GPS测量操作与数据处理复习资料

第一部分GPS静态测量第一章 GPS静态测量基础

1相对定位指的是在进行GPS定位时，多台同步接收机进行同步观测，采集同步观测数据；在数据处理时，则利用这些同步观测数据，计算出同步观测站之间的相对位置（坐标差/基线向量。）

2数据处理过程一般包括基线处理、网平差、坐标转换和高程转换，最终求出高精度的网点坐标。

3 GPS测量型接收机一般分为单频和双频两大类。单频GPS测量型接收机,接收信号：GPS 导航电文、C/A码、L1载波。双频GPS测量型接收机（双频GPS测量仪）,接收信号：GPS 导航电文、C/A码伪距、P码伪距、L1载波相位、L2载波相位。

第二章 GPS静态测量工作的流程

1一般GPS静态测量工作分为三个阶段，即测前准备、玩野实施和数据处理。

2测前准备阶段的主要工作包括项目立项、技术设计、实地踏勘、设备检定、资料收集整理、人员组织等。

3测量实施的内容包括：实地了解测区情况、卫星状况预报、确定作业方案、外业观测。

4 GPS基线向量网被分成了A、B、C、D、E五个级别。

C级网为地方控制网和工程控制网；D级网为工程控制网；E级网为测图网。

5 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。

跟踪站式：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，这种观测方式很像是跟踪站，因此，这种布网形式被称为跟踪站式。特点：不间断的连续观测，观测时间长，数据量大，采用精密星历，成本高。

会站式：在布设GPS网时，一次组织多台GPS接收机，集中在一段不太长的时间内，共同作业。在作业时，所有接收机在若干天的时间里分别在同一批点上进行多天、长时段的同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的网点观测完毕，这就是所谓的会站式的布网。特点：较长时间、多时段观测，可以较好地消除SA等因素，有特高的尺度精度。

多基准站式：就是有若干台接收机在一段时间里长期固定在某几个点上进行长时间的观测，这些测站称为基准站。在基准站进行观测的同时，另外一些接收机则在这些基准站周围相互之间进行同步观测。

同步图形扩展式：就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，又迁移到其他的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形。在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。

特点;扩展速度快，图形强度较高，作业方法简单。

单基准站式：又称做星形网方式，它是以一台接收机作为基准站，在某个测站上连续开机观测，其余的接收机在此基准站观测期间，在其周围流动，每到一点就进行观测，流动的基准站之间一般不要求同步，这样，流动的接收机每观测一个后四段，就与基准站间测得一

条同步观测基线，所有这样测得的同步基线就形成了一个以基准站为中心的星形。流动的接收机又是也称为流动站。特点：布网方式效率高，图形强度弱。

6 在进行GPS网的设计时经常采用效率指标、可靠性指标和精度指标。

效率指标：当按照某个具体的布网方式和观测作业方式进行作业时，要按要求完成整网的测设，所需的观测期数与理论上的最小观测期数会有所差异，理论最小观测期数与设计的观测期数的比值，称之为效率指标（e）。

可靠性指标：分为内可靠性和外可靠性。所谓的GPS网的内可靠性是指所布设的GPS 网发现粗差的能力，即可发现的最小粗差的大小；所谓的GPS网的外可靠性是指GPS网抵御粗差的能力，即未剔除的粗差对GPS网所造成的不良影响的大小。整网的多余独立基线与总的独立基线数的比值，称平均可靠性指标。

精度指标：作为衡量GPS网精度的指标。

7GPS网设计的出发点是在保证质量的前提下，尽可能的提高效率，努力降低成本。提高GPS网可靠性的方法：增加观测期数（增加独立基线法），保证一定的重复设站次数，保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连。在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。提高GPS网精度的方法：可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个GPS网的估价，精心制定一个子区和子环路的实测方案。在布网是要使用王忠所有最小异步环的边数不大于6条。可采用增设长时间、多时段的基线向量的方法。

8静态相对测量数据处理基本步骤：粗加工、预处理、基线解算、GPS网与地面网的联合网平差处理、坐标转换和高程转换。

9原始观测数据的下载在进行基线解算之前，首先需要从接收机上下载原始的GPS观测值数据：至少应当有观测值文件；星历参数文件。有些接收机还另外列出了测站信息文件、电离层参数和UTC参数文件。外业输入数据的检查与修改在读入了GPS观测值数据后，就需要对观测数据进行必要的检查，检查的项目包括：测站号、点号、测站坐标、天线高等。基线计算过程①由三差分载波相位观测方程计算基线矢量未知参数：同步环中每两台接收机所在点的坐标差分量，非随机的。观测量：同步环中每两台接收机同步观测量所形成三差分载波相位观测值。认为是正态分布的随机观测量。②由双差分载波相位观测方程计算基线向量未知参数：同步环中每两台接收机所在未知点近似坐标的改正数（dX，dY，dZ）和整周未知数，非随机的。观测量：同步环中每两台接收机同步观测量所形成双差分载波相位观测值。随机量，正态分布。基线质量分析和检验：1.每一条基线的检验2.基线间的检验3.调整

10基线向量网平差概念：以GPS基线向量为观测值，以其方差阵的逆为权阵进行计算，求出各GPS网点的坐标并进行精度评定。分类：①无约束平差：只约束一个点坐标

②约束平差：约束条件多余一个点的坐标，如还有其他已知点坐标活边长、方位角等。

③联合平差：观测值有GPS基线向量观测值、地面常规测量观测值（边长、方位、高差），

一起参与平差计算。④三维平差：求出三维地理坐标或平面坐标和海拔高程。⑤二维平差：只求定平面坐标。网平差过程㈠三维无约束平差坐标系统：WGS-84 目的：检查网本身的内符合精度、基线之间有无明显系统差和粗差，提供大地高数据。㈡约束平差坐标系统：地方椭球坐标系或平面坐标系。目的：提供三维大地坐标或平面坐标及海拔高。平差过程：建立或选择地方坐标系统和高程转换模型：①建立或选择参考椭球、输入其与WGS-847椭球的转换参数（7参数或3参数）；②选择或建立投影方式和投影度带；③选择大地水准面模型或输入高程异常拟合方程的参数。

第三章 GPS静态测量操作

开机测量：5700型接收机显示面板介绍 1）两个开关电源开关键、数据记录开关键 2）5个显示灯数据记录状况显示灯、卫星状况显示灯、内置电台状况显示灯、A或2电池状况