(GPS原理及其应用)第九章GPS测量数据处理地信.ppt

4.提高拟合计算的精度 提高拟合计算的精度办法有： (1)根据测区似大地水准面变化情况，合理地布设已知点，并选定足够的已知点。 (2)根据不同测区，选用合适的拟合模型。对高差大于100m的测区，一般要加地形改正。 (3)对含有不同趋势地区的大测区，可采取分区计算的办法。 (4)计算时，坐标取到米或10m，但高程异常应取到毫米。计算结果应由计算机绘出测区高程异常等值线图，以便分析测区高程异常变化情况，提高拟合计算精度。 中南大学 第9章 GPS测量数据处理 9.1 概 述 GPS接收机采集记录的是GPS接收机天线至卫星伪距、载波相位和卫星星历等数据。如果采样间隔为20秒，则每20秒记录一组观测值，一台接收机连续观测一小时将有180组观测值。观测值中有4颗以上卫星的观测数据以及地面气象观测数据等。GPS数据处理要从原始的观测值出发得到最终的测量定位成果，其中数据处理过程大致分为GPS测量数据的基线向量解算、GPS基线向量网平差以及GPS网平差或与地面网联合平差等几个阶段。数据处理的基本流程如图9-1所示。 9.1.1 数据传输 数据传输是用专用电缆将接收机与计算机连接，并在后处理软件的菜单中选择传输数据选项后，便将观测数据传输至计算机。数据传输的同时进行数据分流，生成四个数据文件：①载波相位和伪距观测值文件、②星历参数文件、③电离层参数和UTC参数文件、④测站信息文件。 经数据分流后生成的四个数据文件中，除测站文件外，其余均为二进制数据文件。为下一步预处理的方便，必须将它们解译成直接识别的文件，必须将数据文件标准化。 9.1.2 预处理 GPS数据预处理的目的是：①对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差；②统一数据文件格式并将各类数据文件加工成标准化文件；③找出整周跳变点并修复观测值(整周跳变的修复见5.3.3)；④对观测值进行各种模型改正。 1、GPS卫星轨道方程的标准化（1/2） GPS卫星轨道方程标准化一般采用以时间为变量的多项式进行拟合处理。将已知的多组不同历元的星历参数所对应的卫星位置Pi(t)表达为时间t的多项式形式： (9-1) [ ] ) 1 ( ) 1 ( 2 t m t m t t i t i T - + - = (9-2) 式中Ti是对应于ti的规格化时间；t1和tm分别为观测时段开始和结束的时间。 1、GPS卫星轨道方程的标准化（2/2） 利用拟合法求解多项式系数。解出的系数ain记入标准化星历文件，用它们来计算任一时刻的卫星位置。多项式的阶数n一般取8~10就足以保证米级轨道拟合精度。 拟合计算时，时间t的单位需规格化，规格化时间T为： 2、卫星钟差的标准化 (9-3) 式中a0,a1,a2为星钟参数，t0为星钟参数的参考历元。 由多个参考历元的卫星钟差，通过最小二乘法原理求定多项式系数ai，再由(9-3)式计算任一时刻的钟差。因为GPS时间定义区间为一个星期，即604800秒，故当t-t0302400(t0属于下一GPS周)时t应减去604800，t-t0-302400(t0属于上一GPS周)时t应加上604800。 来自广播星历的卫星钟差具有多个数值，需要通过多项式拟合求得唯一的，平滑的钟差改正多项式。钟差的多项式形式为： 3、观测值文件的标准化 不同的接收机提供的数据记录有不同的格式。例如观测时刻这个记录，可能采用接收机参考历元，也可能是经过改正归算至GPS标准时间。在进行平差（基线向量的解算）之前，观测值文件必须规格化、标准化。具体项目包括： ①　记录格式标准化。 ②　记录项目标准化。 ③　采样密度标准化。各接收机的数据记录采样间隔可能不同，如有的接收机每15秒钟记录一次，有的则20秒钟记录一次。标准化后应将数据采样间隔统一成一个标准长度。 ④　数据单位的标准化。数据文件中，同一数据项的量纲和单位应是统一的。 9.2.4 基线向量解算结果分析 基线处理完成后应对其结果作以下分析和检核： 1 观测值残差分析。平差处理时假定观测值仅存在偶然误差。理论上，载波相位观测精度为1%周，即对L1波段信号观测误差只有2mm。因而当偶然误差达1cm时，应认为观测值质量存在系统误差或粗差。当残差分布中出现突然的跳变时，表明周跳未处理成功。 2 基线向量环闭合差的计算及检核 由同时段的若干基线向量组成的同步环和不同时段的若干基线向量组成的异步环，其闭合差应能滞相应等级的精度要求。其闭合差值就小于相应等级的限差值。基线向量检核合格后，便可进行基线向量网的平差计算（以解算的基线向量作为观测值进行无约束平差）。平差后求得各GPS之间的相对坐标差值，加上基准点的坐标值，求得各GPS点的坐标。 3.基线长度的精度 基线