第4章-GPS网基线向量解算.ppt

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1、GPS数据处理第四章GPS网基线向量解算测绘工程系主讲：刘辉第四章GPS网基线向量解算主要内容4.1基线向量解算的基本模式4.2基线解算的基本原理4.3基线解算软件的使用4.4基线解算的质量控制4.1基线向量解算的基本模式基线边长与基线向量第四章GPS网基线向量解算1基线向量的表达方式–空间直角坐标的坐标差–大地坐标的坐标差–站心地平坐标的坐标差第四章GPS网基线向量解算2同步观测基线间的误差相关性第四章GPS网基线向量解算提示：由于在计算AB、AC两条基线向量时，均用到了A点的观测数据，因而A点观测数据中的误差将同

2、时对这些基线产生影响。ABC3基线解算模式第四章GPS网基线向量解算•单基线解/基线模式•多基线解/时段模式•整体解/战役模式第四章GPS网基线向量解算1）单基线解/基线模式–解算方法•一次仅同时提取两台GPS接收机的同步观测数据进行基线解算。–特点•模型简单，参数较少，计算量小•解算结果无法反映同步观测基线间的误差相关性•无法充分利用观测数据之间的关联性–适用范围•一般工程应用第四章GPS网基线向量解算1）单基线解/基线模式–基线解结果•基线向量估值•基线向量估值的方差-协方差阵第四章GPS网基线向量解算2）多基线解/

3、时段模式–解算方法•一次提取一个观测时段中所有进行同步观测的n台接收机所采集的同步观测数据，在一个单一解算过程中共同解求出所有n-1条相互函数独立的基线。–特点•数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相关性•数学模型和解算过程比较复杂，计算量较大–适用范围•对质量要求严格的应用第四章GPS网基线向量解算2）多基线解/时段模式–基线选择方法第四章GPS网基线向量解算2）多基线解/时段模式–基线解结果•基线向量估值•基线向量估值的方差-协方差阵第四章GPS网基线向量解算3）整体解/战役模式–解算方法•一次提取项目整个观测过程

4、中所有观测数据，在一个单一解算过程中同时对它们进行处理，得出所有独立基线。–特点•数学模型严密，能反映出同步观测基线间的统计相关性•避免了结果在几何上的不一致性•数学模型和解算过程复杂，计算量大–适用范围•高精度定位、定轨第四章GPS网基线向量解算4.2基线解算的基本原理1基线解算的处理流程–数据预处理–建立数学模型–确定基线向量的浮动解–确定整周未知数–确定基线向量的固定解第四章GPS网基线向量解算1）数据预处理–目的•获得干净的观测值–过程•数据传输和解码•数据标准化•数据筛选和编辑•接收机钟差估算•差分观测值或线性组合

5、观测值形成•基线向量近似解估算•周跳探测、修复或标记第四章GPS网基线向量解算2）建立数学模型–包括函数模型和随机模型–通常为双差模型–模型参数通常包括•坐标（基线向量）•整周模糊度•天顶方向的对流层延迟第四章GPS网基线向量解算3）确定基线向量的浮动解–直接利用所建立的数学模型求解–模糊度为实数第四章GPS网基线向量解算4）确定整周未知数–通常采用搜索算法，确定模糊度的整数值–对所确定出的模糊度进行检验，若能通过下列检验，则将模糊度固定为整数值，否则不固定•与实数模糊度的一致性•最优整数值与次优整数值的可区分性RATIO值

6、）•基线向量固定解与基线向量实数解的一致性第四章GPS网基线向量解算5）确定基线向量的最终解–若模糊度能固定成为整数值，则在数学模型中将模糊度固定，重新解算基线，得到基线向量固定解–若模糊度无法固定成为整数值，则给出基线向量浮动解第四章GPS网基线向量解算2影响基线解算结果质量的因素•观测值的质量•观测的几何条件•卫星轨道数据的质量•数据处理的模型和方法第四章GPS网基线向量解算1）观测值质量的影响•精度–越高越好•采样率–采样率高，有利于进行周跳探测，但考虑到存储容量和计算负担，静态测量最高不要超过5秒•周跳发生的频度–周

7、跳发生频度高，将会影响周跳探测及周跳处理算法的效能•受包括多路径在内的干扰效应影响程度–干扰将影响观测值的准确度第四章GPS网基线向量解算2）观测几何条件的影响•卫星数量–卫星数量多，对基线解算有利•卫星分布–卫星分布均，对基线解算有利•观测期间卫星位置的变化–观测期间同一卫星位置变化大，对模糊度/基线解算有利第四章GPS网基线向量解算3）卫星轨道数据质量的影响基线向量偏差基线长度卫星轨道偏差卫星轨道高度第四章GPS网基线向量解算4）数据处理模型和方法的影响•数学模型–函数模型是否准确反映观测值之间、观测值与待定参数之间的关

8、系–随机模型是否准确刻画观测值的精度及误差相关的特性•算法–周跳探测和修复或处理能力的高低–模糊度确定算法效能的高低–解的稳定性第四章GPS网基线向量解算基线解算函数模型需顾及的问题•几何关系–定义：接收机天线与卫星天线的相位中心在地心地固系下的几何关系–特点：影响函数模型•观测值偏差–定