GPS数据处理作业流程及原理.doc
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1、浅谈GPS数据处理流程和原理班级:* 姓名:* 指导老师:*题目:浅谈GPS数据处理步骤和原理工程测量*:* 指导老师:*【摘要】 本文关键讲述 GPS测量数据处理全过程。进行GPS数据处理时,叙述GPS数据预处理,GPS控制网基线向量解算和GPS网平差或和地面网联合平差。【关键词】 GPS数据处理 基线解算 平差引言全球定位系统(GPS)已在国民经济和国防建设各个领域中得到了广泛应用。新一代卫星导航定位技术高度自动化和所达成定位精度及其潜力,使广大测量工作者产生了极大爱好。本文就GPS数据传输和处理及其原理等方面对作简明分析。一 GPS数据处理特点:1. 海量观察数据。2. 数据处理过程复杂
2、。3. 处理方法多样化。4. 数据处理自动化。二 GPS数据处理步骤GPS精密数据处理从原始卫星观察数据开始到最终定位结果,可分为GPS基线向量解算和GPS基线向量网平差计算两个阶段。GPS数据处理基础步骤图1所表示。图1 GPS数据处理基础步骤 三 观察数据预处理1. 数据传输:数据传输是用专门传输电缆连接接收机和计算机,并选择后处理软件中数据下载功效将接收机内观察数据传输到计算机。2. 数据分流:数据分流是在进行数据传输同时,系统将自动进行数据分流,将各类观察数据归入不一样文件,经过解码将各项数据分类整理,并剔除无效观察数据和冗余数据,建立不一样数据文件,为下一步处理做准备。3. 数据文件
3、格式标准化:将不一样类型接收机数据统计格式,项目和采样间隔,统一为标准化得文件格式,方便进行统一处理。4. 整周跳变探测和修复:确定整周未知数初始值大多数采取伪距观察值来估算。5. 观察值多种模型更正:预处理所采取模型和方法优劣,将直接影响最终结果质量,是关系GPS作业效率和精度关键步骤。四 基线向量解算1观察值处理GPS基线向量表示了各测站间一个位置关系,即测站和测站间坐标增量。GPS基线向量和常规测量中基线是有区分,常规测量中基线只有长度属性,而GPS基线向量则含有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GPS基线向量是GPS同时观察直接结果,也是进行GPS网平差,获取最终点位观察值。若在某一
4、历元中,对k颗卫星数进行了同时观察,则能够得到k-1个双差观察值;若在整个同时观察时段内同时观察卫星总数为l则整周未知数数量为l-1。在进行基线解算时,电离层延迟和对流层延迟通常并不作为未知参数,而是经过模型更正或差分处理等方法将它们消除。所以,基线解算时通常只有两类参数,一类是测站坐标参数,数量为3;另一类是整周未知数参数(m为同时观察卫星数),数量为。2.基线解算基线解算过程实际上关键是一个平差过程,平差所采取观察值关键是双差观察值。在基线解算时,平差要分三个阶段进行,第一阶段进行初始平差,解算出整周未知数参数和基线向量实数解(浮动解);在第二阶段,将整周未知数固定成整数;在第三阶段,将确
5、定了整周未知数作为已知值,仅将待定测站坐标作为未知参数,再次进行平差解算,解求出基线向量最终解-整数解(固定解)。(1)初始平差依据双差观察值观察方程(需要进行线性化),组成误差方程后,然后组成法方程后,求解待定未知参数其精度信息,其结果为:待定参数:待定参数协因数阵:,单位权中误差:。经过初始平差,所解算出整周未知数参数本应为整数,但因为观察值误差、随机模型和函数模型不完善等原因,使得其结果为实数,所以,此时和实数整周未知数参数对应基线解被称作基线向量实数解或浮动解。为了取得很好基线解算结果,必需正确地确定出整周未知数整数值。(2)整周未知数确实定前文已提及,此处不再详述。(3)确定基线向量
6、固定解当确定了整周未知数整数值后,和之相对应基线向量就是基线向量整数解。3.基线解算类型【1】、单基线解 (1)定义:当有台GPS接收机进行了一个时段同时观察后,每两台接收机之间就能够形成一条基线向量,共有条同时观察基线,其中最多能够选出相互独立条同时观察基线,至于这条独立基线怎样选择,只要确保所选条独立基线不组成闭和环就能够了。这也是说,通常组成了闭和环同时基线是函数相关,同时观察所取得独立基线即使不含有函数相关特征,但它们却是误差相关,实际上全部同时观察基线间全部是误差相关。所谓单基线解算,就是在基线解算时不顾及同时观察基线间误差相关性,对每条基线单独进行解算。 (2)特点:单基线解算算法
7、简单,但因为其解算结果无法反应同时基线间误差相关特征,不利于后面网平差处理,通常只用在一般等级GPS网测设中。【2】、多基线解 (1)定义:和单基线解算不一样是,多基线解算顾及了同时观察基线间误差相关性,在基线解算时对全部同时观察独立基线一并解算。 (2)特点:多基线解因为在基线解算时顾及了同时观察基线间误差相关特征,所以,在理论上是严密。 (3)多站整体解(绝对坐标) (4)单基线解算过程(图2)所表示(图2) (5)利用基线解算软件解算基线向量过程(图3)所表示(图3)五基线解算结果质量评定指标1质量控制指标(1)单位权方差因子1)定义其中:为观察值残差;为观察值权;为观察值总数。2)实质
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