（毕业论文）GPS基线解算的方法及精度分析

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1、GPS基线解算的方法及精度分析摘要：对GPS控制网基线处理中对观测数据及基线解算质量评定要素进行了总结，针对控制网内业数据处理基线解算中经常出现的一些问题，总结出优化解算的原则和方法，并提出合理建议。关键词：GPS；基线解算；优化；精度分析1GPS基线解算方法GPS测量数据的处理可分为基线解算和网平差两个阶段，因为GPS测量得到的是GPS相位中心到卫星发射中心的伪距，载波相位和卫星星等，使得要得到工程测量的定位成果，必须先进行基线向量解算，评定基线精度，它是GPS数据处理的重要环节，其解算质量的好坏将直接影响到GPS

2、网的定位精度。1.1GPS定位及基线解算原理GPS技术在测量上均采用相对定位技术。即将两台GPS接收机分别安放在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。基线解算就是利用GPS接收机接收到的载波相位观测值做为基本观测值，对其进行差分处理，建立观测值与基线向量的关系，通过最小二乘原理求解基线向量及其精度。利用伪距法进行GPS定位的数学表达式：P二p+c(dt-dT)+dion+dtrop(1-1)其中P为接收机到卫星的测量距离(伪距);P为接收机到卫星的实际距离；c为光速；d为卫星钟差；

3、dT为接收机钟差；dion+dtrop分别为电离层和对流层时延产生的距离偏差。当我们假定卫星与GPS标准时间同步，则偏差只决定于接收机时钟。由此我们可以得到四个方程:JCvi—x)+6vy)2+(zi-z)2=RrCByl(x2-^)+(y2~yJ+(z2~zJ=RrCB(]_2)J(X3-兀)+63—y)+(z3-z)「=R3~Cb』(兀4-打+(y4-y)+(z4-z)2=E_Cb其中Ri(i=l,2,3,4)为伪距，CB为距离校正量。1.2GPS基线解算的重要影响因素及解决方案基线解算的重要影响因素主要有起算坐

4、标不准确、卫星观测时太短、周跳过多、多路径效应、电离层传播延迟、对流层折射五大类因素。(1)起算坐标不准确基线解算时，必须有一个点的坐标作为起算，该点应为其中某个接收机的WGS-84坐标，其点位精度对基线解算精度的影响可用下式表示：=0.6*]0~5朋Z?(1~3)其中5血为起算点的坐标误羌；b为基线长度(km)；b为因起算误差引起的基线向量误羌可以看出：当基线长度一定时，5加越大，b越大。这里我们应该至少保证起算点为观测不少于30min单点定位结果的平差值所提供WGS-84系坐标。为了使起算点坐标精度更加准确，我

5、们可以利用改进单点伪距定位结果的方法：将观测的伪距定位值取平均值。(2)卫星观测时间过短卫星观测时间过短可以市以下两点来判别：①查观测数据的记录文件对每颗卫星的观测数据数量，数据量小则观测时间短。②直接查看卫星可见性图。卫星可见性图如图2所示图2卫星可见图解决办法：对于观测时间过短的卫星观测数据予以删除，不让其参加基线解算。(1)周跳过多卫星周跳可以由以下两点判别：①从基线解算后获得的观测值残差分析；②从相位观测图中看出。解决办法有：①增长历元间隔，跳过中断的数据解算；②多颗卫星经常发乞周跳，可删除周跳严重的时间段；

6、单颗卫星经常发生周跳，可删除该卫星观测值；③根据测区卫星可见性预报表改变观测时段，避开周跳严重的时间段。(2)多路径效应多路径效应…般造成观测值残差偏大。减弱多路径效应的办法有：①通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；②删除多路径效应严重的时间段或卫星；③避开高反射体，采用扼流圈天线；延长每点的观测时间；④选择视野开阔地段，尽量避开高大建筑物，大面积水域等。(3)电离层传播延迟、对流层折射电离层传播延迟、对流层折射影响过大，可采用以下方法解决：①提高卫星截止高度角：TG软件默认为13度，在进行基线解算前应改为

7、15度；②采用模型对对流层和电离层延迟进行改正；TGO软件默认HOPFIELD模型；当基线长大于10km吋使用；小于10km吋影响可略；③若为双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。1GPS控制网基线解算的一般原则和质量分析方法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。基线向量是GPS最基本的观测量，基线量的质量是提高GPS控制网整体质量水平的关键。木文围绕着如何提高基线观测质量，如何选取基线，如何剔除坏基线以及质量分析等问题进行应用性的分析讨论。

8、2.1GPS控制基本作业流程在大地测量和工程控制测量应用中，一般采用多台接收机进行组网观测。每天观测完成后，对当天的观测结果，用厂商提供的后处理软件和接收机釆集的广播星历进行基线处理，并进行初步平差；全网观测完毕后，再进行网平差,以提高全网的成果精度并使网中各点的精度尽可能均匀；最后用已知坐标进行约束平羌，求出各待定点的最终成果。2.2通过基线