GPS基线向量网平差

GPS基线向量解算及平差处理技巧基线向量解算及平差软件特点与问题一、基本方法：1、基线清理数据量大的时候，基线解算比较耗时。

GPS观测接收机数量较多时，会因为自然同步产生许多长基线，即许多相距较远的点连接而成的基线。

这些长基线往往同步观测时间不长，属于不必要的基线，对于控制网质量也无多大益处，所以为了节省计算时间，应在基线解算前将其清理删除。

删除时可在图上选择，也可以在基线表中根据距离选择删除。

2、处理超限闭合环基线解算完成后，首先要检查环闭合差（同步或异步环），对于闭合差大的环，应该进行处理。

一般按相对精度≤1／20000估算，相对闭合差应小于50ppm。

所以大于50 ppm的环应进行处理。

闭合环超限处理是一项繁琐、耗时的工作，也是GPS控制网数据处理的主要内容，主要的技巧和方法可以归纳为：（1）、超限基线处理过程中一些基线要重新解算，解算后会影响到相关环闭合差，所以处理需要反复进行。

作为一般的原则，首先处理相对闭合差较大的环，然后处理环闭合差较小的环。

（2）、整理归纳超限闭合环，分析是否涉及到一条共同基线，例如几组超限闭合环（J012，J015，J016）、（J013，J015，J102）、…,（J012，J020，J015）就涉及到共同基线J012→J015，这条基线有问题的可能性就较大。

（3）、处理时首先分析可能有问题的基线是否必要，如果是连接两个不相邻的点，并且涉及到环甚多，则可以直接将其删除。

井研算例网形复杂回路众多，一般可直接删除不合格基线。

（4）、如果一个闭合差超限的环，相关基线均不能简单删除（删除后影响图形结构，减少了重要环路），应该改变基线解算参数，重新计算相关基线。

方法是在网图上选中重解基线，重新设置高度角，历元间隔、参考星等设置，点击“基线解算”→“解算选择基线”。

（5）、基线解算的精度指标rms和ratio是基线解算质量的参考指标，前者是中误差，后者是方差比(,rms越小，表明基线解算质量越高，ratio越大，表明整周未知数解算越可靠，所以重解基线，要关注这两项指标，但是这两项指标只作参考，最重要的指标还是闭合差。

GPS数据处理GPS基线解算的优化及平差的方法技巧摘要:对影响GPS基线解算质量的主要因素进行分析和研究，结合实例阐明基于南方GPS后处理软件的GPS基线解算的优化技术和方法。

以及对GPS 解算数据平差处理的方法与技巧。

关键词:GPS基线解算;固定解;浮动解;残差曲线;优化，数据传输、数据分流、观测数据的平滑、滤波、平差计算、同步环、异步环、重复基线。

GPS接收机采集记录的是GPS接收机天线至卫星的伪距、载波相位和卫星星历等数据。

GPS数据处理就是从原始观测值出发得到最终的测量定位成果，其数据处理过程大致可划分为数据传输、格式转换(可选)、基线解算和网平差以及GPS网与地面网联合平差等四个阶段。

GPS测量数据处理的流程如图所示。

GPS测量数据处理流程一、引言根据GPS外业观测和基线数据处理的实际情况，即使通过选取恰当的点位来保证良好的观测条件，进行星历预报来保证观测到的卫星数目及星座的图形强度，但在实际的基线解算过程中，时常会遇到基线只有浮动解而无固定解。

在此情况下，对基线解算进行优化处理后通常能够得到固定解，从而提高基线质量，避免或减少返工重测现象。

二、影响GPS基线解算结果的几个因素及其对策影响GPS基线解算质量的因素较多也较为复杂，如卫星的周跳、星历误差、对流层及电离层影响、多路径误差、无线电干扰、不明因素影响及起算点误差过大等都会影响基线解算。

应对措施1基线起点坐标不准确的应对方法要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

2卫星观测时间短的应对方法卫星整周模糊度难以确定的影响。

由于个别或少数卫星观测时间太短，而导致这些卫星的整周模糊度难以准确确定。

GPS网平差中遇到几种问题的处理方法摘要：本文结合gps实测控制网，就平差处理中个别问题进行分类剖析，探讨利用 gpsadj 升级版为poweradj平差软件解决相应问题的一些处理方法。

power adj能处理各种gps接收机数据，并能与其他观测数据进行联合平差。

关键词： gps；poweradj；独立坐标；投影变形gps定位具有快速、高效、准确、全天候、无需通视等特点，被广泛应用于各种测绘领域。

然而，在实际工作中，无论是布网还是平差都应根据具体的情况灵活处理，才能保证定位成果的可靠性和准确性。

一、已知点数量不足时的平差处理由gps定位直接取得的成果属于wgs-84坐标系下的大地坐标（b，l，h）。

而通常我们要得到的坐标是国家坐标系或独立坐标系下的平面三维坐标（x，y，z）。

通常采用的方法是联测多个已知点，对全网进行约束平差。

从而求得国家或独立坐标系下的三维平面坐标。

为确保定位成果的可靠性和准确性，要求联测的已知平面点不得少于两个，已知高程点不得少于三个。

但在实际工作中，某些测区由于历史、经济、自然和人为等原因，测区周围无已知点或已知点数量不足。

在这种情况下，我们可以将该测区gps控制网看作独立网来处理。

下面举例说明。

（一）实测 gps工程简介我院承接的辽宁鞍山黑石砬子铁矿gps控制网可行性方案研究项目就属于这种情形。

测区位于典型的山丘地区，通视不便，测区内只有一个四等已知点（1 号）。

采用gps方法建立了测区平面控制网，如图 1 所示，高程采用几何水准联测。

（二）平差处理方案固定1号已知点三维坐标，在1954北京坐标系内进行三维无约束平差，获取所有待定点的三维平差坐标。

其中1号点的大地高由水准联测和高程异常推算。

在待定点中选择6号点(要求与1号已知点相距最远)，与1号已知点联合作为 gps三维基线向量投影至二维平差计算面的转换点体现在 trans.arg文件中，将gps网整体投影至国家或地方坐标系内，为二维平差做准备。

对GPS测量数据处理时正确选取基线的探讨唐斌（江西核工业测绘院南昌）摘要：GPS控制测量中基线是数据解算的基本量，是数据解算过程中的重要依据。

本文介绍了在GPS测量数据处理时如何正确选取基线的方法，研究了GPS网中独立基线不同的选取方法对解算结果的影响。

关键词：GPS测量、基线、基线解算、质量控制１、概述GPS以其全天候、高精度、自动化、对通视条件无要求以及操作方全简便、作业灵活、快捷、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、工程变形监测测等测量领域。

其定位方式主要有两种，即绝对定位和相对定位。

绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。

这种作业模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。

绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。

相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。

这也就是说，在精度较高的GPS 测量中，我们得到的基本观测量为基线，即我们进行网平差时所依靠的是基线。

因此，基线的精度高低及基线的选取在很大程度上影响着最后平差结果的精度。

２、GPS网布设中基线的选取2.1GPS网的设计网的图形设计，虽然主要决定于用户的要求，但是有关经费、时间和人力消耗以及所需设备的类型、数量和后勤保障等，也都与网的图形设计有关。

对此应当充分的加以顾及，以及在满足用户要求的前提下，尽量减少消耗。

2.2设计的一般原则①GPS网一般采用独立观测边构成闭合图形，例如三角形、多边形或附合路线，以增加检核条件，提高网的可靠性；②GPS网作为测量控制网，其相邻点间基线向量的精度，应平均分布；③GPS点应尽量与原有地面控制点相重点。

重合点一般不少于三个（不足时应联测），且在网中分布均匀，以利于可靠地确GPS网与地面网之间的转换参数；④GPS网点应考虑与水准点重合；⑤GPS网应布设于视野开阔和交通便利的地方。

一、前言随着科技的发展，我们的日常生活也逐步的在发生着变化。

由美国自20世纪70年代开始研制的全球定位系统（GPS）就是其中一项伟大的发明。

GPS已在世界各国的各行各业中得到了广泛的应用。

它的发展带领我们进入了定位与导航的新纪元。

GPS网布设的出发点是保证工程质量的前提下，尽可能的提高工作效率，降低费用成本。

同时工程GPS网还能为在工程区域内所进行的下一项工程布设导线使用。

在已知GPS采集数据的前提下，GPS解算与网平差变成为了GPS 数据处理的两个重要环节。

Trimble Geomatics Office（TGO）是美国Trimble （天宝）公司设计的对GPS数据进行管理和处理的综合系统，它能对GPS解算与网平差这两个环节给与重要的支持。

二、主题2.1、GPS定位系统简介卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。

GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能。

能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

GPS（全球定位系统）是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System 的字头缩写词NAVSTAR/GPS 的简称。

它的含义是，利用导航卫星进行测时和测距，构成全球定位系统。

GPS 全球卫星定位系统从提出到建成，经历了20年，到1994年24颗工作卫星进入预定轨道，系统全面投入运行。

GPS系统因其应用价值极高，所以得到美国政府和军队的重视，不惜投资300 亿美元来建立这一工程，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三大空间计划。

它也成为目前最先进、应用最广的卫星导航定位系统。

GPS由三部分组成：空间部分，地面控制部分和用户设备部分。

空间部分，GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。

一种高精度GPS基线网平差及软件研制
一种高精度GPS基线网平差及软件研制
针对高精度GPS基线向量网平差所涉及的理论技术问题,系统地论述了GPS基线向量网平差的流程,着重研究讨论了基线协方差、抗差估计、系统参数、基准模型等在GPS基线网平差中的应用,最后介绍了基于上述理论方法所编的高精度GPS基线向量网平差软件HPGPSADJ1.0,通过解算实例,与精密水准结果相比较,分析讨论软件解算精度.
作者：黄观文张勤丁晓光刘忠HUANG Guan-wen ZHANG Qin DING Xiaoguang LIU Zhong 作者单位：黄观文,张勤,丁晓光,HUANG Guan-wen,ZHANG Qin,DING Xiaoguang(陕西省西安市长安大学地测学院,西安,710054)
刘忠,LIU Zhong(西安市勘察测绘院,西安,710054)
刊名：测绘科学ISTIC PKU 英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2009 34(2) 分类号：P228 关键词：GPS控制网基线协方差抗差估计方差分量估计系统参数基准模型。

GPS网平差独立基线的精度分析在GPS网平差时，基线向量是网平差的基本观测量，GPS基线组合的方式和数量的不同，GPS网的网形也不同，最后的各项精度指标也不同，目前工作中常选取独立和所有基线，通过算例对独立基线进行分析，得出独立基线的精度可靠性较强的结论。

标签：GPS网平差；独立基线；精度分析引言随着经济的快速发展，铁路建设越来越多，GPS技术在铁路勘测中应用越来越广泛。

在GPS数据处理中，以基线向量作为观测值参加平差计算，基线解算不仅用于后续的网平差，同时用于检验观测数据的质量和准确评估GPS平差网的精度可靠性，因此基线向量的优劣和选取很大程度影响着最后的平差精度。

文章主要以独立基线进行对比分析。

1 GPS基线向量的选取根据软件的功能，因所有基线比独立基线总数多，网平差的自由度增大，相对应的单位权方差减小，这就造成独立基线与所有基线精度差别很大。

这种现象与基线数量多少有很大关系，分母为自由度，主要有基线数量构成，分母的变化量远大于分子的变化量，正是由于独立基线的数量少，独立基线网比所有基线网的平差精度整体低。

对于一些范围大、线路长的GPS测量，接收机10台以上仪器，一次同步观测的所有基线向量将是很大的数字。

我们将所有基线和独立基线均参与平差，平差结果到底会是什么情况呢？2 算例分析4 结束语通过算例证明对比分析，GPS网的内部精度高低，不仅受基线质量影响，同时受多余基线数量的影响，因此GPS网平差中的独立基线构网，观测精度较为真实准确，所有基线网平差的精度，只是造成了高精度的假象。

同时不管所有基线网，还是独立基线网，两种方法的最终平差成果都是相同的。

综上所述，在高精度GPS网平差中，应选择独立基线参与平差。

要想真正得到高精度控制网，只能在从增加观测时间，删除多路径效应，删除周跳卫星等等方面入手，选取多余基线提高精度，是不可靠，不真实的。

参考文献[1]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005（3）.[2]陶本藻.关于单位权方差公式[J].测绘通报，1998（9）.。

GPS基线向量网平差程序设计前言GPS技术以其定位精度高，观测自动化,不需测站间通视及网型与精度关系不大的优势,已成为建立城市及工程控制网的主要技术手段之一。

而与常规地面网相比,GPS控制网的数据处理有其自身的特点，由于基线向量是不可独立于坐标系而存在的特殊观测值，所以在平差时或平差后必须转入测区所在的坐标系统。

本论文讨论了GPS基线向量的转换和平差问题及工程控制测量实用的方法，并运用VB程序设计语言完成了大地空间直角坐标向大地坐标的转换、大地坐标向高斯平面坐标的转换、二维基线向量网平差的功能。

1 GPS 原理1.1 GPS 的简介全球定位系统（全局位置系统，GPS ）是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。

如今，GPS 已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。

它主要由三大子系统构成：空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。

1.2 GPS 定位原理GPS 系统采用高轨测距体制，以观测站至GPS 卫星之间的距离作为基本观测量。

为了获得距离观测量，主要采用两种方法：一是测量GPS 卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间，即伪距测量；一是测量具有载波多普勒频移的GPS 卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差，即载波相位测量。

采用伪距观测量定位速度最快，而采用载波相位观测量定位精度最高。

通过对４颗或４颗以上的卫星同时进行伪距或相位的测量即可推算出接收机的三维位置。

按定位方式，GPS 定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。

单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量。

相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量。

河南科技2012.04 下40信息技术IT WORLD基于VB 开发平台的GPS 基线向量网平差程序设计数据结构简单，操作方便，可以用来处理各种网型的GPS 基线数据。

本文，笔者主要介绍程序的设计流程。

一、程序设计的主要步骤1.基线数据格式的设计和读入。

（1）数据文件的设计。

GPS 接受机观测值经过南方测绘GPS 数据处理软件预处理后，可以生成不同格式的基线解数据。

如：PowerAdi3.0 Trimble ，南方格式，TGPPS Ski Pro 等。

本文，笔者采用南方格式的基线解数据，每一行为每条基线的观测信息，加入已知点数据，用Excel 进行简单编辑，即可得到程序所需的格式（网名.txt ）。

程序运用Do–Loop 循环语句逐行读入基线数据并分别进行处理，结果用数组进行保存。

其数据文件格式为：已知点点名，已知点X ，已知点Y ；起点名，终点名，起点X ，起点Y ，起点Z ，ΔX ，ΔY ，ΔZ 。

在每一个数据之间用“，”作为分隔符。

（2）数据文件的读入。

GPS 基线数据的录入要根据数据文件的格式来编写程序的读入方式。

根据数据文件的结构特点，采用数据逐行读入并分别对其进行处理，在读入每一行数据后，根据该行中的分隔符来分离一行中的不同类型数据，然后分别存储在对应的数组中。

由于每一行的最后一个类型的数据不存在分隔符，所以要用另外一个语句来处理，可以采用right$（str ，n ）函数，直接读取每一行中最后一个类型的数据。

2.待测点近似坐标的解算。

首先定义点名数组，通过依次访问所有基线的起点点名数组、终点点名数组以及已知点点名数组，根据不重复不遗漏的原则，查询所有点名（包括已知点），从而建立控制点点名数组，并保存控制点点名。

假设第一点的平面坐标为x （1）＝100 000，y （1）＝100 000，按基线条数循环，判断基线的起点和终点是否已经计算出（如果起点坐标已经算出，那么终点坐标就等于起点坐标加上向量差；如果终点坐标已经算出，那么起点坐标就等于终点坐标减去向量差），依次循环所有的控制点数组，直到计算出所有的控制点坐标。

第七章GPS基线向量网平差GPS基线解算就是利用GPS观测值，通过数据处理，得到测站的坐标或测站间的基线向量值。

在布设GPS网时，首先需对构成GPS网的基线进行观测，并利用所采集到的GPS数据进行数据处理，通过基线解算，获得具有同步观测数据的测站间的基线向量。

为了确定GPS 网中各个点在某一特定坐标系统下的绝对坐标，需要提供位置基准、方位基准和尺度基准，而一条GPS基线向量只含有在WGS-84下的水平方位、垂直方位和尺度信息，通过多条GPS 基线向量可以提供网的方位基准和尺度基准，由于GPS基线向量中不含有确定网中各点绝对坐标的位置基准信息，因此，仅凭GPS基线向量所提供的基准信息，是无法确定出网中各点的绝对坐标的。

而我们布设GPS网的主要目的是确定网中各个点在某一特定局部坐标系下的坐标，这就需要从外部引入位置基准，这个外部基准通常是通过一个以上的起算点来提供的。

网平差时可利用所引入的起算数据来计算出网中各点的坐标。

当然，GPS基线向量网的平差，除了可以解求出待定点的坐标以外，还可以发现和剔除GPS基线向量观测值和地面观测中的粗差，消除由于各种类型的误差而引起的矛盾，并评定观测成果的精度。

第1节G PS网平差的分类GPS网平差的类型有多种，根据平差所进行的坐标空间，可将GPS网平差分为三维平差和二维平差，根据平差时所采用的观测值和起算数据的数量和类型，可将平差分为无约束平差、约束平差和联合平差等。

一、三维平差和二维平差1. 三维平差所谓三维平差是指平差在三维空间坐标系中进行，观测值为三维空间中的观测值，解算出的结果为点的三维空间坐标。

GPS网的三维平差，一般在三维空间直角坐标系或三维空间大地坐标系下进行。

2. 二维平差所谓二维平差是指平差在二维平面坐标系下进行，观测值为二维观测值，解算出的结果为点的二维平面坐标。

二维平差一般适合于小范围GPS网的平差。

二、无约束平差、约束平差和联合平差1. 无约束平差GPS网的无约束平差指的是在平差时不引入会造成GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。

GPS网平差中两种平差方案的比较分析摘要:GPS网平差在工程测量中的应用越来越广泛,本文对GPS网平差的无约束平差和约束平差进行研究,分析了GPS网平差的数学模型,讨论了两种GPS网平差的具体处理过程.采用数据处理软件对两种平差方案进行处理,并对这两种网平差处理方案的处理效果进行了分析。

关键词:GPS;无约束平差;约束平差1 引言随着全球导航定位系统(global positioning system,GPS)的发展,GPS定位技术被广泛应用于现代工程测量中[1]。

相比于传统测量,GPS测量精度更高,不会随着测量距离或范围的增加而使误差增加,使其在大型精密工程测量、大地控制测量以及大范围工程勘测中的作用显著[2]。

GPS网中点位数目较多,数据量较大,数据处理过程更加复杂。

GPS 网平差可以分为无约束平差、约束平差和联合平差,约束平差又可以分为二维约束平差和三维约束平差。

GPS静态定位技术已经发展的较为成熟,目前,国内外有很多平差处理软件,如HGO、TGO、CosaGPS等,操作简单、功能强大。

本文在对GPS网平差的数学模型进行分析的基础上,利用HGO软件对GPS 无约束平差和二维约束平差进行处理,并对二者进行分析。

2 数学模型网平差的目的不仅仅是引入基准坐标,也是为了消除观测误差,改善网的质量,确定网中点在指定坐标系下的坐标。

本文所使用的坐标都是WGS-84坐标系下的坐标,不涉及到坐标的转换问题。

在空间直角坐标系下,GPS单基线向量可以表示为[3]:表示基线向量观测值。

假设GPS网中有m个点组成n条基线,则观测方程可以表示为:GPS网平差需要根据基准点的情况选取合适的基准模型,常用的基准模型可以分为三种:固定基准模型,重心基准模型,?M稳基准模型[4-5]。

一般软件选择固定基准模型作为限制条件[6]。

本文引入一个地心地固坐标系下的位置基准:对于约束平差,可以得到类似的基准方程。

基线解式中,Pi表示权阵,di表示方差阵。

高精度GPS基线向量网平差
赵庆海;田庆新
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2002(019)003
【摘要】系统地论述了利用基线向量作为虚拟观测量进行平差的基本原理,着重对双因子抗差估计、系统参数求解、方差分量估计等在GPS基线网平差中的应用进行了分析,最后简单介绍了基线向量网平差软件GPSADJ.
【总页数】4页(P168-170,173)
【作者】赵庆海;田庆新
【作者单位】61363部队,陕西,西安,710054;济南市市政工程设计研究院,山东,济南,250002
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.GPS基线向量网平差方法研究及程序计算 [J], 郝天懿;罗新宇;胡云华
2.GPS网平差基线向量的优化选取 [J], 李涛;任恩明;冯秀江
3.基于VB程序的GPS基线向量网平差程序设计 [J], 魏悦;秦岩宾;韩丽丽
4.GPS基线向量网平差模型与程序设计 [J], 马明栋;王之勋;沈蔚
5.不同类型GPS基线向量构成的控制网平差探讨 [J], 张进民;佟洞
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