GPS控制网测量及数据处理研究
GPS工程测量网数据处理与质量评估方法研究
ａｊ ｓｍｅ ｔｄｒｃｌ 。 ｎｏｄ ｒｔ ｌ ｎ ｔ ｎ ｗｎｐ ｉｔ ｔ ｒｓ ｒｏ ｓ ｏ ｈ ｒ ｂ ｓｌ ｅ（ １ ｍ ｄｕ ｔ ｎ ｉ ｔ ｉ ｒ ｅ ｏｅｉ ａｅａｋ ｏ ｏｎ ｈｇ ｏ ｓ ｒｒ．Ｆ ｒｓ ｏｔ ａｅｉ １ ～ ｋ ｅ ｙ ｍｉ ｗｉ ｅ ｎ ０ ５
提供参考和借鉴 。
关键词 ： Ｓ 数据处理 ； ＧＰ ； 质量评估 ； 短基线
中 图 分 类 号 ： ２ ８４ Ｐ ２ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６７ ４ （０ １ ０—０ ２０ １０ —９ ９ ２ １ ）４０ ２ ４
GPS测量的数据处理
2021/6/5
7
谢谢观看！
GPS测量的数据处理
2021/6/5
GPS测量的数据处理
GPS测量数据处理的特点: 数据量大 处理过程复杂 自动化程度高 GPS观测数据进行处理的基本过程，大体分为： 数据预处理， 基线解算、 平差计算， 坐标系统的转换，或与已有地面网的联合平
2
一 观测数据的预处理
观测数据的预处理主要是对GPS原始观测数据进行编辑、 加工与整理，对数据进行平滑滤波，消除一些观测噪声， 对周跳进行探测和修复，为进一步的平差计算做准备。预 处理的主要工作有：
1.数据传输
2.数据分流
3.统一数据文件格式
4.卫星轨道的标准化
5.载波相位观测值周跳的探测和修
6.对观测值进行各种必要的改正
2021/6/5
3
二 基线解算
1.基线解算:对于两台及两台以上接收机同步观测值进行 独立基线向量（坐标差）的平差计算，称为基线解算。
2.同步环闭合差:就是由同步观测基线所构成的闭合环的 闭合差。同步环闭合差在理论上应该为零，由于各种误 差的存在，实际上同步环闭合差不等于零。5四 技Fra bibliotek总结与上交资料
2021/6/5
（一）技术总结报告应包括： 1 项目名称，任务来源，施测目的与精度要求； 2 测区位置与范围、自然地理条件、气候环境； 3 测区已有控制点情况和选点埋石情况； 4 施测单位，作业时间、技术依据和规范及作业技术人员情况； 5 GPS接收机的类型、数量和检测情况； 6 观测环境评价及原有GPS控制点的重合情况； 7 观测实施情况，观测时段选择，补测与重测情况及作业中发 生与存在的问题说明； 8 观测数据质量的检核情况，起算数据，数据处理的内容、方 法及所采用的软件情况； 9 工作量与定额计算； 10 成果中尚存的问题与必须说明的其他问题； 11 必要的附表和附图。
高速铁路gps控制网优化设计及测量方案研究
罨煎龃．高速铁路G PS控制网优化设计及测量方案研究杨肃钟(中铁二十三局集团第三有限工程公司，四川成都611130)喃弱首先论述了精度指标、可靠性指标和费用指标等G pS控制网优化设计指标，然后从G Ps零类优化设计、G PS网一类舌l=北设计、二类优化设计等方面，论述了G PS网优化设计，最后从基准网和CP I的建立、c P I I的建立和建立c PⅢ三个方面，论述了高速铁路控制网测量方案爱技术要．最。
陕键词高速铁路G Ps控制网；优化设计；测量方案1G P S网优化设计指标G P S控制网优化酾十三种指标。
1)精度指标。
根据G PS基线向量所建立法方程，可以得到G P S网协因数阵Q x)(o在G P S网设计阶段，可采用协因数阵Q xx的迹来衡量G P S网精度指标。
—般应用协因数阵Q xx的特征值最大值最小、特征值的行列式最小、迹最小、迹的平均值最，J、和最大特征值与最，j、特征值之间的比值或差值为准则来实现对整体网精度的优化。
2)可言副封旨标。
G PS网的可靠性是指发现或探测聊测值粗差的能力和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力，其中前者被称为内部可靠性，后者被称为外部可靠性。
3)费用指标。
在G PS网建设过程中，经费消耗主要跟网中点的总数和重复设站数有关，重复设站数越多，精度和网的可靠性越高，则建网费用越高。
因此权衡三者关系，对G PS网进行优化酾十，可以实现工程资源和工程质量的最佳配置。
2G PS网优化设计分以下几个方面论述：1)G P S零类优化设计。
基线固定点的误差会给基线结果带来一定的误差，因此必须对网的位置基准进行优化设计。
G P S T程控制网多为约束网，只需要选择国家、地方坐标系或转化为高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系(平面和高j|呈)下的一个或多个已知点作为位置基准，但有时候根据特定要求，方位基准可由网中给定的起算方位角值确定；尺度基准可根据边长的不同采用其它测量方法确定，如采用较高精度的测距仪或全站仪施测2—3条基线边。
试析GPS测量技术在工程控制网的应用
试析GPS测量技术在工程控制网的应用1 GPS系统简介0 引言随着我国经济的不断增长，工程建设进程的发展十分迅速，测量技术得到了广泛的应用。
但是在一些特殊的地区，由于范围大、障碍物多等原因，测量难度十分巨大，GPS测量技术能很好地解决这些问题，因此得到了人们的青睐。
如何在工程控制网中应用GPS测量技术成为了技术人员需要解决的问题。
下面就此进行讨论分析。
1.1 GPS系统概况GPS系统的全称是全球定位系统（Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System），它是美国国防部于1973年12月批准研制的以卫星为基础的无线电导航定位系统，整个系统由三大部分组成：空间GPS 卫星星座、地面监控系统以及用户设备GPS接收机。
该系统具有全能性（海、陆、空及航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和定时的功能，它可以向数目不限的全球用户连续地提供三维坐标、速度及时间信息。
2000年5月以来，美国政府取消了“SA”、“AS”等限制民用精度的政策，并研发了一系列提高民用精度的技术（L2载波上增加C/A码、加入第三民用频率L5），进一步改善系统的可用性、安全性和可靠性，使得该系统开始广泛应用于各种运载工具的导航以及高精度的大地测量、精密工程测量等领域。
1.2 GPS系统的主要特点（1）定位精度高。
实践证明，用载波相位观测量进行静态相对定位在小于50km的基线上可达1ppm；300～1500m工程精密定位中，平面位置误差小于1mm。
（2）观测时间短。
目前，20km以内静态相对定位的时间仅需15～20min，快速静态定位只需2min左右，实时动态定位每站观测1～2s就可完成。
（3）测站间无需通视。
这是GPS技术区别于常规测量的最大优点，可省去大量的传算点、过渡点的测量，大大减少测量作业时间和费用，同时也使选点布网变得非常灵活。
（4）操作简便。
2000坐标系GPS控制网测量讨论
2000坐标系GPS控制网测量讨论发布时间：2023-07-12T02:18:11.113Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：陈伟[导读] 传统的大地坐标系已经使用了50年，为我国国民经济发展作出了不可磨灭的贡献，取得了非常显著的经济效益。
湖北省地质局第七地质大队湖北省宜昌市 443100摘要：本文以宜昌市夷陵区GPS全域GPS-D级控制网的测量项目为案例进行研究。
首先对夷陵区的基本情况进行了简要介绍，阐述了已有的资料数据。
然后对控制网测量工作中使用的主要仪器设备进行了详细分析，给出了测量的技术路线图。
最后从选点、埋石、观测和数据处理层面详细介绍了测量工作中需要重点关注的问题及相关要求。
本文的研究对于积累GPS控制网测量经验，提升测量技术水平具有重要的实践意义。
关键词：2000坐标系；GPS控制网；数据处理；选点；埋石引言传统的大地坐标系已经使用了50年，为我国国民经济发展作出了不可磨灭的贡献，取得了非常显著的经济效益。
但是由于大地坐标系确定的年代较为久远，受当时技术水平的限制，其精度相对较低，使用时具有很大的局限性，已然无法满足当代高速发展的基本需要[1]。
当今时代，信息技术和空间技术都取得了空前的发展。
基于此，有必要利用这些先进的科学技术，重新构建大地坐标性体系，使之更好的服务于全球化背景下的环境、资源、海洋、社会问题[2]。
在这样的背景下，提出了2000国家大地坐标系，目前该大地坐标系已经获得国务院的批准，正在全国范围内开展推进。
与原有的大地坐标系相比较而言，新的大地坐标系具有更高的精度，更加有利于促进内地观测技术的高速发展，2000国家大地坐标系的成功建设，可以使我国的测绘基准体系建设提升一个等级[3，4]。
本文主要结合宜昌市夷陵区2000坐标系控制点测量项目，详细阐述了相关测量技术要点。
1.工程概况本项目的主要任务是布设宜昌市夷陵区GPS全域GPS-D级控制网。
包括标石选埋、外业观测、GPS数据处理等。
静态GPS测量及数据处理研究
静态GPS测量及数据处理研究摘要：GPS技术虽然开始应用，但在很多技术环节方面还很不成熟，处在摸索阶段。
本文将结合我地区实际，通过试验和研究应用全面系统地GPS 测量基层技术，主要研究内容包括以下几个方面:GPS 定位原理，GPS 静态定位在测量中的应用，布设GPS 网，GPS 静态的内业处理，GPS 注意事项。
主要论述GPS 基本原理及静态测量应用。
关键词：静态GPS；测量；数据处理；研究近年来，全球定位系统（GPS）作为新一代的卫星导航定位系统，经过二十多年的发展，已发展成为一种被广泛采用的系统，它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想。
目前，它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有领域中，都被作为一项非常重要的技术手段和方法，用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。
特别在交通和地形测量方面尤为突出。
1 GPS 定位原理GPS（Global Pos itioning Sys tem）主要根据空中卫星发射的信号，确定空间卫星的轨道参数，计算出锁定的卫星在空间的瞬时坐标，然后将卫星看作为分布于空间的已知点，利用GPS 地面接收机，接收从某几颗（5 颗或 5 颗以上）中国领土上一般全天候有5- 6 颗）卫星在空间运行轨道上同一瞬时发出的超高频无线电信号，再经过系统的处理，获得地面点至这几颗卫星的空间距离，用空间后方距离交会的方法，求得地面点的空间位置。
GPS系统主要由三大部分组成：空间卫星部分、地面控制（监控站等）和用户设备部分（接收机等）。
1.1 GPS定位方法GPS定位的方法是有很多种，可以根据不同的需要用不同的定位方法。
GPS 定位方法可以依据不同的分类标准，一般采用定位时接收机的运动状态分类（单点定位和差分定位）。
1.1.1 动态定位主机相对于固定坐标有明显运动，这样的定位就叫动态定位。
动态定位分导航应用和工程精确测量。
在实际测量应用中导航就是我们要在所定位的区域里放线或沿预定航线到达目标。
基于工程实践的静态GPS网的数据处理方法研究
基于工程实践的静态GPS网的数据处理方法研究摘要:结合静态GPS测量的基本原理和相关测量规范,使用中海达HDS2003数据处理软件,探讨静态GPS控制测量数据处理的过程。
对于一些常见的问题,提出解决的方法。
关键词:静态GPS控制网基线向量二维平差高程拟合1 新建数据处理的工作环境新建项目的主要目的是输入静态GPS网处理基本参数,建立数据处理的环境。
在数据处理之前,必须明确以下几项内容。
(1)项目所需要的坐标系统、中央子午线、高程系统。
(2)已知点的坐标系统、中央子午线、高程系统。
(3)根据项目技术设计,本GPS 网是什么等级或主要技术指标。
通常情况下,项目所需要的坐标系统、中央子午线、高程系统和已知点的坐标系统、中央子午线、高程系统是一致的。
2 数据格式转换与导入将中海达下载的原始文件拷贝到新建的文件夹下。
外业采用非中海达天线,需使用该机原配传输软件下载数据,再用原配数据软件转换到标准RINEX格式。
比如:南方GPS和中海达GPS同时观测时,南方GPS应该用南方的软件传输和转换数据格式,因为南方的软件内置了南方天线的参数。
以HDS2003为例介绍数据导入的过程。
3 基线解算3.1 基线精度评定指标3.1.1 基础精度指标3.1.2 单位权方差因子3.1.3 RMS-均方根误差3.2 其它精度指标3.2.1 数据删除率(1)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。
等级越高,数据删除率要求越低。
(2)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。
3.2.2 RATIO(1)定义:RATIO值为在采用搜索算法确定整周未知数参数的整数值时,产生次最小的单位权方差与最小的单位权方差的比值。
(2)实质: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。
GPSRTK测量及数据处理
1
第四章 GPS静态测量在控制测量中的应用
2
第一节、测前工作 第二节、实施测量 第三节、数据处理 第四节、测后工作
3
第一节、测前工作
一、熟悉项目：一项GPS测量工程项目，往往是由工程
发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出，由GPS 测量队伍具体实施。对于一项GPS测量工程项目，一般 有如下一些要求： 测区位置及其范围：测区的地理位置、范围，控制网的 控制面积。 用途和精度等级：控制网将用于何种目的，其精度要求 是多少，要求达到何种等级。 点位分布及点的数量：控制网的点位分布、点的数量及 密度要求，是否有对点位分布特殊要求的区域。 提交成果的内容：用户需要提交哪些成果，所提交的坐 标成果分别属于哪些坐标系，所提交的高程成果分别属 于哪些高程系统，除了提交最终的结果外，是否还需要 提交原始数据或中间数据等。 时限要求：对提交成果的时限要求，即何时是提交成果 的最后期限。 投资经费：对工程的经费投入数量。 4
三、测绘资料的搜集与整理： 需要收集整理的资料主要包括测区及周边地区 可利用的已知点的相关资料（点之记、坐标等） 和测区的地形图等。 四、仪器的检验: 各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪 器等进行检验，以确保它们能够正常工作。 五、踏勘、选点埋石：综合应用地形图、遥感图、 摄影图和有关点之记进行选点、埋石等设计工 作。
8
一）、选点： • 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质 量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10~15 高度角以上不能有成片的障碍物。 • 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在 测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰 源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 • 为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离 对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层 建筑、成片水域等。 • 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交 通便利，上点方便的地方。 • 测站应选择在易于保存的地方
GPS静态测量及数据处理ppt课件
（4）各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程 或细则。
16
GPS网技术设计依据
GPS网技术设计依据——GPS测量规范（规程） 和测量任务书
测量任务书
测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部 门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件 是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精 度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成 任务的经济指标等。
19
3.6 GPS网的图形设计
在同步观测之后，经过数据处理，同步网中每两个 点之间就会形成一条基线向量。
所谓在基S线条向基量线就中是，利只用有由m两-1台条或独两立台基以线上，的其接余收基机线
均基所可线采由，集独其的立直同基接步线解观推算测算结数而果据得与形，独成属立的于基差非线分独推观立算测基所值线得通。结过同果参一之数条差， 就估产计生的了方所法谓所坐计标算闭出合的差两条两件接，收用机它间可的评三判维同坐步标网差的。 观若测只质考量虑。基线向量的大小而不考虑方向，基线向量
编制预报表所用概略位置坐标应采用测区中 心位置的经纬度。预报时间应选用作业期的 中间时间。当测区较大时，作业时间较长时， 应按不同时间和地区分段编制预报表，编制 预报表所用概略星历龄期不应超过20天
（d），否则应重新采集一组新的概略星历。
通常可获取历书文件，从而得到卫星星历。 某一瞬间的卫星位置，是由卫星星历提供的。
（3）仪器因素
同仪器有关的一些因素有：接收机，用于相对定位至少应有两台； 天线质量；记录设备。
（4）后勤因素
后勤保障方面的因素有：使用的接收机台数、来源和使用时间；各 观测时段的机组调度；交通工具和通讯设备的配置等。
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实测与数据处理
整理课件
8
GPS测量的设计与实施>技术设
计 §7.1 GPS网的技术设计
在GPS网的基准设计时，必须考虑以下6个问 题：
①布设GPS网点时，需要足够的起算数据与GPS测
量数据重合，且应分布均匀，以求转换参数。点的总
数不得少于3个；
② 新点与国家高等级点或国家控制点构成图形
③ 在布设GPS网时，可采用3-5条高精度电磁波测
把几台接收机在一段时间
1
内固定在某几个测站上（称为基准站，
如A、B）进行长时间的观测（有较高的
定位精度），而另几台接收机（1、2、3 △ ；2、3、4）流动作业进行同步观测（与 A 自身的基线相连，还和基准站也存在同步
基线），故这种网有较好的图形强度。
整理课件
4 3
△B
12
3.GPS网的连接方式（同步图形扩展式的布网形 式）
`平均距离(km)
1000
300
70
10~15
5~10
0.2~5
5
GPS测量的设计与实施>技术设
计 §7.1 GPS网的技术设计
分级： 《规范》：AA、A、B、C、D、E级； 《规程》：二、三、四等，一、二级。 其中： AA、A、B用于地壳形变监测及国家
高精度基本控制；其他用于地方测图和各种工 程测量的控制。
2）、特点：单基准站式的布网方式的效 率很高，但是由于各流动站一般只与 基 准 站 基准站之间有同步观测基线，故图形 强度很弱，为提高图形强度，一般需 要每个测站至少进整行理两课件次观测。
流动站
11
GPS测量的设计与实施>技术设
计 §7.1 GPS网的技术设计
◇GPS网的图形设计
GPS测量原理与数据处理
绕s轴顺转角度s使s轴的指向由近地点改为升交点。 绕s轴顺转角度i，使s轴与z轴重合。 绕s轴顺转角度，使x轴与s轴重合。
第13页/共59页
3.2 卫星无摄运动
用旋转矩阵表示如下
x s y R ( ) R ( i ) R( ) 3 1 s s z s
于GM的倒数。
Ts2 4 2 3 as GM
GM n a3 s
1/ 2
假设卫星运动的平均角速度为n，则n=2/Ts，可得
当开普勒椭圆的长半径确定后，卫星运行的平均角速度也随之确定， 且保持不变。
第6页/共59页
3.2 卫星无摄运动
2、无摄运动的描述
（1）a 轨道的长半径 es 轨道椭圆偏心率
第8页/共59页
开普勒轨道参数示意图
z
卫星
赤道 地心
fs s
升交 点
近地 点
i y
春分 点
轨道
x
第9页/共59页
3.2 卫星无摄运动
3、真近点角fs的计算
在描述卫星无摄运动的6个开普勒轨道参数中，只有真近 点角是时间的函数，其余均为常数。故卫星瞬间位置的计算，
关键在于计算真近点角。
m
bs
第30页/共59页
4.2 GPS卫星信号
4.2.1码及码的特点
1、二进制数与码
码：用以表示各种不同信息的二进制数及其组合 比特：一个二进制数 数码率：在数字化信息传输中的每秒钟传输的比特 数
2、随机噪声码
随机噪声码：码元的出现无规律，不能复制
第31页/共59页
4.2 GPS卫星信号
3、自相关系数
由此可得真近点角
GPS定位测量数据处理办法方式
主要内容
一、数据处理概述 二、GPS定位成果的坐标转换 三、GPS控制网的三维平差 四、GPS基线向量网的二维平差 五、GPS
GPS定位测量数据处理办法方式
一、数据处理概述
与所有测量任务相同，由GPS定位技术所 获得的测量数据，同样需要经过数据处理， 方能成为合理而实用的成果。
GPS定位测量数据处理办法方式
一、数据处理概述
4、基线向量的解算：
(2) 解算过程：
– ①初始平差：根据双差观测值的观测方程，组成误差方程后，
然后组成法方程后，求解待定的未知参数其精度信息，其结
果为
–待定参数：XX XC N– 待定参数的协因数阵： QQ QX XC NX XC C
Q XCXN
– 为了获得较好的基线解算结果，必须准确地确定出整 周未知数的整数值。
GPS定位测量数据处理办法方式
一、数据处理概述
4、基线向量的解算： (2) 解算过程：
–②将整周未知数固定成整数； –③确定基线向量的固定解：当确定了整周未知数的整
数值后，与之相对应的基线向量就是基线向量的整数 解。
GPS定位测量数据处理办法方式
Q XNXN
– 单位权中误差：ˆ 0
GPS定位测量数据处理办法方式
一、数据处理概述
4、基线向量的解算： (2) 解算过程：
– ①初始平差：通过初始平差，所解算出的整周未知数参 数本应为整数。由于观测值误差、随机模型和函数模 型不完善等原因，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。
V 为观测值的残差； P为观测值的权； n为观测值的总数。
– 实质：单位权方差因子又称为参考因子。
成都某管线GPS控制网布设与数据处理研究
—１． ０ ３３
８． ２ ２６ －２． ０ ６２
１ ３ ３． ８
２． ３ ６ ２ ６１ ２．
四 个 已知 点只 有一 个 具有 准 确 高程 ， 以 首 所 先 进行 无 约束 平差 求 得 大地 高差 ， 过 一 点 通
的 准 确高 程进 而 求得 其 他 点较 准确 的 高 程 。 平 差 求 得 的 尺 度参 数 Ｋ值 见表 １ 。 从表 ２ 中可 以看 出尺 度参 数最 大为 ８ ２ ６ ．２ 个ｐ ｍ， ｐ 最小仅为一 ．５ ｐ ｍ。 ０ ０ ４ ｐ 根据 经验 ， 成都 市二 等 点 ） Ｐ 的 尺 度 差 异 一般 在 百 万 分 与Ｇ Ｓ
１引言
受 成 都 市 自 来 水 公 司 委 托 ，由成 都 市
台仪 器 同 步 观 测 ４ 共 １ 时 段 ， 用 间隔 ｈ， 个 采
以 及作业的严密性这 一项工作不能 省略 ，
为 ２ Ｓ 基 线 解算 及 网 平差 采 用 Ｂ Ｌ Ｔ ０， Ａ ＮＥ 软 特 别是 为 了控 制 网 的 成 果 与过 大 学 隧 道 工 由于 本 次 复 测 中 Ｃ ６ 的 Ｇ Ｓ 收 数 程 一 致 除 了 城市 二 等 控 制 点 Ｇ ｌ １ Ｊ 、 Ｘ０ 点 Ｐ 接 ２ ０ 、 Ｙ２ 勘 测院 承担 某 输 水 管 网测 量 控 制 网 测 量 工 件 。 无 为 １ ５ 还 作 。 院 对 工 程 的 平面 和 高 程 控 制 网 进 行 据 异常 ， 法 参 与计 算 。 了 增 强结 果 的 可 ＧＪ 作 为 起 算 点 外 ， 增 加 了 过 某 大 学 隧 我 又 Ｘ １ 那 ＸＯ 的稳 定 了首 次 测量 ， ０ ９ ３ ２ ０ 年 月按 照 周 期规 定 又进 靠 性 ， 对 所 有 通 视 的 点 进 行 全 站 仪 测 边 道 原有 点 Ｃ ０ 为起 算 点 。 么Ｃ １ 性 一 定 要 进 行 分 析 行 了控 制 网 的第 一 次 复测 工 作 。 测 采 用 ９ 测 角的 检 核 。 复
GPS测量操作与数据处理
第一部分GPS静态测量第一章GPS静态测量基础一、GPS静态测量基础在GPS测量中，最常用的静态定位模式是相待定位。
所谓静态定位指的是：在进行GPS定位时，认为在整个观测过程中，接收机天线的位置相对于地球保持不变；而在数据处理时，则将接收机天线的位置作为一个不随时间变化的量。
而相对定位则指的是在进行GPS定位时，多台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，计算出向步观测站之间的相对位置(坐标差／基线向量)。
其具体观测模式为多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，时间从几分钟到长年不间断不等。
接收机测定在观测期间到卫星的伪距和载波相位等观测值，并记录在相应的存储器中。
观测结束后，将观测值下载到计算机中进行处理。
数据处理过程一胶包括基线处理、网平差、坐标转换和高程转换，最终求出高精度的网点坐标。
在GPS测量中，静态定位一般用于高精度的测量定位，如各种等级的大地网、工程控制网、变形监侧网等。
二、GPS接收机分类GPS测量型接收机一般可以根据其能够跟踪、处理的GPS卫星信号频率的数量分为单频和双频两大类。
1．单频GPS测量型接收机接收信号：GPS导航电文、C／A码、Ll载波。
接收机特点：(1)一体化接收机：包含带有显示灯的GPS接收机、天线、内置电源。
(2)分体设计：包含天线、GPS接收机、电源分体设计的配置。
可以配置手持计算机设置或阅读参数信息。
2．双频GPS测量型接收机(双频GPS脚量仪)接收信号：GPS肥导航电文、C／A码伪距、P码伪距、L1载波相位、L2载波相位。
接收机特点：(1)一体化：包含带有显示灯的GPS接收机、天线、内置电源。
可以配置手持计算机设置或阅读参数信息。
(2)分体设计：天线、GPS接收机(内置电源、带有显示灯或显示器)分体设计。
第二章GPS静态测量工作的流程一项GPS静态测量工作分为三个阶段．即测前准备、外业实施和数据处理第一节测前准备在这一阶段所进行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。
GPS测量数据处理
第27页/共90页
定位结果的表示方法
单点定位确定的是点在WGS-84坐标系中的位置。大地测量中点的位置常用大地纬度B，大地经度L和大地高H表示，也常用三维直角坐标X，Y，Z表示。 相对定位确定的是点之间的相对位置，因而可以用直角坐标差ΔX，ΔY，ΔZ表示，也可以用大地坐标差ΔB、ΔL和ΔH表示。
GP S测量原理及应用
第33页/共90页
基线向量网的无约束平差
进行三维无约束平差时，需要引入位置基准，引入的位置基准不应引起观测值的变形和改正。引入位置基准的方法有三种，一种是网中有高级的GPS点时，将高级GPS点的坐标（属WGS-84坐标系）作为网平差时的位置基准；第二种方法是网中无高级GPS点时，取网中任一点的伪距定位坐标作为固定网点坐标的起算数据；第三种方法是引入合适的近似坐标系统下的亏秩自由网基准。一般采用前两种方法。 1. 误差方程的列立(1/2)
GP S测量原理及应用
第24页/共90页
4. 双差固定解与双差实数解
理论上整周未知数N是一整数，但平差解算得的是一实数，称为双差实数解。将实数确定为整数在进一步平差时不作为未知数求解时，这样的结果称为双差固定解。短基线情况下可以精确确定整周未知数，因而其解算结果优于实数解，但两者之间的基线向量坐标应符合良好（通常要求其差小于5cm）。当双差固定解与实数解的向量坐标差达分米级时，则处理结果可能有疑，其中原因多为观测值质量不佳。基线长度较长时，通常以双差实数解为佳。
GP S测量原理及应用
第12页/共90页
权的确定(1/8)
如果同一历元，还同步观测了另一颗卫星Sk，则同理可得：
在上面的法方程式中权P应如何确定?各观测量是相互独立还是相关？是我们必须关注的问题。 1） 单差观测量的相关性 由单差的定义可知：观测站T1、T2，与历元t同步观测卫星Sj的观测量之差为：
分析GPS工程测量网数据处理与质量评估
RESOURCES WESTERN RESOURCES2020GPS定位技术在工程测量中应用广泛，具备定位精度高、观测效率高、操作简单等优势。
为了进一步提升GPS工程测量网数据处理效率，强化质量评估，本文重点探讨GPS 工程测量网数据处理与质量评估。
1.GPS工程测量网数据处理要点第一，粗加工处理。
在基线解算前，相关人员可从接收机中下载初步观测数据，重点包括观测值文件与星历参数文件等，部分接收机能够输出测站基本信息文件与UTC参数文件。
系统读入GPS观测数值之后，相关人员还要对各项观测数据进行全面检验，主要检验各个测站的名称与点号，包括测站具体坐标与天线高等一系列内容。
第二，加强预处理。
针对两台或者两台以上的接收机同步观测数值，需要对各基线向量评价计算值进行预处理。
通过加强预处理，能够保证原始数据得到更好利用，要求相关人员重新编辑原始数据，经过认真整理与分流后，生成各类专用的信息文件，为后续的平差计算做充足准备。
在预处理过程中，相关人员要加强数据传输，将GPS接收机所记录的各项数据信息，快速传递到磁盘中。
数据传输后，还要进行分流处理，在原始记录数据当中利用解码器，将不同类型的数据进行分类处理，对于无效数据与冗余数据，及时剔除，形成更加稳定的信息文件。
对于不同类型接收机所记录的各项数据，相关人员需要统一格式，更好地提高数据处理效率。
为了提升卫星轨道的稳定性，可采取多项拟合方法，结合GPS卫星所发出的轨道参数，加强卫星轨道标准化处理，在数据预处理期间，如果发现明显错误的观测数值，要立即改正，保证数据更加精确［1］。
2.GPS工程测量网测量要点2.1GPS工程测量网组成GPS技术系统根据空间部分、地面控制部分和用户接收端间的实时差，准确分解出待测站点三维空间坐标，由于GPS技术的迅猛发展，其应用范围不断扩大。
GPS基准站主要由三部分构成，分别是基准站、流动站与无线电通信体系等。
流动站主要包括GPS接收机、GPS天线与无线电通信接听系统以及供GPS接收机与无线电使用的电源。
GPS工程控制网数据处理误差控制方法探讨
２ ＧＰ Ｓ在工 程控 制网 的影响 因素分析
ＧＰ Ｓ技术用于建立Ｔ程控制 网，无数的Ｔ程实践 已充分显 示 了该技术的高精度和高效益 ，以及 与传统技术相 比所具有的 无 与伦 比的优越 性 。然 而 ，应用 ＧＰ 技术所 直接 得到 的是 Ｓ
替的结果 ，大规模 的植 被建没必须 以 自然植被 的地理格局为依 据 。根据不同气候 水文条件 和土壤条件 ，因地制宜 ，遵守植被 生物地带性规律。在有较好水源条件 的地 区可适 当造林 ，发挥 水源涵养 和水土保持的作用 ； 在陡坡地域可以种草 ， 定坡 面， 防止水土流失 ；在广大 干旱及极干旱地 区，应 以荒漠灌丛和耐 盐碱灌草为主。
４ 结束 语
新疆脆弱 的生态环境必须采取切实有效的对策措施 ，制定 和完善有利于改善生态环境的环境经济政策 ，建立有偿使用 自
３ 黄培祜． 干旱 区免灌植被 及其恢复． 北京 ：北京科 学 出版 社 ，
２０ ０２
Ｄｉｔ ｉ ｔＥｃ ｌ ｇ ｃ ｌ ｖ ｒ ｎｍ ｅ ｔ ｌ ｏ ｅ ｔｏ ｓ ｒ ｃ ｏ ｏ ｉ ａ Ｅｎ ｉ ｏ ｎ ａ Ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｃｏ ｎ ｅ ｍ ｅ ｓ ｅｔ ｔＸｉ Ｊ ａ ｇ ｉ ｉ ｕ ｔ ｒ ａ ｕｒ ｈａ ｎ ｉ ｎ Ａｒｄ ｓ
然资源和治理恢 复生态环境 的生态 补偿制度 ，设立生态恢复治 理资金 ，促 进并保证 新疆 生态环境保护 和建设与资源开发利用
同步发展。 参 考 文 献 １ 《 生态环境现状调查报告 》 ２ 陈亚宁． 干旱荒漠 区生态产业建设理论与实践． 北京： 北京科学 出版 社 ，２ ０ ０４
摘 要 ：ＧＰ Ｓ应 用 于 实际控 制 网数 据 监 测 时需 要 进 行 坐标 的转 换 ， 由此 产 生 的误 差对 于
GPS线路控制测量技术及解算精度研究
GPS线路控制测量技术及解算精度研究摘要:本文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验,以某1:500测量任务为工程背景,探讨了基于CORS系统的RTK测量误差的来源、质量控制的方法与精度分析评价,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:CORS系统RTK作业质量控制精度分析随着社会的高速发展,测绘技术也得到了广泛的应用,尤其是GPS 测绘技术,己经用于轨道工程建设的方方面面。
从首级控制到轨道线路的施工放样,GPS技术都发挥着重要的作用。
在轨道交通工程中首先引入GPS的是控制测量。
1 GPS网布设原则与施测流程GPS控制网布网设计,必须依甲方要求按GPS测量规范实施。
其设计的一般原则为:(1)图形闭合。
即GPS控制网网一般应有足够的独立观测边构成闭合图形,以增强图形自身强度和增加平差检核条件,以提高观测质量,即必须有足够的闭合环。
(2)有必要的一定数量的点位重合,以方便由已知点推算待测点。
GPS网站点应与原有地面已知控制网点有足够的重合,并力求重合点在整个控制网中均匀分布,以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
网点还应与一定的水准点重合,或在网中布设一定密度的水准点,以便为大地水准面的计算和研究提供资料和参考。
(3) 视野开阔。
GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方,一般确保测站点仰角15°以上区域周围无明显的遮挡物。
若需用此点按常规方法联测或扩展控制网时,应注意满足网点之间通视的通视条件。
2 工程概况与GPS点的布设实施某轨道交通工程是贯穿武昌中南至东北城区的重要通道。
该线路工程全长16.3公里。
本工程基础平面控制采用GPS测量,按照《城市轨道交通工程测量规范》(GB 50308-2008)中卫星定位控制网测量标准实施。
以城市C级卫星定位控制点C213、C219、C214、C145、C260、C134、C143、C135、C124、C218等10点,作为平面控制网起算依据。
GPS静态测量数据处理精度控制指标分析
GPS静态测量数据处理精度控制指标分析
一基本精度指标
各级GPS网测量精度用相邻点弦长标准差σ表示，固定误差与比例误差见表1，其中公式为：
σ=
式中σ为标准差,mm
a为与接收设备有关的固定误差,mm
b为比例误差,ppm或10-6
d为相邻点间距离,km （GPS网中相邻点间距离见表1）
注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm
二基线解算质量控制指标
1 基线本身限制
表2 基线测量限差表
（1）同一时段观测值的数据剔除率应小于10％。
（2）复测基线的长度较差，其值应符合下式：s d≤
（3）同步时段中，一切可能的三边环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差
10-)：
不宜超过表3的规定(1×6
表3 坐标分量闭合差规定表
X Y Z S W W W W ⎫
≤⎪
≤⎪
⎬
≤⎪
⎪
≤⎭
式中n 为闭合环边数，σ为相应级别规定的精度(按实际平均边长计算)。
表4 闭合环或符合路线边数的规定
三 网平差质量控制指标
（1）无约束平差中，基线分量的改正数（V △x ，V △y ，V △z ）绝对值满足下式：
333x y z V V V σσσ∆∆∆⎫
≤⎪
≤⎬
⎪
≤⎭
（2）约束平差中，基线向量的改正数与经过粗剔除后的无约束平差结果的同名
基线相应改正数的较差的绝对值应满足要求(2x dV σ∆≤，2y dV σ∆≤，2z dV σ
∆≤)； （3）最弱边相对中误差精度满足表1中相应要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GPS控制网测量及数据处理研究
摘要:针对佛山某管线GPS网复测工作,对数据处理过程进行了较为详细的阐述,包括起算点兼容性的分析、GPS网平差计算、光电测距的改化计算、点位稳定性分析等;并且在数据处理的基础上进行了一些总结,提出了一些建议。
关键词:GPS控制网数据分析
我院承担某输水管线第三方测量工作。
我院对工程的平面和高程控制网进行了首次测量,2009年3月按照周期规定又进行了控制网的第一次复测工作。
复测采用9台仪器同步观测4个小时,共1个时段,采用间隔为20s,基线解算及网平差采用BALNET软件。
由于本次复测中CX06点的GPS接收数据异常,无法参与计算。
为了增强结果的可靠性,又对所有通视的点进行全站仪测边测角的检核。
1 已知点兼容性分析
GPS约束平差是通过固定联测的城市已有已知点的坐标来实现的,那么这些已知点必须是兼容的,否则会损害GPS原有的精度。
虽然这是复测工作,控制点应该在初测时已经经过分析,但是按照作业的规范以及作业的严密性这一项工作不能省略,特别是为了控制网的成果与过江管工程一致除了城市二等控制点G2101、JY2、GJ15作为起算点外,还增加了过江管工程原有点CX01为起算点,那么CX01的稳定性一定要进行分析。
已知点兼容性分析采用尺度参数分析法。
尺度参数是反应已有控制点与GPS网的比例关系,在约束平差时当选取的几个已知控制点精度不高或相互不一致时,会使约束平差的精度大大降低,这就会必然反应在尺度参数上。
分析时将已知点两两分组,分别进行约束平差计算尺度参数。
如果尺度参数呈现一致性则说明已知点符合较好,反之则表明已知点间存在粗差。
根据尺度分析法,把四个已知点G2101、JY2、GJ15、CX01两两组成六组进行约束平差。
平差时一定要固定一点的准确三维坐标,否则无法正确反映尺度参数,但是由于四个已知点只有一个具有准确高程,所以首先进行无约束平差求得大地高差,通过一点的准确高程进而求得其他点较准确的高程。
平差求得的尺度参数K值见表1。
从表2中可以看出尺度参数最大为8.226个ppm,最小仅为-0.054ppm。
根据经验,上海城市二等点与GPS的尺度差异一般在百万分之几(即1～10个ppm之间),所以判断四个控制点间符合度较好,所以和初测时相同采用固定G2101、JY2、GJ15、CX01四个点进行约束平差。
2 平差计算
GPS平面控制网采集的数据,采用Balnet基线解算软件和网平差软件进行数据处理,首先进行基线解算,然后选择合理基线进行网平差计算。
网平差时,首先对整个GPS控制网在WGS84坐标系中进行无约束平差,然后固定起算点坐标进行约束平差,约束平差时采用54椭球,中央子午线选择上海独立网中央子午线,投影面高程为5m。
平差后最弱闭合环相对误差为6.04ppm;最弱点点位中误差为0.41cm;最弱边相对中误差为4.30ppm。
可见此次平差计算精度较好,完全符合技术设计的要求。
3 全站仪测角测边检核数据处理
众所周知,光电测距所采集的边长投影到高斯平面是有长度变形的。
而长度变形受两方面的影响:一方面是从地面边长投影到椭球面的长度变形△S1,它与该边长S的椭球面Hm高程有关:即△S1/S＝Hm/R,R为地球半径(一般取6370 km),一般来讲该项改正为负值。
另一方面是从椭球面投影到高斯面的改正△S2,它与距中央子午线的距离ym有关(ym两端点相对于中央子午线投影而成的纵坐标轴的横坐标的平均值):△S2/S =ym2/(2R2),该项改正为正值。
由于本工程所在的测区的横坐标较大,一般在20多公里,所以高斯投影的改正必须考虑。
对复测采集的边长进行两差改正见表4。
经过两差改正后的距离与GPS平差后的平面距离的比较见表3,实测的角度与GPS平差后反算的角度见表4。
从表3,表4中可见边长检核最大差异为12.72mm此边为最长边,最差相对精度为1/181472;
角度最大差值为4.1″;完全符合技术设计要求,可见此次GPS成果与全站仪成果符合性较好,也证明了此次成果的可靠性。
4 点位稳定性分析
每次复测结束后,应根据复测结果进行平面控制点的稳定性分析,分析判别方法如下:
5 结语及建议
本文针对GPS网复测工作,对数据处理过程进行了较为详细的阐述,对结果进行了较为严密的分析,现对此次控制网复测数据处理得出的总结及建议阐述如下。
（1)GPS控制网平差前必须要进行已知点兼容性的分析以保证成果的准确性。
(2)由于本工程所在区域离中央子午线较远,光电测距后的边长一定要进行两差改正,否则将不满足检测精度要求。
比如本工程中边CX04-CX05,如果不进行改正,其与GPS成果的边长差距将为24.52 mm,这将达不到设计中要求的1/10000的检测精度。
(3)实际工程中对实测边长进行两差改正较为麻烦,建议在今后类似工程建立坐标系时可以适当降低投影面高程,使高程投影误差与高斯投影误差尽量抵消一点,这样即不用改正实测边长也可以保证成果变化不大。
参考文献
[1] 傅晓明,沈云中.GPS起算点坐标的兼容性分析[J].测绘通报,2002,9:10-14.
[2] 施一民.现代大地控制测量[M].佛山:测绘出版社,2003.。