第八章GPS数据处理
GPS测量数据处理ppt课件
公元前6世纪毕达哥拉斯提
公元前4世纪亚里士多德用 物理方法验证了地圆说
18世纪证实的扁球说。
长半轴 a=6378140米 短半轴 b=6356755米 a-b=21385米
扁度=
a 1 a b 298.257
？ 远
古
方
圆球
扁球 现 代 椭 球
31
GPS测量数据处理>第二章>第一节 坐标系
8
GPS测量数据处理>第一章 GPS定位原理概述
第一节 GPS的系统组成
GPS系统由三部分组成
空间部分 （Space Segment）
地面部分 （Ground Segment）
用户部分 （User Segment）
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GPS测量数据处理>第一章>第一节 GPS的系统组成
GPS的系统组成——空间部分
GPS测量数据处理>第一章>第二节 GPS信号
GPS卫星信号结构——载波
载波
作用：搭载其它信号，也可用于测量（测距）。
类型
目前 L1：频率：1575.43MHz，波长：19cm L2：频率：1227.60MHz，波长：24cm
现代化后增加
L5：频率： 1176.45MHz，波长：26cm
26
GPS测量数据处理>第二章>第一节 坐标系
二、参考系
点的位置是由以相对于一个预先定义的数学 表面的坐标值所确定的。在大地测量中，该 数学表面被称为基准，而相对于该基准的点 位置由其坐标来确定。所以基准就是用作确 定点位置的参考的坐标面。这样的参考系可 以建立在大地水准面、参考椭球面或一个平 面上。
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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。
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。
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GPS测量原理及应用第八章GPS测量的设计与实施
基准设计需注意的问题： 1、适当联测附近的国家控制点以提高精度 （适当数量和均匀分布） 2、引入已知边长和已知方位 3、联测高程点 4、注意坐标系统的一致
（7）布设GPS基线向量网时的设计指标
在布设GPS网时，我们除了遵循一定的设 计原则外，还需要一些定量的指标来指导 我们的工作。在我们进行GPS网的设计时 经常需要采用效率指标、可靠性指标和精 度指标。
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（实际上就是跟踪站）。数据处理通常采用精密星历。
优点
精度极高，具有框架基准特性。
缺点
需建立专门的永久性建筑即跟踪站，观测成本很高。
适用范围
8.2
GPS网的优化设计
GPS网的优化设计，是实施GPS测量工作 的第一步，是一项基础性的工作，也是在 网的精确性、可靠性和经济性方面，实现 用户要求的重要环节。这项内容的主要内 容包括：精度指标的合理确定、网的图形 设计和网的基准设计。
一、精度标准的确定 对GPS网的精度，主要取决于网的用途。精 度指标，通常以网中相邻点之间的距离误 差来表示。
我国规范衡量GPS网精度的指标
GPS网的精度衡量指标 – 相邻点基线长度 精度
a 2 (b d ) 2
标准差 mm 固定误差 mm 相邻点间距离 Km 比例误差
如： 对于在C级网，规范要求a 10mm，b 5， 当基线边长为10km时，
102 (5 10)2 50.99(mm)
≤10
≤10-20
平均距离 等级 (km)
二 三 9 5
GPS数据处理
GPS数据处理一、数据导出将手持GPS接收机中的数据利用数据线传输到电脑上，然后将数据导入到Excel数据表中进行编辑，以满足GIS软件的数据格式。
操作过程如下：1）打开Excel软件，在菜单栏选择“数据→导入外部数据→导入数据”功能2）打开以upt为后缀名的文件后3）导入数据单击“完成”，即可完成导入的数据，结果如下图所示：4）编辑数据编辑数据表，添加序号、经度、纬度、高程等字段信息，编辑后结果如下图：5)另存数据为dbf格式二、在ArcMap中加载数据1）启动ARCMAP软件，在菜单栏选“Tools→Add XY Data”工具2）选择DBF格式的数据表，X和Y坐标分别选“经度”和“纬度”3）设置输入数据的空间参考信息，单击“Edit”，弹出“空间参考”属性框，选择坐标参数为：“Geographic Coordinate Systems→World →WGS 1984.prj”，单击确定4）单击“确定”后，将文本数据导入ARCGIS中成为点图层；在TOC窗口中选择“layer”，单击右键选择“Properties”功能，设置图层显示单位为“Decimal Degrees”TOC75）在TOC窗口中，右键单击需要存储的数据，在弹出的菜单中选择“Data→Export Data”，导出shape格式数据，并选择“Use the same Coordinate System as the data frame”三、利用ARCMAP编辑数据（1）几何数据编辑1）启动ArcCatalog模块，新建Shapefile文件2）在弹出的菜单中设置新建文件名、类型、空间参考信息，单击“ok”完成文件创建3）在ArcMap中加载新建的多边形文件，启动编辑功能“Start Editing”4）在编辑菜单下，选择“Snapping”功能，设置捕捉环境捕捉环境5)在“Editor”工具栏选择“Sketch Tool”,绘制多边形（2）属性数据编辑1）右键单击图层，选择“Open Attribute Table”菜单，打开属性表单击属性表中的“Options→Add Field”选项，弹出“添加字段”对话框，设置字段名、类型等信息，单击“ok”创建字段3）输入属性信息✧编辑数据，输入相应的属性信息4）自动标注✧在TOC中右键单击需标注的图层，选择Properties选项,在弹出的“LayerProperties”对话框中，设置“Labels”选项中的“Label”为Name字段，并根据情况调整字体右键单击需要标注的图层，选择“Label Features”菜单结果如下图所示（3）保存文档在File菜单下选择“Save”选项，保存为以mxd为后缀名的文档四、输出数据1）在菜单栏选择“View→Layout View”,转到输出视图2）在菜单栏选择“Insert”,分别插入“图名、图例及比例尺”等信息3）输出数据在菜单栏选择“File→Export Map”, 设置合适的分辨率、文件名，输出图形为JPG格式，五、提交成果1）mxd文档数据2）输出的JPG图像。
GPS数据处理教程
控制网复测教程1，接收机文件转为标准RINEX格式以天宝为例，做完外业后，将仪器数据导出，有DAT和TO2文件两种，用将测站点号和天线高编辑进复测文件，导出标准RINEX格式。
注意：只导出GPS信号，RINEX格式一般用2.11格式。
修改三处点名和天线高（天宝天线高需要进行仪高转化）2，使用LGO7.0进行数据处理打开LGO，新建项目，高铁项目差值平面选0.02，高程0.03，平均方式默认为带权平差导入标准RINEX文件，选中项目然后点击分配，数据导入完成。
开窗剔除无用的卫星信号，信号中断、时间较短均可删除（此步骤后期处理还会用到）。
卫星条界面右键选择处理参数，按图将处理参数勾选将所有卫星信号选中，右键修改处理模式为自动，右键处理，查看处理结果，右键点击存储。
在查看/编辑界面查看超限点位（点位标识为方框而非三角），双击点查看平均界面，可查看哪个点解算该点位超限。
根据超限提示，返回GPS处理界面利用手动处理模式，右键选择参考站和流动站(以谁解谁的问题，可以互换，两个点位不允许存在相互解算情况)修改该基线处理参数，处理参数可改的有卫星高度截至角（15-25）、频率（L1,L2,L1+L2,消除电离层）、活动的卫星这三项，确定后选择处理该基线，回到查看编辑。
有时候也可以修改解算方向，删掉该基线。
反复修改上述参数，直到全部点位没有超限值，信号特别差的控制网允许存在一两处超限不大的点位（LGO平差方式与一般软件稍有区别）。
利用LGO平差界面进行平差，空白处右键分别进行预分析、网平差计算、计算闭合环查看网平差结果要求T、F检验接受，对于T检验超限的基线进行单基线处理。
有时候T检验不通过仍能平差通过，与平差标准有关，不好处理的基线可以试着带病平差下。
部分基线比较差，可以查看卫星星历（右键分析），将周跳较大时间数据删除或者修改参数。
数据处理完成，输出菜单导出ASCII基线数据，注意设置文件类型一定为基线。
3，利用铁四院平差软件进行平差在铁四院平差项目里面新建项目，选择椭球参数和控制网等级，导入基线数据，依次进行独立闭合环、三边闭合环、重复基线差、三维无约束平差和二维约束平差，要求所得文件均无超限数据即可。
简述gps数据处理基本流程和步骤
简述gps数据处理基本流程和步骤GPS（全球定位系统）数据处理是将采集到的GPS信息进行处理和分析，从而得出有用的信息和结果的过程。
GPS数据处理基本流程可以分为数据采集、数据预处理、数据分析和结果展示四个步骤。
下面将分别介绍这四个步骤的具体内容。
首先是数据采集阶段。
GPS数据的采集是通过GPS接收器获得，GPS接收器可以测量卫星信号和计算位置、速度、时间、姿态等信息。
GPS接收器具有天线接收GPS信号，接收到的信号包括卫星信号和地面干扰信号，卫星信号是由美国国家航空航天局的卫星发出的，地面干扰信号则是由城市的建筑物、树木等形成的。
接收到的信号会被GPS 接收器搜集并保存下来，形成GPS原始数据。
接着是数据预处理阶段。
在数据预处理阶段，需要对采集到的GPS 原始数据进行清洗和筛选。
清洗就是对数据进行去噪声，去除异常值等处理，保证数据的准确性和可靠性。
筛选则是对数据进行筛选，选择需要的数据进行后续处理。
此外，还需要对数据进行校正，如时钟误差校正、电离层延迟校正等，保证数据的精度和稳定性。
然后是数据分析阶段。
数据分析是对预处理过的GPS数据进行处理和分析，从中提取有用的信息。
主要包括轨迹重建、速度计算、加速度计算、路网匹配等过程。
轨迹重建是将GPS数据点连接成轨迹，并对轨迹进行分段处理。
速度计算是根据轨迹数据计算车辆的速度，加速度计算是根据速度数据计算车辆的加速度。
路网匹配是将轨迹数据匹配到实际的道路上，得到车辆在道路上的行驶轨迹。
最后是结果展示阶段。
在结果展示阶段，将数据分析得到的结果以可视化的方式展示出来，使用户能够直观地了解分析结果。
主要包括轨迹图、速度图、加速度图、轨迹匹配图等展示方式。
公路交通部门可以通过这些展示结果了解车辆的行驶轨迹、行驶速度和行驶状态，为交通管理和规划提供有力的数据支持。
综上所述，GPS数据处理的基本流程包括数据采集、数据预处理、数据分析和结果展示四个步骤。
在实际应用中，每个步骤都需要仔细处理和精心设计，才能得到准确、可靠的分析结果。
GPS数据处理
第十一GPS数据处理学习指南本讲主要讲述 GPS测量数据处理全过程。
进行GPS数据处理时，应了解GPS数据预处理，掌握GPS控制网基线向量解算和GPS网平差或与地面网联合平差。
在GPS数据预处理中，要了解数据预处理的目的，学习统一数据文件格式，并将各类数据文件加工成标准化文件(如GPS卫星轨道方程的标准化)；在基线解算中，应学习相对定位中常用双差观测值求解基线向量方法。
同时，GPS基线解算工作之前，应学好基线解算的分类。
这一阶段要重点掌握基线解算阶段的质量控制，卫星数据删除率、RATIO、RDOP、RMS、同步环闭合差、异步环闭合差等的基本概念。
完成了一个GPS控制网的点的基线解算工作之后，必须学习GPS网平差，它是以南方GPS后处理软件为作业基础，以具体学习指导自由网平差实例平差、GPS网约束平差。
在学习本讲内容时，要以南方GPS后处理软件为作业基础，结合一定实际，掌握GPS数据处理基本概念和各种数据基线解算、网平差。
重点掌握GPS控制网基线解算、网平差。
本讲的难点掌握是GPS基线解算问题。
采用GPS基线向量网平差，虽可以同时确定出点的三维位置，若网中有一点或多点具有精确的WGS-84大地坐标系的大地高程，则在GPS网平差后，可得各GPS点的WGS-84大地高程。
但令人遗憾的是，所确定出的高程是相对于一个特定参考椭球的，即所谓的大地高，而不是在实际应用中广泛采用的与地球重力位密切相关的正高或正常高。
不过，如果能够设法获得相应点上的大地水准面差距或高程异常，就可以进行相应高程系统的转换，将大地高转换为正高或正常高。
因此，应找出GPS点的大地高程同正常高程的关系，并采用一定模型进行转换。
本节介绍如何将GPS高程观测结果变为可实用的正常高程结果。
教学重点和难点1、GPS接收机观测数据的传输与管理。
2、GPS基线处理软件的应用。
3、GPS数据解算成果的评定。
教学目标1、掌握GPS接收机观测数据的传输与管理。
论GPS测量的数据处理方法及其优化方式
论GPS测量的数据处理方法及其优化方式。
一、GPS测量数据处理方法1、数据预处理GPS数据预处理包括了资料收集、数据筛选、数据校正、数据过滤、数据插值等步骤。
其中最重要的步骤是数据校正，由于GPS卫星所发出的信号在传输过程中会遭受导航信号、地球大气层、接收机时间、传输媒介等干扰，导致GPS采集的数据有较大的误差，因此需要对GPS数据进行校正。
数据校正包括了数据预处理、误差模型建立、误差分析和校正方法等步骤。
2、数据处理GPS数据处理主要包括了基准的选择和建立、数据分析和拟合、解算算法和数据融合等步骤。
基准的选择和建立是指在数据处理过程中需要明确使用的基准坐标系，例如WGS84坐标系、北京54坐标系等。
数据分析和拟合是指采用数学模型对GPS数据进行处理，例如最小二乘法、卡尔曼滤波、粒子滤波等方法。
解算算法与数据融合主要是指将GPS数据与其他信息进行融合，例如地图数据、气象数据、传感器数据等。
二、GPS测量数据处理优化方式1、信号接收优化GPS信号接收优化是指改善信号接收的操作和环境，例如改善接收机本身的性能、选用合适的天线、改善接收机自身的环境、减少信号干扰等。
2、误差模型优化误差模型建立是将误差分为多个部分，例如常数误差、轨道误差、大气误差、接收机误差等，然后对各部分误差采用不同的方法进行模拟和处理。
误差模型的优化一方面是对误差模型进行精细化建模，另一方面是通过分析误差来源和数据特性来对误差模型进行改进和优化。
3、算法优化GPS数据处理算法的优化可以从多个方面入手，例如减少计算量，提高算法计算速度和鲁棒性，改进算法的精度和可靠性，例如采用粒子滤波算法可以有效地解决非线性滤波问题。
4、数据融合优化数据融合是将不同数据源的数据信息综合起来，以提高得到的GPS数据的精度和可靠性，并提高研究结果的确定性和可靠性。
数据融合的优化可以通过改进融合算法、改善数据质量和改进数据采集的设计等来实现。
5、差分处理差分GPS是基于两个接收机之间的同步观测数据得到相对的精密定位，其可以有效地消除接收机和卫星的共同误差，以实现高精度的测量。
GPS数据处理流程
GPS数据处理
1、单击“文件”新建项目，设置“项目属性”中的“单
位和格式”
2、如果测量设备菜单中没有所用的GPS型号应先建立新
设备，单击“Trimble测量”工具条中的“测量设备”按钮，单击“创建新设备”图标，选择创建设备类型为“GPS接收机4000系列”，并为所创建的新设备命名。
3、将GPS接收机通过电缆线与电脑连接，单击设备名称
并打开进行数据传输。
4、输入测站信息（点名、天线高）。
5、将数据备份，以便恢复传输的数据。
6、处理GPS基线。
7、若显示有红色测线，表明需要对观测信号进行剔除。
单击“视图”中的Timeline禁止卫星信号周跳较大的时段。
8、对剔除了观测时段的基线（选中）重新处理，并保存。
9、若仍是红线，查看基线处理报告（选中基线，单击报
告中的基线处理报告）中的残差图，删除相位不合格卫星。
10、重复7、8、9直到所有基线为黄色，然后进行平差。
11、平差后查看平差报告。
单击平差项下的平差，单击平
差总结：
（1）查看参考因子（应在1.0左右）
（2）查看统计总结，X方检验若失败则应加权。
单击
平差下“加权”，选择纯量类型为自动。
12、再进行平差，重复10直到X方检验通过。
查看报告中
的“变化量项”坐标变化量应为0，否则应再平差，直至变化量为0，至此WGS84坐标系中无约束平差完成。
13、单击测量按钮中“反算”可反算基线长度、高差。
14、。
简述gps数据处理基本流程和步骤
英文回答：The basic processes and steps for GPS data processing include data acquisition， pre—processing， data analysis and data application in four main steps。
We need to work hard on data collection and get raw data from GPS devices that include information on location， time， speed， etc。
We should pre—process data，filter， calibrate，etc。
on possible noise，drift， etc。
to improve data accuracy and reliability。
This is followed by the data resolution phase， which converts pre—processed data into usable information， such as coordinates，trajectories， etc。
We need to apply the disaggregated data to applications in different areas such as navigation， map services，logistics transport， etc。
The whole process is a closed loop from data collection to data application， in which we maintain a scientific rigour in order to ensure the accuracy and reliabilityof the data and provide reliable support and evidence for the work。
GPS测量数据处理
GPS测量数据处理8.1.1 GPS测量数据粗加工的两个部分GPS测量数据的粗加工包括数据传输和数据分流两部分内容。
大多数GPS接收机采集的数据记录在接收机内存模块上。
在数据通过专用电缆线从接收机传输至计算机的同时完成数据的分流，以将各类数据按照类别特性归入不同的数据文件中，数据传输和分流未作任何实质性的加工处理，只是存储介质的交换。
不同接收机的数据记录格式各不相同，难被同一处理程序所用，因而传输至计算机的数据还需解译，提取出有用信息，分别建立不同的数据文件，其中最分主要的是生成四个数据文件；载波相位和伪距观测值文件、星历参数文件、电离层参数和UTC参数文件、测站信息文件。
(1)观测值文件，这是容量最大的文件，内含观测历元，C/A码伪距、教波相位以(L1/L2)积分多普勒计数、信噪比等等，其中最主要的是伪距和毅波相位观测值。
(2)星历参数文件。
包括所有被测卫星的轨道位置信息，根据这些信息可以计算出任一时刻的卫星轨道上的位置。
(3)电离层参数和UTC参敬文件，电离层参数可用于改正观测值的电离层影响，UTC参数则用于将GPS时间修正成UTC时间。
(4)测站信息文件。
其中包括测站的基本信息和本测站上的观测情况。
例如:测站名、测站号、测站的概略坐标、接收机号、天线号、天线高观测的起止时间、记录的数框量、初步定位结果等。
8.1.2 GPS测量数据的预处理GPS测量数据的预处理的目的在于:对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差，删除无效无用数据;统一数据文件格式，将各类接收机的数据文件加工成彼此兼容的标准化文件;GPS卫星轨道方程的标准化，一般用一多项式拟合观测时短内的星历数据；探测并修复整周跳变，使观洲值复原;对观测值进行各种模型改正，如大气折射模型改正。
预处理所采用的模型和方法的优劣，将直接影响最终成果的质量，因而是提高GPS测量作业效率和精度的重要环节。
8.1.3基线向量解算和网平差计算经过预处理后，观测值作了必要的修正。
GPS差分定位的数据处理与精度分析方法
GPS差分定位的数据处理与精度分析方法GPS差分定位是一种常用的定位技术，通过正确处理GPS接收机接收到的信号，并利用差分修正，可以提高定位的精度。
本文将介绍GPS差分定位的数据处理方法，并分析其精度问题。
一、GPS差分定位的原理GPS差分定位是基于GPS信号的接收机和参考站之间的相对测量差异来实现的。
它利用参考站接收到的真实位置和GPS接收机接收到的位置信息之间的差异，计算出接收机的位置误差，并进行修正。
数据处理是GPS差分定位中的关键步骤。
首先，接收机会接收到来自GPS卫星的信号，并计算出其接收到信号的时间。
然后，接收机将接收到的信号与参考站接收到的信号进行比较，计算出两者之间的相对误差。
二、GPS差分定位的数据处理方法1. 数据预处理在进行差分定位之前，首先需要对接收到的数据进行预处理。
这包括对信号进行滤波和去噪处理，以提高信号的质量和准确性。
同时，还需要对接收到的信号进行时间同步，以确保数据的一致性。
2. 数据差分与修正接收机接收到的数据与参考站接收到的数据之间存在一定的差异，需要通过差分计算来确定接收机的位置误差。
这一过程包括计算接收机和参考站之间的相对距离和接收机的位置误差，并进行修正。
3. 数据处理与解算在进行数据处理和解算时，需要使用一定的数学模型和算法来确定接收机的位置。
这包括进行最小二乘估计等数学方法，以提高定位的精度和准确性。
三、GPS差分定位的精度分析GPS差分定位的精度受到多种因素的影响。
首先，天线的位置和姿态误差会对定位的精度产生影响。
接收机的接收能力也会对定位的精度产生一定的影响。
其次，GPS卫星的位置精度和时钟精度也会对定位的精度产生影响。
卫星的几何配置和可见性也会影响定位的精度。
此外，大气延迟和多路径效应等因素也会对定位的精度产生一定的影响。
最后，数据处理的方法和算法也会对定位的精度产生影响。
不同的算法和处理方法有不同的精度和准确性，需要根据具体情况选择合适的方法。
第八章GPS数据处理
(1)选择合适的高程异常已知点
(2)高程异常已知点的数量
(3)分区拟合法
二、GPS技术总结
1、技术总结的作用
2、技术总结的内容
技术设计需要包含以下内容：
(1)项目来源：介绍项目的来源、性质。
(2)测区概况：介绍测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、通讯条件等。
4.1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：
(1)基线解算时所设定的起点坐标不准确。
起点坐标不准确，会导致基线出现尺度和方向上的偏差。
(2)少数卫星的观测时间太短，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，会导致与该颗卫星有关的整周未知数无法准确确定，而对与基线解算来讲，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，就将影响整个。
2.3原理
3 GPS网平差的流程
GPS三维平差的主要流程如图9-5。
二、GPS数据处理工程实例
现以Ashtech Solutions软件为利说明GPS数据处理全过程。Ashtech Solutions软件是GPS后处理软件，适用于单频、双频GPS数据基线解算，平差处理。Solutions软件在标准的Windows平台上运行，以非常友好的图形用户界面，提供简单和精确的数据，并能对外业作业状况进行真实的描述。该软件包的功能有：选星计划、接收机设置、数据传输、基线向量处理、网平差、质量分析、坐标转换、报表生成、结果输出、Rinex格式转换等模块。
采用GPS测定正高或正常高称为GPS水准测量。方法是GPS测量得出的是一组空间直角坐标(x，y，z)坐标，通过坐标转换可以将其转换为大地经纬度和大地高(H)，确定大地水准面差距或高程异常。点的正高或正常高高程系统间转换。此可以看出，GPS水准实际上包括两方面内容：一方面是采用GPS方法确定大地高，另一方面是采用其他技术方法确定大地水准面差距或高程异常。如果大地水准面差距已知，就能够通过式(9-14)进行大地高与正高间的相互转换，但当其未知时，则需要设法确定大地水准面差距的数值。确定大地水准面差距的基本方法有天文大地法、大地水准面模型法、重力测量法和几何内插法及残差模型法等方法。
GPS数据处理
GPS数据处理1概述以皖赣铁路扩能改造站前工程WGZQ-Ⅱ标一分部2015年9月复测数据为例进行演示。
此次复测外业采用六台LEICA GPS接收机联测，内业基线向量解算采用LGO V8.4中文版、复测精度分析采用CosaGPS V5.21进行。
复测顺序：首先把管段内及搭接段的CPⅠ控制点复测一遍，然后把CPⅠ和CPⅡ联测一遍，最后把管段内所有的加密点与相关的CPⅠ和CPⅡ联测一遍。
2 基线分析1.1 准备工作将每次测量文件，分类统计好，并做好外业观测记录表的记录工作。
原始数据从仪器中拷出后，及时根据外业观测记录表，修改文件对应点号名称，并做好观测表的电子版，测量时如有会对结果产生影响的因素，要在备注里注明。
获取平面坐标系统。
此次复出项目采用施工坐标系（详细参数见下表），参考椭球为WGS-84参考椭球，椭球参数为：长半轴a=6378137m，扁率f=1/298.257223563。
东坐标和北坐标的加常数分别为500km、0。
工程椭球构建采用改变椭球参数的方法（即参考椭球长半轴直接加投影面大地高并保持扁率和定向不变）。
1.2 LGO软件处理1.2.1 新建项目首先打开LGO软件，新建一个项目。
在此界面鼠标单击左边“项目”选项，在右边空白处单击鼠标右键，选择新建。
在弹出界面填写项目名称及其他设置。
1.2.2 导入原始数据选中新建的项目，鼠标点击工具栏的“输入”→“原始数据”，选择原始文件，点击右下角“输入”。
在“常规”界面，选择要导入到的项目。
在“设置”界面勾选合并时段在“GPS”界面，根据测量开始时间，把“点标志”修改成点位名称。
改点名时一定要仔细，不要输入错误。
点号修改完毕后，点击“分配”，文件被导入到新建的项目中，会出现以下界面。
鼠标右键单击点号，在弹出界面选择属性，修改仪器的天线高。
以此类推，把所有原始文件都导入到项目里，并修改好点号和仪器高。
GPS数据处理课件解析
• 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。
第二十七页，编辑于星期日：十三点 二十二分。
3 数据处理流程
3.3 TGO软件新建项目
第二十八页，编辑于星期日：十三点 二十二分。
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)。
第二十四页，编辑于星期日：十三点 二十二分。
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
6．增加坐标系统组
第二十二页，编辑于星期日：十三点 二十二分。
3 数据处理流程
3.2 TGO软件建立坐标系统
7．选择投影方式：横轴墨卡托投影
在投影带参数名称中，为明了可以采用投影带中央子午线数值命名。
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3 数据处理流程
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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。
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。
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Trimble Geomatics Office软件项目中对所有点位置的计算方法。 软件计算每个观测值到点的位置。如果有多重观测值，它 用限差数值确定何时报告闭合差误差。
TBCGPS数据处理简要流程
1.设置新工程新建工程启动TBC软件，在文件菜单点击新建工程：软件默认只有一个空模板，点击确定：此时出现软件完整界面：工程设置点击菜单工程——工程设置，出现以下设置界面：在工程设置中可以对坐标系、单位、默认标准误差、基线处理质量等进行自己的设置。
保存工程选择文件>保存工程，或者单击工具栏上的保存工程图标，在另存为对话框上找到计算机上的工程文件存储位置，在文件名字段里输入工程名称，然后单击保存按钮保存，Trimble Business Center的窗口标题栏就会显示新工程名称。
创建工程模板如果日后要在同一个区域或项目创建其他工程，可以把设置好的工程设置另存为工程模板。
选择文件>工程另存为模板菜单，打开工程另存为模板对话框：在名称字段里输入设置模板名，按保存按钮。
今后可以利用已有模板建立项目。
归档工程TBC工程文件(vce文件)虽然包含了必要的项目数据信息，但不包含原始数据文件，当我们需要把TBC工程拷贝给别人时，只是单独拷贝vce文件，别人打开后将无法重新基线处理。
要完整的拷贝，可以用归档的方式压缩为ZIP文件，如果打开了要归档的工程，请先关闭工程，从文件>归档工程菜单，软件将把工程归档为压缩文件，其中包含了原始观测值。
2.导入静态数据TBC软件目前可以直接导入接收机的T01、T02文件，也可以导入Rinex文件（版本2.1\2.11\3）。
选择文件>导入，或者单击工具栏上的导入图标, Trimble Business Center窗口右边显示导入面板, 单击导入面板上的浏览按钮, 在浏览文件夹对话框上找到数据所在的文件夹，然后单击确定按钮，导入面板回列出数据文件。
选择要导入的文件，按导入按钮。
导入原始数据后出现原始数据检查界面：可以选择对话框左下角的任何选项卡确认信息是否正确，必要时进行更改，例如可以在点选项卡上修改点ID或要素代码，可以在天线选项卡上更改天线高度或测量方法。
GPS数据处理软件的使用指南
GPS数据处理软件的使用指南近年来，全球定位系统（GPS）的应用越来越广泛，成为许多领域的不可或缺的工具。
无论是地理测量、土地管理还是导航系统，GPS都扮演着重要的角色。
然而，对于许多使用GPS数据处理软件的人来说，这项任务可能是一项艰巨而又复杂的挑战。
本文旨在为用户提供一份具有深度和详细指导的GPS数据处理软件使用指南，让每个人都能从中受益。
1. GPS数据处理软件简介在开始使用GPS数据处理软件之前，我们先来了解一下其基本概念和功能。
GPS数据处理软件是一种用于处理全球定位系统数据的工具，具备数据导入、编辑、分析和导出功能。
它可以帮助用户处理设备导出的GPS数据，包括坐标点、轨迹、速度等信息，并将其转化为有用的图形或表格。
目前市场上有许多GPS数据处理软件可供选择，如ArcGIS、QGIS、Google Earth等。
2. 数据导入与编辑在使用GPS数据处理软件之前，首先需要将设备导出的原始数据导入软件。
通常，可以通过连接设备或直接导入设备提供的数据文件来实现这一步骤。
一旦数据成功导入，你可以开始编辑数据。
比如，如果你发现某些数据存在错误或缺失，你可以使用软件提供的编辑工具来进行修正或添加。
3. 数据分析与可视化GPS数据处理软件提供了多种强大的数据分析和可视化功能，以帮助用户更好地理解数据。
其中最常见的功能包括绘制轨迹图和散点图、计算速度和距离等。
通过这些分析和可视化工具，用户可以对数据进行深入研究和比较，从而获取更多有用的信息。
4. 坐标转换与投影在使用GPS数据处理软件时，经常需要进行坐标转换和投影操作。
坐标转换是将原始坐标转化为特定坐标系的过程，而投影是将地理坐标映射到平面上的过程。
一些软件提供了内置的坐标转换和投影工具，使用户能够灵活地选择合适的坐标系和投影方式。
5. 数据导出与共享一旦你对数据进行了编辑、分析和可视化，接下来就可以考虑将结果导出并与他人共享。
GPS数据处理软件通常支持多种导出格式，如Excel、CSV、Shapefile 等。
GPS定位原理第八章
GPS定位原理第八章GPS定位原理第1节GPS测量的技术设计8.1.1GPS网技术设计的依据1.GPS测量规范（规程）（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》（2）《全球定位系统城市测量技术规程》（3）各行业部门的其他GPS测量规程或细则2．测量任务书8.1.2GPS网的精度, 密度设计1．GPS测量精度标准及分类（1）GPS测量精度分类对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。
用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS控制网可按表8-1分级。
表8-1 GPS测量精度分级（一）用于城市或工程的GPS控制网可按表8-2分级。
表8-2 GPS测量精度分级（二）GPS定位原理（2）GPS测量的精度标准GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：式中：σ――距离中误差（毫米）；弧―固定误差（mm）；b――比例误差系数（ppm）；d――相邻点之间的距离（km）。
实际生产中，应根据测区大小、GPS网的用途，来设计网的等级和精度标准。
2．GPS点的密度标准制定GPS网的密度标准，主要考虑任务要求和服务对象。
密度可参照表8-3的规定执行。
表8-3 GPS网中相邻点间距离(单位：km)8.1.3GPS网的基准设计1．基准设计的定义：在GPS网的技术设计中，必须明确GPS网的成果所采用的坐标系统和起算数据的工作，称为GPS网的基准设计。
GPS 网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。
2．基准设计应考虑的几个问题：GPS定位原理（1）应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个，用以转换坐标。
（2）对GPS网内重合的高等级国家点或原城市等级控制点，除未知点连结图形观测外，对它们也要适当地构成长边图形。
（3）联测的高程点需均匀分布于网中，对丘陵或山区联测高程点应按高程拟合曲面的要求进行布设。
（4）新建GPS网的坐标应尽可能与测区过去采用的坐标一致。
8．1.4 GPS网构成的几个基本概念及网特征条件1．GPS网图形构成的几个基本概念观测时断：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。
GPS数据处理软件的基本操作指南
GPS数据处理软件的基本操作指南GPS（Global Positioning System）数据处理软件在现代定位与导航技术中起着至关重要的作用。
它可以将收集到的卫星定位数据进行处理和分析，为用户提供准确的位置信息。
本文将简要介绍GPS数据处理软件的基本操作指南，帮助读者了解如何利用这一强大工具进行数据处理与分析。
一、软件准备在开始使用GPS数据处理软件之前，首先需要准备相关软件和数据。
目前市面上有许多优秀的GPS数据处理软件可供选择，如Trimble Business Center，Leica Geo Office，以及GNSS Solutions等。
用户可以根据自己的需求选择合适的软件。
同样重要的是，用户还需要收集GPS接收器或测量设备所采集的原始数据，这些数据将成为后续处理和分析的基础。
二、数据导入与处理在打开GPS数据处理软件后，用户需要将采集到的原始数据导入软件进行处理。
通常情况下，软件会提供导入功能，用户只需按照软件的指引选择正确的文件格式，并将原始数据导入到软件中即可。
导入数据后，软件会自动对数据进行解算和处理，生成可用的位置信息。
三、差分校正与精度提升在数据导入后，用户可以选择进行差分校正以提高定位精度。
差分校正是指利用参考站数据对移动站数据进行校正，以消除误差。
通常情况下，GPS数据处理软件会提供多种差分校正方法，如实时差分、差分GPS、以及虚拟基站等。
用户可以根据自己的需求选择适合的校正方法，并按照软件的指引进行操作。
差分校正完成后，用户可以得到更加准确的位置信息。
四、数据分析与可视化除了基本的定位功能之外，GPS数据处理软件还经常提供丰富的数据分析和可视化功能。
用户可以利用这些功能对采集到的数据进行进一步的分析和处理。
例如，用户可以通过软件生成轨迹图、速度图、高程图等，以便更直观地了解采集到的数据。
同时，软件还通常提供数据导出功能，用户可以将处理后的数据导出为各种格式，便于进一步利用。
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• 本讲主要讲述 GPS测量数据处理全过程。进 行GPS数据处理时，应了解GPS数据预处理，掌 握GPS控制网基线向量解算和GPS网平差或与地 面网联合平差。在GPS数据预处理中，要了解数 据预处理的目的，学习统一数据文件格式，并将 各类数据文件加工成标准化文件(如GPS卫星轨道 方程的标准化)；在基线解算中，应学习相对定位 中常用双差观测值求解基线向量方法。同时， GPS基线解算工作之前，应学好基线解算的分类。 这一阶段要重点掌握基线解算阶段的质量控制， 卫星数据删除率、RATIO、RDOP、RMS、同步 环闭合差、异步环闭合差等的基本概念。
8.2.2 基线解算结果的质量评定指标
单位权方差因子 定义：
V PV ˆ0 f
实质：反映观测值的质量，又称为参考方 差因子。越小越好。
T
– RMS - 均方根误差
• 定义：
V V RMS n
实质：表明了观测值的质量，观测值质量 越好，越小，反之，观测值质量越差，则 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。
特点：单基线解算的算法简单，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，不利于后面的网平差处理，一般只用 在普通等级GPS网的测设中。 多基线解 定义：与单基线解算不同的是，多基线解 算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在 基线解算时对所有同步观测的独立基线一并 解算。 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。
T
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。
1 GPS卫星轨道方程的标准化
• 数据处理中要多次进行位置的计算，而GPS 广播星历每小时有一组独立的星历参数， 使得计算工作十分繁杂。因此，需要将卫 星轨道方程标准化，以便计算简便节省内 存空间。GPS卫星轨道方程标准化一般采用 以时间为变量的多项式进行拟合处理。
2卫星钟差的标准化
• 自广播星历的卫星钟差(即卫星钟钟面时间与GPS 标准时间系统之差ts)是多个数值，需要通过多 项式拟合求得惟一的、平滑的钟差改正多项式， 用于确定真正的信号发射时刻并计算该时刻的卫 星轨道位置，同时也用于将各站对各卫星的时间 基准统一起来以估算它们之间的相对钟差。当多 项式拟合的精度优于±0.2ns时，可精确探测整周 跳变，估算整周末知数。钟差的多项式形式为 • 2
1 基线解算及质量评定
2 GPS网平差
2.1 整体平差方法概述
2.2 基线向量网平差模型
3 GPS高程
8.1 数据预处理
• GPS数据预处理的目的是：对数据进行平滑 滤波检验、剔除粗差；统一数据文件格式， 并将各类数据文件加工成标准化文件(如 GPS卫星轨道方程的标准化，卫星时钟钟差 标准化，观测值文件标准化等)；找出整周 跳变点并修复观测值；对观测值进行各种 模型改正。
t a a ( t t ) a ( t t ) s 0 1 0 2 0
• 3 观测值文件的标准化 • 不同的接收机提供的数据记录格式不同。例如 观测时刻这个记录，可能采用接收机参考历元， 也可能是经过改正归算至GPS标准时间。在进行 平差(基线向量的解算)之前，观测值文件必须规 格化、标准化。具体项目包括： • (1)记录格式标准化。各种接收机输出的数据文 件应在记录类型、记录长度和存取方式方面采用 同一记录格式。 • (2)记录项目标准化。每一种记录应包含相同的 数据项。如果某些数据项缺项，则应以特定数据 如“0”或空格填上。
• (3)采样密度标准化。各接收机的数据记录采样间 隔可能不同，如有的接收机每15s记录一次，有的 则20s记录一次。标准化后应将数据采样间隔统一 成一个标准长度。标准长度应大于或等于外业采 样间隔的最大标准值。采样密度标准化后，数据 量将成倍地减少，所以这种标准化过程也称为数 据压缩。数据压缩应在周跳修复后进行。数据压 缩常用多项式拟合法，压缩后的数据应等价于被 压缩区间的全部数据，且保持各压缩数据的误差 独立。 • (4)数据单位的标准化。数据文件中，同一数据项 的量纲和单位应是统一的，例如，载波相位观测 值统一以周为单位。
• 完成了一个GPS控制网的点的基线解算工作 之后，必须学习GPS网平差，它是以南方 GPS后处理 软件为作业基础，以具体学习 指导自由网平差实例平差、GPS网约束平差。
• 采用GPS基线向量网平差，虽可以同时确定出点 的三维位置，若网中有一点或多点具有精确的 WGS-84大地坐标系的大地高程，则在GPS网平 差后，可得各GPS点的WGS-84大地高程。但令 人遗憾的是，所确定出的高程是相对于一个特定 参考椭球的，即所谓的大地高，而不是在实际应 用中广泛采用的与地球重力位密切相关的正高或 正常高。不过，如果能够设法获得相应点上的大 地水准面差距或高程异常，就可以进行相应高程 系统的转换，将大地高转换为正高或正常高。因 此，应找出GPS点的大地高程同正常高程的关系， 并采用一定模型进行转换。本节介绍如何将GPS 高程观测结果变为可实用的正常高程结果。
Байду номын сангаас
8.2 GPS基线向量的解算
• 8.2.1基线解算的类型
– 单基线解
• 定义：当有多台GPS接收机进行了一个时段的同 步观测后，每两台接收机之间就可以形成一条基线 向量，共有 条同步观测基线，其中最多可以选出相 互独立的条同步观测基线，至于这条独立基线如何 选取，只要保证所选的条独立基线不构成闭和环就 可以了。这也是说，凡是构成了闭和环的同步基线 是函数相关的，同步观测所获得的独立基线虽然不 具有函数相关的特性，但它们却是误差相关的，实 际上所有的同步观测基线间都是误差相关的。所谓 单基线解算，就是在基线解算时不顾及同步观测基 线间误差相关性，对每条基线单独进行解算。