估值及其统计信息
– 基线分量、基线长度、基线分量的方差-协方差 阵/协因数阵、观测值残差RMS、整周模糊度解 方差的比值（RATIO值）、单位权方差因子 （参考方差）
T
– 基线向量估值的方差-协方差阵
X i 2 d bi Yi X i Zi X i
GPS基线解算
第六章GPS 基线解算第1节GPS 基线解算的基本原理GPS 基线向量表示了各测站间的一种位置关系，即测站与测站间的坐标增量。
GPS 基线向量与常规测量中的基线是有区别的，常规测量中的基线只有长度属性，而GPS 基线向量则具有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。
GPS 基线向量是GPS 同步观测的直接结果，也是进行GPS 网平差，获取最终点位的观测值。
一、观测值基线解算一般采用差分观测值，较为常用的差分观测值为双差观测值，即由两个测站的原始观测值分别在测站和卫星间求差后所得到的观测值。
双差观测值可以表示为下面的形式：n mff trop ion f f N dd dd dd v dd ,)()()()(⋅+++=+λρρρφ其中：为双差分算子（在测站i ，j 和卫星m ，n 间求差）；(...)dd 为频率f 的双差载波相位观测值；)(f dd φ为频率f 的双差载波相位观测值的残差（改正数）；f v 为观测历元t 时的站星距离；ρ为电离层延迟；ion ρ为对流层延迟；trop ρ为频率f 的载波相位的波长；f λ为整周未知数。
n m fN ,若在某一历元中，对k 颗卫星数进行了同步观测，则可以得到k -1个双差观测值；若在整个同步观测时段内同步观测卫星的总数为l 则整周未知数的数量为l -1。
在进行基线解算时，和一般并不作为未知参数，而是通过某些方法将它们消ion ρtrop ρ除1。
因此，基线解算时一般只有两类参数，一类是测站的坐标参数，数量为32；另1,3C X 1如用模型改正或双频改正。
2 在基线解算时将基线的一个端点的坐标作为已知值固定，解求另一个点。
固定的点称为起点，待求的点一类是整周未知数参数（m 为同步观测的卫星数），数量为。
1,1-m N X 1-m 二、基线解算（平差）基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值。
在基线解算时，平差要分三个阶段进行，第一阶段进行初始平差，解算出整周未知数参数3的和基线向量的实数解（浮动解）；在第二阶段，将整周未知数固定成整数；在第三阶段，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（固定解）。
GPSPro 数据解算步骤
GPSPro Ver 4.0数据解算步骤
一、打开南方测绘 Gps数据处理程序；
弹出对话框，点击文件，使其高亮，新建一文件，如下图：
注：“建立项目”中的各项可改变，其控制网等级视具体而定AA、A、B—E级，例子中为最低等级E级。
二、在菜单项工具条中，选中“数据输入”使其高亮，下拉至“增加观测数据文件”并点击，弹出对话框，见下图：
找到数据文件所在位置并打开，选中文件名后缀是*.STH的文件，点全选——确定。
屏幕显
示如图：
三、增加数据文件后，显示如下图：网图显示、测站数据、观测数据文件、基线简表、闭合环、重复基线、成果输出。
在对话框里，点相应栏，输入天线高、量取方式等。
见下图
处理完成。
五、运算完后，再返回到主菜单里，选择平差处理，下拉对话框，选中“自动处理”，见下图
自动处理完成后，返回到主菜单，点击“平差处理项”，下拉对话框，选“三维平差”，平差计算完成后，就可看到结果，后处理程序结束。
中海达gps（RTK）操作步骤
中海达gps（RTK）操作步骤中海达GPS及RTK操作步骤⼀开关GPS主机1、按电源键1秒，开机2、按电源键3秒，关机⼆控制⾯板按键主机控制⾯板有按键两个：F键（功能键）和电源键，指⽰灯３个，分别为电源、卫星、状态。
控制⾯板功能键操作说明：1、双击F (间隔>0.2S, ⼩于1S), 进⼊“⼯作⽅式”设置，有“基站”、“移动站”、“静态”三种⼯作模式选择。
2、长按F⼤于3秒进⼊“数据链设置”，有“UHF”、“GSM”、“外挂”三种数据链模式选择。
3、按⼀次F键, 进⼊“UHF电台频道”设置。
有0～9、A～F共16个频道可选。
4、轻按关机按钮，语⾳提⽰当前⼯作模式、数据链⽅式和电台频道，同时电源灯指⽰电池电量。
指⽰灯操作说明:1、电源灯(红⾊): “常亮”(正常电压) 内电池>7.2V, 外电>11V “慢闪”(⽋压) 内电池≤7.2V，外电≤11V “快闪”(指⽰电量)每分钟快闪1～4 下指⽰电量2、卫星灯(绿⾊)：“慢闪”：搜星或卫星失锁“常亮”：卫星锁定3、状态灯（红绿双⾊灯）:绿灯：（信号灯）内置UHF移动站时指⽰电台信号强度外挂UHF基准站时常灭内置GSM时指⽰登陆（慢闪），连接上（常亮）静态时发⽣错误（快闪）其他状态常灭红灯:（数据灯）数据链收发数据指⽰（移动站只提⽰接收，基站只提⽰发射）静态采集指⽰三、开关机指⽰说明：开机按电源键1S所有指⽰灯亮开机⾳乐，上次关机前的⼯作模式和数据链⽅式的语⾳提⽰关机长按电源键3S所有指⽰灯灭关机⾳乐⼀、GPS⼯作模式的设置⽬的：V8 RTK具有静态、RTK等功能，事先必须对其主机作相应的基准站、移动站、静态或GPRS设置。
作静态使⽤，则所有主机均设为静态⽅式。
作RTK使⽤，若⽤常规UHF电台，则基站设为外挂UHF电台基站⽅式，移动站设为内置UHF电台移动站⽅式；若⽤GPRS通讯，则基站设为内置GPRS基站⽅式，移动站设为内置GPRS移动站⽅式。
GPS测量基线解算
第六章 GPS 基线解算第1节 GPS 基线解算的基本原理一较为常用的差分观测值为双差观测值双差观测值可以表示为下面的形式(...)dd 为双差分算子ｊ和卫星mf v 为频率f 的双差载波相位观测值的残差ion ρ为电离层延迟f λ为频率f 的载波相位的波长若在某一历元中则可以得到k -1个双差观测值在进行基线解算时而是通过某些方法将它们消除1»ùÏß½âËãʱһ°ãÖ»ÓÐÁ½Àà²ÎÊý数量为32m 为同步观测的卫星数数量为1−m 基线解算基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程在基线解算时第一阶段进行初始平差浮动解在第二阶段在第三阶段仅将待定的测站坐标作为未知参数解求出基线向量的最终解-整数解2在基线解算时将基线的一个端点的坐标作为已知值固定固定的点称为起点3此时所解求出的整周未知数为实数1. 初始平差根据双差观测值的观测方程然后组成法方程后其结果为=N C X X X )))待定参数的协因数阵单位权中误差通过初始平差但由于观测值误差使得其结果为实数此时与实数的整周未知数参数对应的基线解被称作基线向量的实数解或浮动解必须准确地确定出整周未知数的整数值目前所采用的方法基本上是以下面将要介绍的搜索法为基础的1. 根据初始平差的结果N X )和NNX XD ))1ÒÔÓëËüÃÇÖÐÎó²îµÄÈô¸É±¶2为搜索半径2. 从上面所确定出的每一个整周未知数的备选整数值中一次选取一个并分别以它们作为已知值确定出相应的基线解[]iCiC X Xi Q Q ))=⋅ ∈♠⋅√∏∝⊗®⊄©〈≠≈∫≥∅≠⊂∂♦ ®[]iC i X X ))=i 0ˆσ不过当出现以下情况时而无法求出该基线向量的整数解其自由度为f 和f2可根据一定的置信水平来加以确定其中i 0ˆσ也被称为RMS3. 确定基线向量的固定解当确定了整周未知数的整数值后第2节 GPS 基线解算的分类一每两台接收机之间就可以形成基线向量其中最多可以选出相互独立的1−m 条同步观测基线只要保证所选的1−m 条独立基线不构成闭和环就可以了凡是构成了闭和环的同步基线是函数相关的但它们却是误差相关的所谓单基线解算对每条基线单独进行解算但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性一般只用在普通等级GPS 网的测设中多基线解1. 定义与单基线解算不同的是在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算2. 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在理论上是严密的质量控制指标及其应用1. 质量控制指标n 单位权方差因子0ˆσn 定义fPVV T =0ˆσ其中P 为观测值的权n 实质单位权方差因子又称为参考因子如果观测值的改正数大于某一个阈值时则需要将其删除就是所谓的数据删除率数据删除率越高n RATIOn 定义RATIO RMS RMS =次最小最小显然这一指标取决于多种因素测值的质量有关n RDOPn 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观测条件当基线位置确定后而观测条件又是时间的函数实际上对与某条基线向量来讲n 实质RDOP 表明了GPS 卫星的状态对相对定位的影响它不受观测值质量好坏的影响Root Mean Square 即V 为观测值的残差n 为观测值的总数观测值质量越好反之则RMS 越大观测期间卫星分布图形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%n 特点及作用由于同步观测基线间具有一定的内在联系如果同步环闭合差超限但反过来还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格2所谓环的闭和差有以下几类∑∆=∆XX ε∑∆=∆ZZ ε∆∆∆++=Sz y x 1222)(εεεε∑S 为环长n 异步环闭合差n 定义不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环n 特点及作用当异步环闭合差满足限差要求时当异步环闭合差不满足限差要求时要确定出哪些基线向量的质量不合格n 重复基线较差n 定义不同观测时段就是所谓重复基线就是重复基线较差应用RATIOËüÃÇÊýÖµµÄ¸ßµÍ²»Äܾø¶ÔµÄ˵Ã÷»ùÏßÖÊÁ¿µÄ¸ßµÍÔò˵Ã÷¹Û²âÖµÖÊÁ¿½Ï²î1Ôò˵Ã÷¹Û²âÌõ¼þ½Ï²î影响GPS 基线解算结果的几个因素影响基线解算结果的因素主要有以下几条会导致基线出现尺度和方向上的偏差导致这些卫星的整周未知数无法准确确定当卫星的观测时间太短时而对与基线解算来讲如果与其相关的整周未知数没有准确确定的话有个别时间段里周跳太多多路径效应比较严重周跳修复是否完全以及多路径效应是否严重等因素二有些是较容易判别的周跳太多对流层或电离层折射影响过大等如起点坐标不准确目前还没有较容易的方法来加生别在实际工作中以避免这种情况的发只要查看观测数据的记录文件中有与每个卫星的观测数据的数量就可以了这就更直观了示例可以从基线解算后所获得的观测值残差上来大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的n 多路径效应严重对流层或电离层折射影响的判别不过与整周跳变不同的是对流层或电离层折射影响过大时而只是出现非整数倍的增大但却又明显地大于正常观测值的残差可以在进行基线解算时较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来然后引入系统参数的方法加以解决则可以删除该卫星的观测数据这样可以保证基线解算结果的质量则可采用删除周跳严重的时间段的方法若只是个别卫星经常发生周跳来尝试改善基线解算结果的质量因此另外n 对流层或电离层折射影响过大的应对方法对于对流层或电离层折射影响过大的问题1. 提高截止高度角但这种方法因为不一定受对流层或电离层的影响就大3. 如果观测值是双频观测值3. 基线精化处理的有力工具-残差图在基线解算时经常要判断影响基线解算结果质量的因素残差图对于完成这些工作非常有用0.000.100.10图9 残差图上图是一种常见双差分观测值残差图的形式纵轴表示观测值的残差SV12-SV15Õý³£µÄ²Ð²îͼһ°ãΪ²Ð²îÈÆ×ÅÁãÖáÉÏÏ°ڶ¯下面三个图表明SV12号卫星的观测值中含有周跳周1图11 SV12含有周跳的残差图 0.100.10图12 SV12含有周跳的残差图下面三个残差图表明SV25在21~T T 时间段内受不名因素对流层折射影响严重1.000.001.00图13 SV25受不明因素影响的残差图 残差1.000.001.00图14 SV25受不明因素影响的残差图 0.100.000.10图15 SV25受不明因素影响的残差图 第5节GPS基线解算的过程每一个厂商所生产的接收机都会配备相应的数据处理软件但是它们在使用步骤上却是大体相同的1. 原始观测数据的读入在进行基线解算时一般说来而由第三方所开发的数据处理软件则不一定能对各接收机的原始观测数据进行处理首先需要进行格式转换最常用的格式是RINEX格式大部分的数据处理软件都能直接处理就需要对观测数据进行必要的检查测站名测站坐标对这些项目进行检查的目的3. 设定基线解算的控制参数基线解算的控制参数用以确定数据处理软件采用何种处理方法来进行基线解算通过控制参数的设定4. 基线解算基线解算的过程一般是自动进行的5. 基线质量的检验基线解算完毕后还必须对基线的质量进行检验如果不合格基线的质量检验需要通过RATIO RMSÒì²½»·±ÕºÍ²îºÍÖظ´»ùÏ߽ϲîÀ´½øÐÐ。
GPS静态数据处理
解算基线详解 选择解算全部基线，有自动计算进度条显示如下图47所示
图 47 处理进度
这一解算过程可能等待时间较长，处理过程若想中 断，请点击停止。基线处理完全结束后，网图如下图， 颜色已由原来的绿色变成红色或灰色。基线双差固定 解方差比大于 3 的基线变红(软件默认值 3)，小于 3 的基线颜色变灰色。灰色基线方差比过低，可以进行 重解
图45 加入外业观测数据文件对话框 选择路径中选中存放GPS外业数据文件的文件夹，然后在文件列表 中选中所需要的数据文件，然后单击确定。
然后稍等片刻，调入完毕后，网图如下图 3-5 所示：
5、
数据选择系列中的条件是对基线进行重解的重要条件。可以对高 度截至角和历元间隔进行组合设置完成基线的重新解算以提高基线的 方差比。 “合格解选择”为设置基线解的方法。分别有“双差固定解”、 “双差浮点解”、“三差解”三种，默认设置为双差固定解，为最好 的解算精度。
图41 南方GPS数据处理界面
如果该处理软件为演示版，则必须要求注册，注册 方法为单击“帮助”→“注册”打开如下图42所示界 面。
图42
南方GPS数据处理软件注册界面
在使用单位中任意输入使用单位名称，E－mail中输入电子邮箱，电 子邮箱格式必须正确，在注册码中任意输入16位长的数字或英语字母。 如果注册功能栏出现“Sth 解算”字样后，单击“退出”按钮即可完 成注册。
平差处理：进行整网无约束平差和已知点联合平差。根据以下步骤依 次处理。 （1）自动处理：基线处理完后点此菜单，软件将会自动选择合格基 线组网，进行环闭合差。 （2）三维平差：进行 WGS-84 坐标系下的自由网平差。 （3）二维平差：把已知点坐标带入网中进行整网约束二维平差。但 要注意的是，当已知点 的点位误差太大时，软件会提示如图 54 所示 。在此时点击“二维平差”是不能进行计 算的。用户需要对已知数据进行检合。
GPS操作流程及基线解算
6）点位的埋设宜用混凝土现场浇筑的形式埋设为不锈钢标 志，埋深应在当地永久冻土层以下0.3米，桩面注记字体应 朝向正北。
（2）GPS网构成的概念
观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续 工作的时间段，简称时段。
同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进 行的观测。
2）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。 （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。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。 6）探测周跳、修复载波相位观测值。
（2）野外观测
在外业观测中，仪器操作人员应注意以下事项：
① 当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后，方可接 通电源，启动接收机。
② 开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能输入有 关测站和时段控制信息。
③ 接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数量、 卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录 等情况。
根据网的用途及工程控制的精度要求确定GPS
网测量的相应精度等级，精度等级的划分应参 照相应行业的GPS测量规范。 CP I和CP II控制网采用GPS测量时，分别按照二
等和三等测量。
GPS(GPS控制网基线处理流程)
GPS 控制网基线处理流程
中铁第一勘察设计院集团有限公司 航测遥感设计处
1
GPS 控制网基线处理流程图
建立 GPS 数据处理项目 设置坐标允许偏差值
观测数据输入、编辑、修改
循环计算
配置 GPS 处理参数
分时段基线自动解算
超限
基线数据质量检查
基线数据分析
无超限
删除不良观测数据、修改基线处理参数
数据处理过程见附表 2 对应于项目属性中自定义基线解算坐标允许偏差值，点坐标偏差 值较大最终将影响网平差时三维基线向量残差、重复基线和环闭合差 的精度，且与基线长度有关。
1
附表 1：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
日期
原始观测数据的检查
原始观测数据的完整性检查（数量、存储格式）； GPS 测量手簿的完整性检查（数量、记录是否齐全）；
手动处理基线
超限
基线数据质量检查
下一时段基线计算 LGO 基线数据处理完成
1
1．接受任务 根据处策划书或技术室的工作安排，熟悉项目概况、工作内容、主
体单位、施测单位、工期要求、基本规定和技术要求及所要提交的成果。 2．GPS 原始观测数据的检查
原始观测数据的完整性检查（数量、存储格式）； GPS 测量手簿的完整性检查（数量、记录是否齐全）； 检查记录见附表 1 3．基线项目文件建立 ⑴ 运行基线处理软件 LGO(LEICA Geo Office)，建立新项目，输入项
目名称（依据工程命名）和项目存储位置； ⑵ 根据 GPS 网的测量精度要求和网中基线边的长度，输入不同解之间
的平面、高程的最大差值（一般高铁二等网：平面 2cm、高程 3cm （许总：平面 1cm，高程 2cm））；平均方式：带权。时区选择 +8： GPS 显示测量时间与国内民用时间对应。 4．观测数据输入 ⑴ 在主菜单“输入”命令下“输入原始数据”，不同型号 Leica 仪器 接收的观测数据直接输入，其他设备接收的观测数据（天宝仪器） 应先转换为 RINEX 格式后输入； ⑵ 输入数据向工程项目的分配，查看测站开始观测时间和时段长；测 站概略经纬度及其他相关信息；修改测站点号及天线高度，删除多 余和非正常的观测数据。 5. 输入数据的查看/编辑 根据 GPS 观测手簿和实际测量说明或有关天线高度记录进行如下 任务： ⑴ 编辑修改外业输入错误的测站点号； ⑵ 编辑修改外业错误输入的天线高、天线量高模式；
测量数据处理流程
选择EGM96 通用） 选择EGM96（通用）作为大地水准面模型后完 EGM96（ 成属性设置。 成属性设置。
3、导入数据
导入数据后如图4 导入数据后如图4所示，根据起始和停止 时间对照填点名，天线高选择接收机类型， 天线类型等 。
然后选中全部基线右键选择“点标记”--“名 然后选中全部基线右键选择“点标记”--“ 确定。相应的点名就会显示在界面上， 称”，确定。相应的点名就会显示在界面上， 如图5 如图5
在观测值中加载水准面，1，图12 然后加权图11，图12
然后进行已知点输入，输入X,Y和高程， 然后进行已知点输入，输入X,Y和高程， 并选择复选框2D和高程，如图13 并选择复选框2D和高程，如图13 。然后 平差，查看是否通过，若不通过则反复点 击平差，直到通过位为止。
（2）选择“加权”，纯量值默认为1。 ）选择“加权”，纯量值默认为1 （只选择GPS，不选择水准面，自由网平 （只选择GPS，不选择水准面，自由网平 差不对高程平差 ）如图8 ）如图8
（3）点击“平差”之后查看平差报告 查看网参考因子是否在1 查看网参考因子是否在1左右， x 方检测是否通过，如果没有通过，采用 方检测是否通过 通过，如果没有通过，采用 加权策略，继续无约来平差，直到通过且 平面坐标变化量为零。
完成上面的几项后查看“GPS环闭合差 完成上面的几项后查看“GPS环闭合差”，如果 环闭合差” 提示有某个或多个闭合环存在问题则再对闭合环所 在的精度差的基线按照上述方法进行处理， 在的精度差的基线按照上述方法进行处理，尽量提 高精度。如果反复处理后仍然存在问题， 高精度。如果反复处理后仍然存在问题，也可考虑 在不影响整体网精度的情况下删除存在问题的闭合 环。 检查完闭合环后， 检查完闭合环后，将同一点多个时段的点名统 一后全部选中单击“编辑” 合并重复点” 一后全部选中单击“编辑”—“合并重复点”。
GPS解算步骤
一、转换数据格式
打开中海达
导入数据，然后进行静态处理设置
处理全部基线，然后进行删星删数据处理
GPS 解算步骤
1、转换数据格式
首先新建项目，然后建立坐标系统，将GPS观测数据导入南方软件，在观测数据中修改仪器高及量取方式，最后数据输出，转换为rinex格式（在这一步前，应先建立新文件夹）
转换数据的目的是有便于中海达解算。
打开中海达
改变o文件的仪器高，打开中海达，新建项目，在项目属性中修改椭球参数和坐标系统及网的等级
导入数据，然后进行静态处理设置
处理全部基线，然后进行删星删数据处理
网平差，平差设置，进行三维平差，查看参考因子，然后再进行平差设
置，输入参考因子，然后进行三维平差，通过的话，完了输入已知点坐标，然后进行平差设置在进行二维平差。
静态GPS解算步骤
GPS静态测量，是利用测量型GPS接收机进行定位测量的一种。
主要用于建立各种级别的控制网。
进行GPS静态测量时，认为GPS接收机的天线在整个观测过程中的位置是静止，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量，通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标。
在测量中，GPS静态测量的具体观测模式是多台（3台以上）接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间由40分钟到十几小时不等。
使用GPS进行静态测量前，先要进行点位的选择，其基本要求有以下几点：1、周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，市场内障碍物的高度角不宜超过15度；2、远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200米；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不小于50米；3、附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物、大面积水域等）；4、地面基础稳定，易于点的保存；5、充分利用符合要求的旧有控制点。
GPS点位选好后，就可以架站进行静态数据采集了。
在采集静态数据时，一定要对中整平，在采集的过程中需要做好记录，包括每台GPS 各自所对应的点位、不同时间段的静态数据对应的点位、采集静态数据时GPS的天线高（S86量测高片高，S82量斜高）。
用GPS采集完静态数据后，就要对所采集的静态数据进行处理，得出各个点的坐标。
下面以为临城建设局做的GPS静态测量为例，介绍静态数据处理的过程。
打开GPS数据处理软件，在文件里面要先新建一个项目，需要填写项目名称、施工单位、负责人，并设置坐标系统和控制网等级，基线的剔除方式。
在这里由于利用的旧有控制点所属的坐标系统是1954北京坐标系3度带，因此坐标系统设置成1954北京坐标系3度带。
控制网等级设置为E级，基线剔除方式选着自动。
在数据录入里面增加观测数据文件，若有已解算好的基线文件，则可以选择导入基线解算数据。
增加观测数据文件后，会在网图显示窗口中显示网图，还需要在观测数据文件中修改量取的天线高和量取方式（S86选择测高片，S82选择天线斜高）。
GPS操作规程
GPS操作规程一、引言GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位技术来确定地球上任何一点位置的系统。
本文档旨在提供GPS操作规程，以确保正确、安全地使用GPS设备。
二、适用范围本操作规程适用于所有需要使用GPS设备的人员，包括但不限于领导、工程师、技术人员等。
三、设备准备1. 确保GPS设备电池电量充足，或连接外部电源。
2. 检查GPS设备是否正常工作，包括屏幕显示、按键响应等。
3. 确保GPS设备已经接收到卫星信号，以获得准确的定位信息。
四、操作步骤1. 打开GPS设备电源，等待设备启动。
2. 在设备菜单中选择“定位”功能，进入定位模式。
3. 根据需要选择定位方式，包括单点定位、差分定位等。
差分定位能提供更高精度的定位结果，但需要连接差分信号源。
4. 在设备屏幕上查看当前位置信息，包括经度、纬度、海拔等数据。
5. 如果需要记录当前位置，可使用设备的标记功能，将当前位置标记保存。
6. 在移动过程中，可实时查看设备屏幕上的位置变化，以确保朝着正确的方向前进。
7. 如需导航至特定目的地，可在设备菜单中选择导航功能，输入目的地坐标或名称，设备将提供导航指引。
8. 在导航过程中，注意设备的语音提示和屏幕指示，按照指引行驶。
9. 如遇到信号干扰或设备故障，及时联系技术人员进行维修或更换设备。
五、安全注意事项1. 在使用GPS设备时，应注意周围环境，避免发生意外事故。
2. 不要在驾驶过程中频繁操作GPS设备，以免分散注意力。
3. 如需更换电池，请确保设备已关闭，并按照设备说明书操作。
4. 在户外使用GPS设备时，应注意防水、防尘等措施，以保护设备的正常工作。
5. 如需长时间使用GPS设备，建议携带备用电池或连接外部电源，以确保设备的持续供电。
六、故障排除1. 如GPS设备无法启动或显示异常，请检查电池电量、电池接触是否良好。
2. 如GPS设备无法接收到卫星信号，请确保设备在开阔的空旷区域使用，并检查设备天线是否正确连接。
GPS实验三GPS基线解算
数据格式转换
02
将原始数据格式转换为基线解算软件可识别的格式。
数据筛选与预处理
03
剔除异常数据，进行必要的坐标转换和时间对齐等预处理操作。
基线解算设置与执行
1 2
参数设置
设置基线解算所需的参数，如卫星轨道、地球模 型、时间系统等。
执行基线解算
利用基线解算软件进行数据处理，求解基线向量。
3
输出结果
将基线解算结果输出为所需的格式，如RINEX格 式。
实验结论与讨论
结论
通过本次GPS基线解算实验，我们成功得到了基线的长度和坐标差值，测量精度较高， 验证了GPS技术在测量领域的应用价值。
讨论
为了进一步提高测量精度，可以考虑采用更高精度的GPS接收器，优化数据处理算法， 以及加强信号传播过程中的干扰抑制措施。此外，还可以通过多次测量取平均值的方法
减小误差。
GpsDataPro软件应用实例
某城市高精度地形测量项目
利用GpsDataPro软件对大量GPS观测数据进行处理，得到高精度的地形图。
某桥梁施工监测项目
在桥梁施工过程中，利用GpsDataPro软件对桥梁进行实时监测，确保施工安全。
04
GPS基线解算实验步骤
数据准备与预处理
数据收集
01
收集相关GPS数据，包括卫星观测数据、接收机位置数据等。
高精度数据处理
随着数据获取技术的不断发展，未来需要更加高 效和高精度的数据处理方法，以满足更高精度的 测量和定位需求。
人工智能与机器学习应用
人工智能和机器学习技术在数据处理和分析中具 有巨大的潜力，未来将进一步探索其在GPS基线 解算中的应用，提高数据处理效率和精度。
THANKS
GPS操纵步骤及基线解算
第八章GPS操作流程和基线解算第一节GPS系统组成一、设备GPS系统由空间卫星部分、地面监控部分和用户接收部分三部分组成，如图6.1所示。
1、空间卫星部分（1）GPS卫星星座。
设计星座：21—3，即21颗正式的工作卫星加3颗活动的备用卫星。
6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55°，周期11h58min（顾及地球自转，地球与卫星的几何关系每天提前4min重复一次）。
保证在24h，在高度角15°以上，能够同时观测到4～8颗卫星。
（2）GPS卫星。
GPS卫星的作用是发送用于导航定位的信号等。
主要设备是原子钟（2台铯钟、2台铷钟）、信号生成与发射装置。
类型有试验卫星B1oCk I和工作卫星BloCk Ⅱ。
（3）GPS卫星由洛克韦尔国际公司空间部研制。
卫星重774kg（包括310kg燃料），采用铝蜂巢结构，主体呈柱形，直径为l。
5m。
星体两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板，全长5.33m，接受日光面积7.2㎡。
对日定向系统控制两翼帆板旋转，使板面始终对准太阳，为卫星不断提供电力，并给三组15AH镉镍蓄电池充电，以保证卫星在地影区能正常工作。
在星体底部装有多波束定向天线，这是一种由12个单元构成的成形波束螺旋天线阵，能发射L，和L。
波段的信号，其波束方向图能覆盖约半个地球。
在星体两端面上装有全向遥测遥控天线，用于与地面监控网通信。
此外，卫星上还装有姿态控制系统和轨道控制系统。
工作卫星的设计寿命为7年。
从试验卫星的工作情况看，一般都能超过或远远超过设计寿命。
第一代卫星现已停止工作。
第二代卫星用于组成GPS工作卫星星座，通常称为GPS 工作卫星。
BloCkⅡA的功能比BloCkⅡ大大增强，表现在军事功能和数据存储容量。
BloCk Ⅱ只能存储供45天用的导航电文，而BloCkⅡA则能够存储供180天用的导航电文，以确保在特殊情况下使用GPS卫星。
第三代卫星尚在设计中，以取代第二代卫星，改善全球定位系统。
GPS数据处理
第二节 Ashtech Locus 数据处理软件的操作方法
操作方法：链接插件 实例演示：链接插件
第三节 南方NGS数据处理软件的操作方法
操作方法：链接插件
课程结束
第三节 南方NGS数据处理软件的操作方法
操作方法：链接插件
课程结束
第三节 南方NGS数据处理软件的操作方法
操作方法：链接插件
课程结束
知识影响格局，格局决定命运！
知识影响格局，格局决定命运！ 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
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第九章 GPS数据处理
第一节 GPS数据处理过程
数据处理流程： 数据传输——手簿输入——数据加工——数据预处
理——基线解算——重复基线检验——同步环检验——异步 环检验（以上为当天应完成的任务）——重测与补测—— WGS-84中无约束平差——网精度分析——北京54/80/地方 独立中三维无约束平差——三维约束平差——二维平差—— 成果报告——技术总结。
97对闭合差（10-6）：2,3,6,9,9 同步环全长相对闭合差(10-6)：3,5,10,15,15
异步环闭合差：分量 wx , wy , wz 2 n ； 环闭合差 w wx2 wy2 wz2 2 3n
重复基线长度较差： ds 2 2
第二节 Ashtech Locus 数据处理软件的操作方法
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第八章GPS操作流程和基线解算第一节GPS系统组成一、设备GPS系统由空间卫星部分、地面监控部分和用户接收部分三部分组成, 如图6.1所示。
1、空间卫星部分( 1) GPS卫星星座。
设计星座:21—3, 即21颗正式的工作卫星加3颗活动的备用卫星。
6个轨道面,平均轨道高度20200km, 轨道倾角55°, 周期11h58min( 顾及地球自转, 地球与卫星的几何关系每天提前4min重复一次) 。
保证在24h, 在高度角15°以上, 能够同时观测到4～8颗卫星。
( 2) GPS卫星。
GPS卫星的作用是发送用于导航定位的信号等。
主要设备是原子钟( 2台铯钟、2台铷钟) 、信号生成与发射装置。
类型有试验卫星B1oCk I和工作卫星BloCkⅡ。
( 3) GPS卫星由洛克韦尔国际公司空间部研制。
卫星重774kg( 包括310kg燃料) , 采用铝蜂巢结构, 主体呈柱形, 直径为l。
5m。
星体两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板, 全长5.33m, 接受日光面积7.2㎡。
对日定向系统控制两翼帆板旋转, 使板面始终对准太阳, 为卫星不断提供电力, 并给三组15AH镉镍蓄电池充电, 以保证卫星在地影区能正常工作。
在星体底部装有多波束定向天线, 这是一种由12个单元构成的成形波束螺旋天线阵, 能发射L, 和L。
波段的信号, 其波束方向图能覆盖约半个地球。
在星体两端面上装有全向遥测遥控天线, 用于与地面监控网通信。
另外, 卫星上还装有姿态控制系统和轨道控制系统。
工作卫星的设计寿命为7年。
从试验卫星的工作情况看, 一般都能超过或远远超过设计寿命。
第一代卫星现已停止工作。
第二代卫星用于组成GPS工作卫星星座, 一般称为GPS工作卫星。
BloCkⅡA的功能比BloCkⅡ大大增强, 表现在军事功能和数据存储容量。
BloCkⅡ只能存储供45天用的导航电文, 而BloCkⅡA则能够存储供180天用的导航电文, 以确保在特殊情况下使用GPS卫星。
第三代卫星尚在设计中, 以取代第二代卫星, 改进全球定位系统。
其特点是: 可对自己进行自主导航; 每颗卫星将使用星载处理器, 计算导航参数的修正值, 改进导航精度, 增强自主能力和生存能力。
据报道, 该卫星在没有与地面联系的情况下能够工作6个月, 而其精度可与有地面控制时的精度相当。
2、地面监控部分( 1) 地面监控部分的分布。
1) 主控站1个, 地点在美国科罗拉多州法尔孔空军基地。
2) 监测站5个, 分别在夏威夷、美国科罗拉多州法尔孔空军基地、阿松森群岛( 大西洋) 、迪戈加西亚( 印度洋)和卡瓦加兰( 太平洋) 。
3) 注入站3个, 分别在阿松森群岛( 大西洋) 、迪戈加西亚( 印度洋) 和卡瓦加兰( 太平洋) 。
( 2) 监控部分的作用。
1) 主控站的作用是收集数据、数据处理、监测与协调和控制卫星。
2) 监测站的作用是根据其接收到的卫星扩频信号求出相对于其原子钟的伪距和伪距差, 检测出所测卫星的导航定位数据。
利用环境传感器测出当地的气象数据。
然后将算得的伪距、导航数据、气象数据及卫星状态数据传送给主控站, 供主控站使用。
3) 注入站的作用作用是将主控站需传输给卫星的资料以既定的方式注入到卫星存储器中, 供卫星向用户发送。
3、用户接收部分用户接收部分的基本设备就是GPS信号接收机、机内软件以及GPS数据的后处理软件包。
其作用是接收、跟踪、变换和测量GPS卫星所发射的GPS信号, 以达到导航和定位的目的。
GPS信号接收机的任务是: 跟踪可见卫星的运行, 捕获一定卫星高度截至角的待测卫星信号, 并对GPS信号进行变换、放大和处理, 解译出GPS卫星所发送的导航电文, 测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间, 实时地计算出测站的三维位置、三维速度和时间。
静态定位中, GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变, 接收机高精度地测量GPS信号的传播时间, 利用GPS卫星在轨的已知位置, 解算出接收机天线所在位置的三维坐标。
而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运动轨迹。
载体上的GPS 接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动, 接收机用GPS信号实时地测得运动载体的瞬间三维位置和三维速度。
近年来, 国内引进了许多类型的GPS测地型接收机。
各种类型的GPS测地型接收机用于精度相对定位时, 其双频接收机精度可达5mm+1ppm·D( D为距离, 单位为km, 下同) , 单频接收机在一定距离内精度可达10mm+1ppm·D, 用于差分定位时精度可达亚米级至厘米级。
当前, 各种类型的GPS信号接收机体积越来越小, 质量越来越轻, 便于野外观测。
二、技术特点GPS可为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维速度及时间信息。
GPS测量主要特点如下。
1、功能多、用途广GPS系统不但能够用于测量、导航, 还能够用于测速、测时。
测速的精度可达0.1m/s, 测时的速度可达几十毫微妙。
其应用领域不断扩大。
2、定位精度高大量的实验和工程应用表明, 用载波相位观测量进行静态相对定位, 在小于50km的基线上, 相对定位精度可达1×10。
～2×10。
, 而在100～500km的基线上可达10 s～10, 。
随着观测技术与数据处理方法的改进, 可望在大于1000km的距离上, 相对定位精度达到或优于10。
在实时动态定位( RTK) 和实时差分定位( RTD) 方面, 定位精度可达到厘米级和分米级, 能满足各种工程测量的要求。
其精度如表6-1所示。
随着GPS定位技术及数据处理技术的发展, 其精度还将进一步提高。
3、实时定位利用全球定位系统进行导航, 即可实时确定运动目标的三维位置和速度, 可实时保障运动载体沿预定航线运行, 亦可选择最佳路线。
特别是对军事上动态目标的导航, 具有十分重要的意义。
4、观测时间短当前, 利用经典的静态相对定位模式, 观测20km以内的基线所需观测时问, 对于单频接收机在1h左右, 对于双频接收机仅需15～20min。
采用实时动态定位模式, 流动站初始化观测1～5min 后, 并可随时定位, 每站观测仅需几秒钟。
利用GPS技术建立控制网, 可缩短观测时间, 提高作业效益。
5、观测站之间无需通视经典测量技术需要保持良好的通视条件, 又要保障测量控制网的良好图形结构。
而GPS测量只要求测站15。
以上的空间视野开阔, 与卫星保持通视即可, 并不需要观测站之间相互通视, 因而不再需要建造觇标。
这一优点即可大大减少测量工作的经费和时间( 一般造标费用约占总经费的30％～50％) 。
同时, 也使选点工作变得非常灵活, 完全能够根据工作的需要来确定点位, 可通视也使电位的选择变得更灵活, 可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。
不过也应指出, GPS测量虽然不要求观测站之间相互通视, 但为了方便用常规方法联测的需要, 在布设GPS点时, 应该保证至少一个方向通视。
6、操作简便GPS测量的自动化程度很高。
对于”智能型”接收机, 在观测中测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取天线高、采集环境的气象数据、监视仪器的工作状态, 而其它工作, 如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。
结束观测时, 仅需关闭电源, 收好接收机, 便完成野外数据采集任务。
.如果在一个测站上需要作较长时问的连续观测, 还可实行无人值守的数据采集, 经过网络或其它通信方式, 将所采集的观测数据传送到数据处理中心, 实现全自动化的数据采集与处理。
GPS用户接收机一般重量较轻、体积较小。
现在有许多GPS接收机是天线、主机、电源组合在一起的一体机, 白化程度较高, 野外测量时仅”一键”开关, 携带和搬运都很方便。
7、可提供全球统一的三维地心坐标经典大地测量将平面和高程采用不同方法分别施测。
GPS测量中, 在精确测定观测站平面位置的同时, 能够精确测量观测站的大地高程。
GPS测量的这一特点, 不但为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径, 同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用, 提供了重要的高程数据。
GPS定位是在全球统一的WGS一84坐标系统中计算的, 因此全球不同点的测量成果是相互关联的。
8、全球全天候作业GPS卫星较多, 且分布均匀, 保证了全球地面被连续覆盖, 使得在地球上任何地点、任何时候进行预观测工作, 一般情况下, 除雷雨天气不宜观测, 一般不受天气状况的影响。
因此, GPS定位技术的发展是对经典测量技术的一次重大突破。
第二节控制网设计GPS测量工作与经典测量工作相类似, 按其性质可分为外业和内业两大部分。
其中, 外业工作主要包括选点、建立测站标志、野外观测作业以及成果质量检核等; 内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理及技术总结等。
控制网设计包括控制网的设计依据、设计精度和设计网形。
一、GPS网技术1、GPS网技术设计的原则技术设计是建立GPS控制网的第一步, 也是确保GPS网在满足准确、可靠、经济的前提下, 满足建设需要的关键性工作。
GPS 网技术设计应遵循以下基本原则, 即确定适宜的精度标准, 选取适。