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1、浅谈影响GPS基线解算结果的因素及处理办法摘要:在大地测量、工程测量、地籍测量、物探测量及各种类型的变形监测等,经常利用GPS布设各种类型和等级的控制X,而基线解算则是GPS控制X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X的精度。 关键词:基线解算残差周跳 :TP27:A:1672-3791(2011)01(c)-0241-01 1GPS基线理论知识 1.1基线基本理论 GPS基线向量表示了各测站间的位置关系。GPS基线向量具有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GPS基线向量是GPS同步观测的直接结果,也是进行GP
2、SX平差,获取最终点位的观测值。TrimbleGeomaticsoffice1.6(简称TGO)软件可利用由静态、快速静态或动态数据采集程序获得的GPS野外观测值基线解。这里以双差观测值作为平差解算时的观测量,以测站间的基线向量坐标为主要未知量,建立误差方程式、法方程求解基线向量。 1.2基线解算的类型 (1)单基线解。单基线解算,是在基线解算时不顾及同步观测基线间误差相关性,对每条基线单独进行解算。单基线解算的特点:单基线解算的算法简单,但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性,不利于后面的X平差处理,一般只用在普通等级GPSX的测设中。 (2)多基线解。与单基线
3、解算不同的是,多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性,在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。多基线解算的特点:多基线解由于在基线解算时顾及了同步观测基线间的误差相关特性。 1.3利用TGO软件解算基线向量的过程(如图1) 2基线解算结果的质量评定指标 (1)单位权方差因子:反映观测值的质量,它的数值越小越好。 (2)RMS-均方根误差:表明了观测值的质量,观测值质量越好,越小,反之,观测值质量越差,则越大。 (3)数据删除率:数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。 (4)RATIO:RATIO反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性,这一指标
4、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。 (5)RDOP:在基线解算时待定参数的协因数阵的迹的平方根,RDOP值的大小与观测时间段有关。 (6)同步环闭合差:由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。同步环闭合差超限,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,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。 (7)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,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。 (8)重复基线较
5、(互)差:当重复基线较(互)差满足限差要求时,则表明这些基线向量的质量是合格的;否则,则表明这些基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格。 3影响基线解算结果的因素 3.1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,会导致基线出现尺度和方向上的偏差;(2)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,就将影响整个基线环;(3)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)对流层或电离层折射影响过大。 3.2基线解算时常需修改的参数
6、 (1)参与数据处理的特定时间段的观测值;(2)截止高度角;(3)观测值类型;(4)星历类型;(5)Ratio值限值;(6)观测值编辑因子;(7)电离层折射改正;(8)对流层折射改正。 4影响GPS基线解算结果因素的判别 (1)对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响,应尽量提高起点坐标的准确度。 (2)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,可以判断关于卫星观测时间太短这类问题,从TGO软件输出的卫星星历图,就可直观地看出。 (3)对于卫星观测值中周跳太多的情况,可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。 (4)对于多路径效应、对流层或电
7、离层折射影响的判别,我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是,当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时,观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大,而只是出现非整数倍的增大,一般不超过1周,但却又明显地大于正常观测值的残差。 5消除影响GPS基线解算结果因素的应对措施 (1)基线起点坐标不准确的应对方法。 (2)当卫星观测时间太短时,可以删除该卫星的观测数据,不让它们参加基线解算,从而保证基线解算结果的质量。 (3)当周跳太多时,若多
