GPS测量定位技术 第7章 GPS控制网的数据处理

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1、GPS测量定位技术第七章GPS控制网的数据处理学习目标第一节观测数据的预处理第二节GPS基线向量的解算第三节GPS基线网独立平差第四节坐标系统的转换第五节GPS网与地面网的三维平差第六节GPS网与地面网的二维平差第七节GPS的高程计算本章小结思考题与习题GPS测量定位技术第七章GPS控制网的数据处理学习目标学习目标了解GPS测高及其数据处理，拟合法确定正常高程，GPS做三、四等水准加密，过河水准测量，变形监测。理解星历预报的重要性，数据传输过程，基线向量的误差分析与判断。掌握基线向量的解算，坐标系统的转换，GPS网平差。GPS测量定位技术第一节观测数据的预处理

2、一、概述GPS测量数据处理的基本过程可分为：数据采集、数据传输、预处理，基线解算，网平差计算，坐标系统转换，与原有地面网的联合平差等基本步骤，其过程如图所示。图7-1GPS数据处理基本流程图GPS测量定位技术一、概述GPS定位数据处理与常规测量数据处理相比具有以下显著特点：（1）海量的数据按每15s采集一组野外观测数据计算，一台接收机连续观测1h将有240组数据，每组数据含有对若干颗（一般多于4颗）卫星的伪距、载波相位观测值和星历数据、气象数据等。GPS定位时一般使用几台接收机同步观测，将会有上万组甚至更多的数据。（2）复杂的处理过程从GPS原始观测数据到最终

3、的平差结果，其处理过程非常复杂。简单地说，可以分为基线向量的解算和网平差两个阶段。每一阶段都需要对大量数据进行组织、检验、计算和分析处理，处理过程非常复杂。GPS测量定位技术一、概述（3）多样的数学模型GPS定位技术是一项正在发展中的新兴技术，因此，对同一问题的处理方法也不尽相同，这就使得数据处理时数学模型和算法具有多种形式，而且还在不断的创新。（4）自动化程度高随着计算机技术的迅猛发展和软件水平的不断提高，GPS数据处理的自动化程度也越来越高。目前，GPS数据处理一般均可借助相应的GPS数据处理软件自动完成。GPS测量定位技术一、概述预处理所采用的数学模型、

4、评价数据质量的标准和方法的优劣，对以后的平差计算以及平差结果的精度都将产生重要的影响，因而是提高GPS定位作业效率和精度的重要环节。预处理工作的主要内容有：（1）数据传输将GPS接收机内存模块所记录的观测数据传输到计算机内，以便进行处理和保存。GPS接收机与计算机的连接可分为电缆连接和无线连接两种。（2）数据分流数据分流是在数据传输的同时进行的，首先将各类观测数据归放入不同的文件，然后通过解码将各项数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，分别建立不同的数据文件，以便进一步加工和处理。以上两项工作称之为数据的粗加工，可认为是预处理的准备工作。GPS测量定位技术一

5、、概述（3）观测数据的平滑滤波检验剔除粗差，并进一步删除无效无用数据。（4）统一数据文件格式将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔，统一为彼此兼容的标准化的文件格式（RINEX—国际通用的与接收机无关的GPS数据标准交换格式），以便统一处理，若是同一类型的接收机，则不须做此步工作。（5）卫星轨道方程的标准化为了统一不同来源卫星轨道信息的表达方式和平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数，一般须采用多项式拟合法，使观测时段的卫星轨道标准化，以简化计算工作，提高定位精度。（6）探测整周跳变、修复载波相位观测值。（7）对观测值进行电离层、对流层等各种模型改正。GP

6、S测量定位技术二、预处理的准备工作1.数据传输GPS接收机采集的数据可以记录在专用盒式磁带上，或接收机的内存模块内。目前大多数GPS接收机采集的数据都是记录在内存模块内，以方便外业观测。以Trimble4800接收机为例，其内存可连续存储50h（6颗卫星，15S采样间隔）的观测数据。在进行数据预处理之前，首先要将观测数据从GPS接收机的内存模块传输至计算机。2.数据分流在进行数据传输的同时，利用数据处理软件将原始记录中的各项观测数据进行分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，自动生成以下四个数据文件。（1）观测值文件容量最大的文件。内含对应的卫星号、卫星高度角和方

7、位角、观测历元、C/A码伪距、载波相位（L1/L2）、积分多普勒计数、信噪比等，其中最主要的是伪距和载波相位观测值GPS测量定位技术2.数据分流（2）星历参数文件包含所有被测卫星的轨道位置信息，根据这些信息可以计算出任一瞬间的被测卫星在轨位置。（3）电离层参数和UTC参数文件电离层参数可用于改正观测值的电离层影响，UTC参数则用于将GPS时间修正为UTC时间。（4）测站信息文件测站信息文件包含测站的基本信息和在本测站上的观测情况。例如测站名，测站号，测站的概略坐标，接收机号，天线号，天线高，观测的起止时间，记录的数据量，初步定位结果等。3.数据解码GPS测量定

8、位技术三、数据预处理的内容1.GPS卫