最终给第九章GPS数据处理课件.ppt

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1、§9.1概述§9.2GPS基线向量的解算§9.3GPS定位成果的坐标转换(P158)§9.4基线向量网平差§9.5GPS高程第九章GPS定位测量数据处理（DATAPROCESSINGFORGPS）基本处理过程：（1）数据传输（2）数据分流从原始数据中，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、载波相位和伪距观测文件、测站信息文件。（3）GPS数据的预处理对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；统一数据文件格式，将不同类型接收机的数据记录格式统一为标准化的文件格式，探测周跳，修复观测值。（4）基线向量解算一般先采用三差模型法对基线向量进行预求解，然后再采用双差模型

2、对基线向量进行精确求解。对于20km以下的基线，常采用所谓的固定双差解，即整周未知数取为整数后的基线平差解。而对于30km以上的基线，一般采用浮点双差解，即整周未知数不取整，以实数作为整周值，所以也可称为实数解。（5）GPS网平差与坐标转换概述由同步观测和异步观测的基线向量互相联结构成GPS网，称为GPS基线向量网。由于存在观测误差，网中由不同时段观测的基线向量组成的闭合图形存在不符值(闭合差)。因此，应在WGS-84坐标系统下，以GPS基线向量及其相应的方差阵作为观测信息，对GPS网进行平差计算，消除不符值，获得网中点的平差后的三维坐标、基线边长的平差值、基线向量观测

3、值改正数及其对观测值、点位坐标的精度评定。§9.2GPS基线向量的解算9.2.2法方程的组成及解算9.2.3精度评定9.2.4基线向量解算结果分析1.观测值残差分析2.基线长度的精度3.双差固定解与双差实数解9.2.5GPS基线向量解算示例§9.3GPS定位成果的坐标转换(P158)WGS-84大地坐标系是GPS卫星定位系统采用的大地坐标系，因而，所用利用GPS接收机进行测量计算的成果均属于WGS-84坐标系；而实用的测量成果往往是属于某一国家坐标系或地方坐标系（或叫局部的、参考坐标系）；参考坐标系与WGS-84坐标系之间一般存在着平移和旋转的关系。§9.3GPS定位成

4、果的坐标转换（续）WGS-84坐标转换为国家或地方坐标系的方法（84→54）1.利用已知重合点的三维直角坐标进行坐标转换；2.利用已知重合点的三维大地坐标进行坐标转换；3.利用已知重合点的二维高斯平面坐标进行坐标转换；4.利用已知重合的二维大地坐标进行坐标转换。本节仅讨论1、3两种方法，即不同空间直角坐标系或不同平面直角坐标系统之间的转换。1.利用已知重合点的三维直角坐标将GPS点的WGS-84坐标转换为国家坐标系中的坐标。用七参数法实现坐标转换；局部地区应用坐标差求解转换参数的方法（p27）；在GPS网的约束平差中实现坐标转换。2.利用已知重合点的二维高斯平面坐标将G

5、PS点的WGS-84转换为国家坐标系中的坐标。①将GPS点的大地坐标(B、L)按WGS-84参考椭球和高斯正形投影公式换算为高斯平面坐标(x、y)；②利用重合点（至少两个）的两套平面坐标值按平面坐标系统之间的转换方法将GPS点的高斯平面坐标转换为国家坐标系高斯平面坐标§9.3GPS定位成果的坐标转换（续）预备知识常规测量平面坐标系高程坐标系GPS测量三维地心坐标系地心空间直角坐标系、椭球大地坐标系9.2国家坐标系与地方独立坐标系9.2.1旋转椭球与参心坐标系水准面：在地球重力场中，当水处于静止时的表面必定与重力方向(即铅垂线方向)处处正交。我们称这个与铅垂线正交的静止水

6、平面为水准面。大地水准面：假设海水面处于静止平衡状况，并将它一直沿伸到地球陆地内部形成一个闭合的水准面，用来表示地球的形状，我们将这个水准面称为大地水准面。大地水准面是对地球的物理逼近，它可以较真实地反映地球的形状，但是地壳内部物质密度分布的不均匀，造成地面各点重力大小和方向不同，因此，与铅垂线处处正交的大地水准面是起伏不平的，因而它也很难以用简单的数学模型描述。要用它作为各种地面测量数据的计算基准面比较困难，必须寻找一个简单的适合测量计算的基准面。大地水准面相当接近于一个规则的具有微小扁率的数学曲面——旋转椭球。旋转椭球可用两个几何参数确定，即为椭球的长半径a和扁率f

7、。这两个参数解决了椭球的形状和大小。为了将地面测量数据归算到椭球面上，仅仅知道它的形状和大小是不够的，还必须确定它与大地水准面的相关位置，也就是所谓的椭球定位和定向。另外，为了从几何特性和物理特性两个方面来研究全球的形状，则还要使椭球与全球大地水准面结合最为密切。为了研究局部球面的形状，且使地面测量数据归算至椭球的各项改正数最小，各个国家和地区分别选择和某一局部区域的大地水准面最为密合的椭球建立坐标系。这样选定和建立的椭球称为参考椭球，对应的坐标系称为参心坐标系。显然，该坐标系的中心一般和地球质心不一致，所以参心坐标系又称为非地心坐标系、