基线解算

GPS 基线解算阶段的关键问题
黄 勇
【摘要】：本文简述了在 GPS 静态定位测量中基线解算的质量控 制指标，详细分析了影响 GPS 基线解算结果的主要因素，给出了 判别这些因素方法， 并对如何消除这些因素的影响提出了相应的 处理措施。

GPS 基线解算阶段的关键问题
GPS 基线解算阶段的关键问题
黄 勇
【摘要】：本文简述了在 GPS 静态定位测量中基线解算的质量控制指标，详细分 析了影响 GPS 基线解算结果的主要因素，给出了判别这些因素方法，并对如何消 除这些因素的影响提出了相应的处理措施。 【关键词】：GPS 基线解算 质量控制 因素 措施
GPS 静 态 定 位 在 测 量 中 主 要 用 于 测 定 各 种 用 途 的 控 制 点 。 其 中 较 为 常 见 的 方 面 是 利 用 GPS 建 立 各 种 类 型 和 等 级 的 控 制 网 ，在 这 些 方 面 GPS 技 术 已 基 本 上 取 代 了 常 规 的 测 量 方 法 ，成 为 了 主 要 手 段 。 较 之 于 常 规 方 法 ， GPS 在 布 设 控 制 网 方 面 具 有 测量精度高；选点灵活、不需要造标、费用低；全天侯作业； 观测时间短；操作简便等优点。 基 线 解 算 是 GPS 网 观 测 数 据 处 理 过 程 的 重 要 环 节 ，基 线 解 算 质 量 的 好 坏 直 接 关 系 到 各 条 基 线 的 观 测 精 度 ，从 而 影 响 整 个 控 制 网 的 精 度 。因 此 基 线 解 算 质 量 控 制 以 及 基 线 解 算 过 程 中 数 据 的 处 理 方 法 是 整 个 控 制 网 数 据 处 理 的 关 键 点 。结 合 GPS 定 位 原 理 和 实 际 经 验 对 于 GPS 基 线 解 算 阶 段 需 要 解 决 的 一 些 关 键 问 题作以下论述。
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GPS 基线解算阶段的关键问题
一. 基线解算的质量控制
基线解算的质量控制是通过质量控制指标来体现基线的观测质量。 基 线 解 算 的 质 量 控 制 指 标 包 括 单 位 权 方 差 因 子 、RMS、RATIO、同 步 环 闭合差、异步环闭合差、重复基线较差等。
1． 单 位 权 方 差 因 子 （ 参 考 因 子 ）
＝
√ V PV / n
T
其中：
为观测值的残差； 为观测值的权； n 为观测值的总数。 单 位 权 方 差 因 子（ 参 考 因 子 ） 以 mm 为单位，该值越小表明基线的观 测值残差较小且相对集中，该基线观测质量较好。 2． RMS RMS 是 均 方 根 误 差 （ Root Mean Square） 即 ： ，
其中： 为观测值的残差； 为观测值的权； 为观测值的总数。 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%。
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3． RATIO
显然， 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。 4． 同 步 环 闭 合 差 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 ，还 不 能 说 明 组 成 同 步 环 的 所 有 基线在质量上均合格。 5． 异 步 环 闭 合 差 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。 6．重复基线较差 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。利用重复基 线较差可以检查不同时段的同一基线的观测质量，剔除粗差。 在 基 线 控 制 的 质 量 指 标 中 、 RMS 和 RITIO 这 三 个 质 量 指 标
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只具有某种相对意义，它们数值的高低不能绝对的说明基线质量 的高低。
二、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，就将影响该条基线解 算的精度。 3、 在 整 个 观 测 时 段 里 ， 有 个 别 时 间 段 里 周 跳 太 多 ， 致 使 周 跳 修 复 不 完善。 4、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 。 5、 多 路 径 效 应 严 重 、 对 流 层 或 电 离 层 折 射 影 响 过 大 。
三、影 响 GPS 基 线 解 算 结 果 因 素 的 判 别
1、 基 线 起 点 坐 标 不 准 确 的 判 别 对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还 没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提 高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。 2、 卫 星 观 测 时 间 短 的 判 别 关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观 测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以
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