GPS静态基线解算质量控制指标解析(doc 7页)

GPS静态基线解算质量控制指标解析(doc 7页)

GPS静态基线解算质量控制指标分析

建筑工程学院测绘工程2004级学生：卢国鹏指导老师：肖东升

摘要：GPS基线解算是进行网平差的基础。基线解算质量的好坏将直接影响到GPS 网的定位精度和工作效率。本论文研究的内容如下:

讨论了GPS基线解算的质量控制指标、GPS网几何关系对基线解算质量的影响，并就各指标对基线解算的影响做了分析，提出了提高基线解算精度的方法。

关键词：静态基线解算质量控制指标分析

Analysis on the Quality Control Index of the GPS

Static Baseline Computation

Abstract：Baseline computation is the basis of network adjustment. The quality of baseline computation is good or bad directly influences the positioning accuracy of GPS network and work efficiency. The main contents of this paper are as follows:

Discuss quality control index of GPS baseline computation and the influence of GPS network geometric relation on the quality of baseline computation, and then made an analysis on the influences of all indexes on baseline computation. The methods to improve the accuracy of baseline computation were proposed.

Key words: static baseline; computation; quality control index; analysis

一、GPS基线解算的基本模型

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：

其中：

：双差分算子； )

(f dd φ：载波相位观测值；

f

v ：改正数；

ρ：站星距离；

ion ρ：电离层延迟； trop ρ：对流层延迟；

f

λ：波长；

n m f

N ,：整周未知数。

二、GPS 基线解算质量控制指标

（1）质量控制相对指标

○

1．单位权方差因子0

ˆσ

0ˆ1

T V PV

n σ

=-其中：

V ：观测值的残差

P ：观测值的权

N ：观测值的个数 ○

2．数据删除率 被删除观测值的数量与观测值的总数的比值，是所谓的数据删除率。 ○

3．RATIO 值 RATIO RMS RMS =次最小最小

显然，0.1≥RATIO

RATIO 反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性。

○

4．相对几何强度因子RDOP 21))((Q tr RDOP =是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹，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。

○

5．RMS RMS 即均方根误差（Root Mean Square ）

1

-=

n V V RMS T

其中：

V ：残差

n ：观测值的总数

RMS ：表明了观测值的质量 （2） 半相对指标（同步环闭合差）

同步环闭合差指同步观测基线所组成的闭合环闭合差。同步环闭合差： 分量闭合差：∑∆=∆X X ε；∑∆=∆Y Y ε；∑∆=∆Z Z ε。 全长相对闭合差：∆∆∆++=S z y x 12

22)(εεεε，其中：∑S 为环长

（3） 绝对指标

○

1.异步环闭合差 异步环闭合差指相互独立的基线组成闭合环的三维向量闭合差。异步环闭合差满足限差要求，说明组成异步环的所有基线向量质量合格。

○

2.重复观测基线较差 重复观测基线较差指不同观测时段,对同一条基线进行重复观测的观测值间的差异。其定义为：

22

121()11

n

i i i n

i i c c n n R σσ-

==⎡⎤-⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣

⎦

∑∑

式中：i c 是各时段解基线的分量，2

i σ是相应分量的协方差，c 为相应基线分量

的加权平均值，R 为相应的重复性。

三、基于工程数据质量控制指标分析及结论

1、基线分析

图1-1 基线解算

（1） 不同基线解算的分析

从图1-1也可以看出，RATIO 等相对质量控制指标的数值大小在不同基线解算中精度上关系没有直接的关系，如图5-2中基线PY1→PY3 RATIO =9.2，平差后中误差为0.0062；基线PY1→PY4 RATIO =28.3，平差后误差为0.0088。

（2） 同一基线解算的分析

从表1-2可以看出，基线解算质量控制相对指标针对同一基线，如RATIO 越大说明基线解算的解算越高。

表1-2 同一基线不同RATIO 与误差的关系

通过表1-2生成以下图1-3

图1-3 RATIO 与整周解误差的关系 （3） 对重复基线解算的分析

RATIO

与整周解误差的关系 4.5 4.6

6.2 6.3

0.0113 0.0112 0.011

0.0108 1 2 3 4

整周模糊度解误差 RATIO