GPS基线向量解算及平差处理技巧

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1、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

2、于50ppm。所以大于50ppm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

3、→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

4、是中误差，后者是方差比(ratio=rmsmax/rmsmin),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。（6）、如果反复修改设置重解基线后，仍不能减小环闭合差，则可将闭合差超限环中的基线，分别与周边的基线组成闭合环，检查其闭合差。如果仅涉及到其中一条基线的环闭合差超限，则可以将这条基线删除。（7）、检查环闭合差时，可能会出现两个相同顶点的环，闭合差一个超限，一个不超限。这是因为某一条基线存在重复基

5、线。这时可以删除超限环中的重复基线。3、三维基线自由网平差（1）、三维基线自由网平差目的是检查观测值质量，及获取高程拟合所需大地高平差值。GPS坐标是WGS84系统，GPS工程控制网需要转换到当地坐标系统，所以都是在高斯平面上进行平差。平差中未知参数除了坐标改正数外，还设置了平面坐标转换参数。进行二维平差，要将GPS三维基线向量投影到高斯平面上，转换时要使用没有加平差改正数的原始三维基线向量。（2）、三维平差不包含外部约束条件，平差合格就说明观测质量合格。规范对于点位中误差的要求没有明确规定，所以三维基线平差后精

6、度检验，主要指标也是边长（基线）相对中误差，而一般基线计算后环闭合差合格，三维平差后基线相对中误差就会合格。4、二维基线向量平差由于经过三维平差检验，所以如果三维平差精度很好，而二维平差精度不合格，则应该是已知数据的问题。这时可以尝试以下处理方法：（1）、如果只有1－2个已知点，属于自由网平差。2个点时因为平差设置尺度和旋转参数，所以仍然是自由网平差，平差精度不会受已知点数据误差影响（条件是问题是误差而不是错误，若出现错误，尺度比参数会较大，这些参数在平差报告二维平差参数中可以看到）。所以已知点较多，二维平差不合

7、格时，可以输入一个已知点做自由网平差，然后根据已知点坐标计算两两间边长，和GPS网平差坐标计算的边长进行对比，如果和某一已知点相关的边，两种边长比值与其它边有明显差异时，这个点就可能是有问题的点。但是这种方法只能识别错误点，对于精度不高的点，难以识别出来。（2）、输入全部已知点坐标自由网平差值和已知值，做最小二乘转换，如果转换后某一个点已知值和转换值坐标差较大，这个点就可能是精度较差的点，在已知点较多，精度差的点是孤立值的情况下，这种方法有可能能够确定问题点。（3）、如果查不出孤立的错误或精度不高的已知点，可以放

8、弃作强制约束平差。先做二维自由网平差，然后输入全部已知数据，对二维平差值做最小二乘平面坐标转换，平差后已知点采用转换值。这种方法既可以将GPS网纳入当地坐标系统，又能不受较低精度已知点影响，能够保持GPS网较高的相对进度。5、高程拟合高程拟合的质量可以通过分析已知点拟合值和已知值的差异（残差）来判断，差值小拟合质量高，反之则是拟合质量差。对于控制面积较小的控制网，拟合质量