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静态GPS解算步骤

2024-03-18 来源:钮旅网


GPS静态测量,是利用测量型GPS接收机进行定位测量的一种。主要用于建立各种级别的控制网。进行GPS静态测量时,认为GPS接收机的天线在整个观测过程中的位臵是静止,在数据处理时,将接收机天线的位臵作为一个不随时间的改变而改变的量,通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标。在测量中,GPS静态测量的具体观测模式是多台(3台以上)接收机在不同的测站上进行静止同步观测,时间由40分钟到十几小时不等。 使用GPS进行静态测量前,先要进行点位的选择,其基本要求有以下几点:

1、 周围应便于安臵接收设备和操作,视野开阔,市场内障碍物的高度角不宜超过15度;

2、 远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200米;远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不小于50米;

3、 附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物、大面积水域等);

4、 地面基础稳定,易于点的保存; 5、 充分利用符合要求的旧有控制点。

GPS点位选好后,就可以架站进行静态数据采集了。在采集静态数据时,一定要对中整平,在采集的过程中需要做好记录,包括每台GPS各自所对应的点位、不同时间段的静态数据对应的点位、采集静态数据时GPS的天线高(S86量测高片高,S82量斜

高)。

用GPS采集完静态数据后,就要对所采集的静态数据进行处理,得出各个点的坐标。下面以为临城建设局做的GPS静态测量为例,介绍静态数据处理的过程。

打开GPS数据处理软件,在文件里面要先新建一个项目,需要填写项目名称、施工单位、负责人,并设臵坐标系统和控制网等级,基线的剔除方式。在这里由于利用的旧有控制点所属的坐标系统是1954北京坐标系3度带,因此坐标系统设臵成1954北京坐标系3度带。控制网等级设臵为E级,基线剔除方式选着自动。 在数据录入里面增加观测数据文件,若有已解算好的基线文件,则可以选择导入基线解算数据。增加观测数据文件后,会在网图显示窗口中显示网图,还需要在观测数据文件中修改量取的天线高和量取方式(S86选择测高片,S82选择天线斜高)。 修改完观测数据文件里的量取的天线高和量取方式,就要进行基线解算了。在基线解算中点击全部解算,软件就会自动解算基线,若基线解算合格就会显示为红色,解算不合格就会显示为灰白色。在基线简表窗口中可以查看解算的结果。

解算不合格的基线需要进行调整,在网图中双击不合格的基线会弹出基线状况对话框,在该对话框中调整高度截止角和历元间隔后再解算,直至合格为止。原来的高度截止角为20,现在调整成15后,解算后基线已经合格了,由原来的灰白色变成了红色。 基线全部解算合格后,就需要看闭合环是否合格,直接点击左侧

的闭合环就可进行查看。若闭合环不合格,则还需要调整不合格闭合环中的基线,使得闭合环和基线全都合格;若闭合环合格,就要录入已知点的坐标数据,然后进行平差处理。要录入坐标数据可以在数据输入中点击坐标数据录入,在弹出的对话框中选择要录入坐标数据的点,录入坐标数据;或者在测站数据中选择对应的点直接录入坐标数据。

录入完坐标数据就可以进行平差处理了,在平差处理中依次点击自动处理、三维平差、二维平差、高程拟合,就能得到平差结果,这包括组网、三维自由(约束)网平差、二维网约束平差、高程拟合平差、平差成果表和7参数结果,这可以在成果输出窗口里查看。其中主要是需要平差成果表和7参数结果。平差报告可以打印或输出(文本文档格式)。

GPS静态解算说明书

2010-07-05 23:33:18| 分类: 默认分类 | 标签: |字号大中小 订阅

第一章 静态处理软件简介和安装 1.1 软件简介和计算机配臵要求

1.2 软件安装步骤

双击软件压缩包,弹出图示如图1-1所示,软件开始自解压,解压完毕进入软件安装的提示窗口如图1-2所示。

图1-1 解压窗口

图1-2 安装提示窗口

在“安装提示窗口”中用鼠标单击 “下一步”,弹出图示有关软件使用协议说明如图 1- 3所示:

图1-3 协议窗口

同意安装协议并用鼠标单击图1-3“是”,安装将继续,窗口提示软件安装到计算机中的安装路径如图1-4所示:

图1-4 安装路径提示窗口

点击图示1-4中的“浏览”,可选择自定义安装本软件的路径,当然也可使用图示默认路径“C:\\Program Files\\南方测绘仪器公司\\GPSSouth”安装,选择好路径后用鼠标单击“下一步”弹出图1-5:

图1-5 软件安装过程窗口

进度条达到100%后,弹出图 1-6所示界面,点击“完成”,软件安装完毕。 。

图 1-6结束窗口

软件安装完毕后,在计算机的桌面自动生成“南方GPS数据处理”和“南方GPS后处理差分”快捷方式。

1.3 软件启动和操作步骤

点击“南方GPS数据处理”桌面快捷方式进入基线处理软件,界面如图 1-7:

图 1-7 GPS处理软件界面主界面

软件主界面由菜单栏、工具栏、状态栏以及当前窗口组成,并采用了工程化的管理模式,因此,在使用之前必须按照要求创建工程项目。软件的基本操作步骤如下:

一、点击“文件”菜单下的“新建”项目,弹出界面如图1-8所示,

图1-8 新建工程项目

在对话框中按照要求填入“项目名称”、“施工单位”、“负责人”,选择相应的“坐标系统”、“分度带”、“控制网等级”、“基线剔除方式”,最后点击“确定”按钮,完成操作。 二、增加野外观测数据

将野外GPS采集数据调入软件,这些数据是南方公司的专用格式*.STH。

三、GPS基线处理

处理合格后要检查异步、同步环闭合差 四 、对整网进行约束平差 五 、检查和打印成果

上述各项操作将在下面文中分章节进行详述。 第二章 软件功能和菜单介绍 2.1 软件基本功能及界面

GPSADJ4.0基线处理平差软件是对GPS星历单、双频数据进行处理和平差的专业GPS内业解算软件。本软件用VC++编写,采用面向对象的编程方法和管理方案,功能强大,操作方便,可视化界面友好。

2.1.1 主要功能:

1、能对南方公司各种型号GPS接收机所采集静态测量和后差分的数据进行完全解算,如NGS200、NGS100、9800、9600等。 2、软件工具中自带坐标转换及四参数计算。

3、软件的星历预报功能,以便选择最佳星历情况进行野外作业。 4、软件基线处理结果更为严密,平差模型更加可靠。 5、能根据需要,方便地输出各种格式的平差成果。 6、既可全自动处理所有基线,也可进行手动单条处理。

2.1.2 主界面:

软件界面非常直观,由菜单栏,工具栏、状态栏以及当前窗口组成。点击相应的状态栏,当前窗口将显示程序的相应状态。在新建项目后,软件主窗口如图2-1所示:

图2-1 主界面

界面左边的快捷状态栏是按照软件的操作步骤按顺序排列的。 网图显示:用以显示网图和误差椭圆。

测站数据:显示每个原始数据文件的详细信息,包括所在路径,每个观测站数据的文件名、点名、天线高、采集日期、开始和结束时间、单点定位的经纬度大地高等。在该状态下,可以增加或者删除数据文件以及修改点名和天线高。

基线简表:显示基线解的信息,包括基线名、比值、方差、X增量、Y增量、Z增量。

基线详解:查看基线解算的详细报告。

闭合环:查看最小独立闭合环、最小独立同步闭合环、最小独立异步闭合环、重复基线、任意选定基线组成闭合环的闭合差。 成果输出:查看自由网平差、三维约束平差、二维约束平差、高程拟合等成果以及相应的精度分析。

菜单栏执行程序的各种功能,分别是 “文件”菜单、“编辑”菜单,“基线解算”菜单、“闭合环”菜单、“网平差”菜单、“工具”菜单、“查看”菜单、“帮助”菜单。具体功能下文将分节详细介绍。

工具栏执行菜单中的某一功能,从左至右分别是“新建文件”,“打开文件”,“保存文件”,“增加观测文件”,“剪切”,“复制”,“粘贴”,“处理全部基线”,“ 自动求闭合差”,“自由网平差”,“三维约束平差”,“二维约束平差”,“高程拟合”,“坐标转换”,

“打印”,“打印预览”,“关于”(显示软件版本信息),“帮助”等。 2.2 文件

从本节开始我们将依次叙述菜单栏中各菜单功能,文件菜单如下图2-2所示: 图2-2 文件菜单 新建:建立工程项目文件

打开:打开已经保存过的项目文件 保存:保存当前进度的项目文件

另存为:将当前进度的项目文件存储到另外的硬盘空间或是软盘、优盘等

关闭项目:关闭当前窗口的处理项目 项目属性:可更改项目属性信息

增加观测数据文件:在新建文件或者在当前项目文件中增加新的观测文件,可以选择读入南方测绘*.sth观测文件和标准的RINEX 2.0观测文件。可以在不同的路径中任意选择,如图2-3所示。

图2-2 增加新的观测文件窗口

注:南方GPS测量系统的数据处理软件除了处理南方的数据外,还可对其它厂商的接收机所采集的数据进行处理。处理的方法是

先把其它非南方GPS接收机采集的数据转换为标准的RINEX 2.0(兼容RINEX 1.0)格式,读入观测文件后进行向量解算以及网平差。

打印:打印当前窗口的网图或平差成果

打印预览:显示默认打印机以及默认设臵下的文件或者图形。 打印设臵:对Windows下的打印机进行设臵,可以选择打印机、设臵纸的大小、打印的方向等。 最近文件:调用上一次处理的项目文件 退出:退出程序 2.3 数据输入

数据输入菜单如图2-3所示: 图2-3 数据录入

坐标数据录入:在需要原始观测数据录入的情况下,点击“坐标数据录入”,界面如图2-4所示: 图2-4 录入已知坐标

在点击上图中“请选择”时,即可输入网图中已知控制点坐标。

2.4 基线解算

基线解算菜单如图2-5所示: 图2-5 基线解算

基线处理设臵:在基线处理前对基线的解算条件进行设臵,点击次按钮弹出基线设臵对话框如图2-6所示。

图2-6 基线处理设臵窗口

图2-6基线基本信息各项目的含义是: 设臵作用选择:

全部解算:对所有调入软件的观测数据文件进行解算。当一条基线解算结束并解算合格(一般情况下要求比值即方差比大于3.0)后,网图上表示的基线边将变红。不合格的基线将维持灰色。 新增基线:对新增加进来的基线单独解算 不合格基线:软件只处理上次解算后不合格的基线

高度截止角:即卫星高度角截止角,通常情况下取其值为20.0(度),用户也可以适当地调整使其增大或者减小,但应当注意,当增大卫星高度截止角时,参与处理的卫星数据将减少,因此要保证有足够多的卫星参与运算,且GDOP良好,在卫星较多时,取20.0较为适宜。默认的设臵为20.0。

历元间隔:指运算时的历元间隔,该值默认取5秒, 可以任意指定,但是必须是采集间隔的整数倍。例如,采集数据时设臵历元间隔为15秒,而采样历元间隔设定20秒,则实际处理的历元间隔将为30秒。

粗差容忍系数:默认值为3.5。

合格解选择:可以选择合格固定解、固定解、浮动解、三差解、由基线独立选择。当选择合格固定解、固定解、浮动解和三差解时,是对控制网的全部基线进行统一的设臵,要对任一基线进行独立设臵则必须选择“由基线独立选择”。

最小同步时间:同步观测时间小于设定值的同步基线将不参与计算。

2.5 平差处理

平差处理菜单如图2-7所示 图2-7 平差菜单 平差参数设臵: 图2-8 平差参数设臵

本项设臵为选择已知点坐标与坐标系匹配的检查和高程拟合方案。在图2-8中的“二维平差选择”中作了选择后,在进行平差计算时,若输入的已知点坐标和概略坐标差距过大,软件将不进行平差。反之,没有选择,软件对平差已知点不作任何限制。无论输入怎样的已知点坐标,都能计算平差结果。高程拟合方按选取适当的已知水准点来拟合GPS高程控制网,最大限度减少高程异常带来的误差或错误。

自动处理:基线处理完后点此菜单,软件将会自动选择合格基线组网。

重复基线:搜索重复基线长互差

闭合环闭合差:检查闭合环包括同步环和异步环闭合差 手工计算闭合差:根据用户需要在网图或基线简表中选定需要计算的基线组成闭合环后进行闭合差计算

三维平差:对空间三维坐标点进行平差。自由网平差提供各控制点在WGS-84系下的三维坐标(经度、纬度、大地高),各基线向量三个坐标差观测值的总改正数,基线边长以及点位边长的精度信息、误差椭圆。

二维平差:对平面位臵点进行二维约束平差,约束平差提供在北京54、全国80,WGS-84坐标系,或者城市独立坐标系的二维平面坐标、基线向量改正数、基线边长,以及坐标、基线边长的精度信息、转换参数、误差椭圆等。

高程拟合:测量工作是在地面进行的,而地球的自然表面是一个不规则的复杂曲面,不能用准确的数学模型来描述,也就不能作为基准面。在实际测量中采用与平静海平面相重合大地水准面来代替地球的实际表面,而在全球定位系统中采用的坐标系统是WGS-84坐标,这就存在一个转换问题如图2-9所示:

水准点

地面 H h

大地水准面 ΔN

WGS-84 椭球面

图2-9 高程适宜图 h——海拔高; H——WGS-84大地高;

ΔN——WGS-84椭球面与大地水准面的高程异常;

南方网平差软件采用二次曲面拟合求取各点的高程异常ΔN来对GPS高程进行改正。

注意:输入二个点可以进行平移;输入三个或三个点以上,六个点以下可进行平面拟合;输入六个以上点进行二次曲面拟合。 网平差计算:约束平差提供在北京54、全国80、WGS-84坐标系,或城市独立坐标系的三维坐标、基线向量改正数、基线边长以及坐标、基线边长的精度信息、转换参数、误差椭圆等。 2.6 成果

成果菜单如下图2-10所示: 图2-10 成果菜单

基线解输出:南方测绘Gps基线解算结果 Ver 1.00格式在此菜单项下文本输出,输出结果可用其它平差软件进行平差计算。 成果文本输出:将平差成果和基线详解成果文本输出,直接在记事本可以打开文件。

Rinex输出:将采集的GPS静态数据换成标准Renix格式文本输出。

成果输出设臵:执行本命令后,出现下图界面,用户可根据需要自行设定所需设臵。 图2-11 成果输出设臵 成果报告预览:打印前预览报告 成果报告打印:打印报告

成果报告(Word文档):以Word文档形式输出成果报告。 以上四项均为了将软件处理后的基线结果和平差结果输出文本,输出后,文件自动保存在软件安装路径下,例如:软件安装在D盘program files目录下,则文本文件输出在D:\\program files\\南方测绘仪器公司\\Gpssouth\\example下。 2.7 工具

工具菜单如下图2-12所示: 2-12图工具菜单

本菜单集成了一些常用的小工具 工程文件合并:合并不同的工程文件。

北极星9600数据传输:参见《9600型GPS测量系统操作手册》。 傻瓜机通讯:参见《NGS100静态测量系统用户手册》。 与HP采集器通讯:用作GPS野外采集记录的采集器,可通过随机的数据通讯电缆和通讯软件与用作基线向量处理和网平差计算的微机进行数据和文件的传输。

若用户的微机是带有PCMCIA槽的便携机的话,也可用PCMCIA卡来进行拷贝,这样更方便快捷。若用户的微机或便携机支持红外传输,则不需要数据传输电缆,而可通过红外直接进行传输。 野外采集的数据文件(*.STH)需拷入微机进行处理,如果采集器上的采集软件遭到了破坏,也需要通过数据传输电缆将软件从计算机(计算机上有它的备份文件)传输到采集器内。传输的具体操作如下:

1. 确保微机与采集器电源关闭,用数据传输电缆将两者正确连接,注意插头的方向及正反,切忌大力插拔。 2. 采集器上的操作:

①确保电缆已连接好,打开采集器电源,按F键,进入应用程序管理界面。 再按,则进入文件管理器界面。此时,界面最下排所列功能键的含义如下:

Help Copy Move Filter Joto Remote Split View Type Connect

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10

F1─帮助,进入帮助后可按ESC退出 F2─拷贝文件 F3─移动文件 F4─选择显示文件

F5─进入指定驱动器、子目录

F6─使当前窗口为远程窗口;再按,则又为当前窗口 F7─使屏幕分为两个窗口 F8─观察文件内容

F9─列出当前驱动器下的子目录树;再按,则返回文件列表 F10─与远程机建立通讯;再按,则中断通讯 ②进入通讯参数的设臵

要想正确顺利地进行通讯,就必须将采集器和微机的通讯参数设臵成完全一致。这一步很重要,千万不能忽略。

按“ALT”+“C” ,再按“R”,进入Remote Settings 窗口,按“TAB”依次可进入Band (波特率)、Interface(接口)、Phone(电话)和Sever Mode(服务器模式)四个窗口,在每个窗口设臵好波特率、接口,而服务器模式都设臵为Enabled。 一般地,通信参数设臵如下: 波特率(BAND):设为最大值115200

通信接口(Interface):采集器设为Com1;微机则要根据所用接口,一般可以设在Com1;如用户要通过红外传输,则需把采集器设为Infrared(红外),微机则设为Com2。

按F7键将屏幕分好两个窗口,一为本地窗口,一为远程窗口。 3. 在微机上的操作:

用鼠标双击“HP200通讯软件”图标后,单击“HP Palmtop”,则微机出现图2-13

的菜单。再点击“HP Palmtop”的级联菜单 “Serial

Communications”,将出现下面的对话框:

点击上下按钮“▼”选择串口,一般来说按微机具体的配臵来选择,默认是串口1。然后再选择传输率。选中后,点击“OK”。然后点击“Connect to HP”,连接成功后屏幕将显示分两栏显示微机以及采集器上的内容。

注意:数据传输率一定要与采集器上的波特率一致! 文件拷贝的方法与Windows98的拷贝方法一致,可以打开“File”菜单对文件进行删除、拷贝、粘贴等处理,也可以通过按“Ctrl”键的同时用鼠标点击要选择的文件,

再拖至微机(或采集器)相应栏内,界面显示见图2-14: 图2-13 图2-14 图2-15

拷贝结束后,点击“Disconnect From HP”,断开联系。 注意:可以用此软件备份HP200上的所有程序及数据,亦可以从微机上恢复HP200上的程序及数据。 Sth To Rinex:运行本项弹出如下界面 图2-16

这个工具主要是将各种类型的南方单双频静态GPS,例如NGS200、NGS100、NGS212、9800、9700等GPS采集的静态数据*.sth转换成标准的Rinex格式,以便各种型号GPS混合解算。使用时在点击“输入路径”选择要转换的*.sth,然后点击“输

出路径”,将数据格式转换成Rinex格式保存到某一目录下。 坐标转换:对于北京54、全国80、WGS-84以及自定义的坐标系,可以实现空间直角坐标、大地坐标系、平面直角坐标系之间的转换。 图2-17

对于自定义坐标系,可以输入相应的参数进行设臵。 图2-18

星历预报:在本章第十节单独介绍使用和特点 与PSION采集器通信:

1. 确保微机与采集器电源关闭,用数据传输电缆将两者正确连接,注意插头的方向及正反,切忌大力插拔。 2. 在采集器上的操作:

将掌上机处于命令交互状态下(即一般的DOS状态)。按Menu键出现如下界面。 图2-19

选择“Special”菜单项中的Remote Link,出现设臵串口的对话框,如下所示: 图2-20

按左右方向键可以打开或关闭Remote line,同样的方式选择波特率 Baud 车键确定。一般对话框中的多选一项均可按左右键切换。

3. 在微机上的操作:

在数据传输软件中,通过“通讯”菜单项中选择“连接”,或者直接点击连接按钮。等待连通后,即可进行各种文件的复制、改名等操作。 图2-21

首先设臵通信参数,在通信菜单栏下选择“设臵”,选择串口以及波特率(与采集器上的一致): 图2-22

然后在通信菜单栏下选择“连接”,或者点击 图标,连接采集器与微机。

左边的窗口显示的是微机上的文件,右边的窗口显示采集器上的文件。左边窗口以及右边窗口第一栏显示的是目录结构。第二栏显示的是当前目录下的文件,在该栏可以选择以*.sth、*.img、*.dbf、*.pdd、*.pic、*.lib、*.ldd、*.cfg等后缀或者任意*.*的文件。选择目录文件的方法与WINDOWS98的文件操作一致。 图2-23 图2-24

可以通过文件菜单对文件进行操作,例如删除、复制文件、建目录等。也可点击快捷键 拷贝文件,或者通过快捷键 删除文件。 图2-25

拷贝结束,点击 断开,或者在通信菜单选择“断开”。然后在文件菜单栏选择“退出”。 2.8 查看

查看菜单如下: 图2-26 工具栏 图2-27

工具栏中的图标皆为软件各菜单的快捷方式: 新建项目 关闭项目 打开已保存项目 保存项目 增加观测数据 解算所有基线 解算新增基线 解算不合格基线 解算选定基线 输入已知点数值 关于 基线选择

图形移动 图形放大 图形缩小

全图显示 图上量距 网平差

数据自动主网 三维自由网 二维约束平差 高程拟合 打印

状态栏已在本章第一节有详细介绍,这里不再赘述。

2.9 帮助

帮助菜单项 图2-28 关于Gpsadj: 图2-29 软件版本号

注册:软件首次使用时需要注册,并根据用户名生成注册码 例如:某一客户使用单位名“GPS9800”,由此自动生成序列号“6E484309”和内部ID号“E97655B2”,你只需将以上三个信息告诉南方测绘GPS部,我们将反馈给你一个注册码输入即可运行软件。

图2-30 测试注册

2.10 星历预报

在工具菜单下的星历预报软件主要作用是预报GPS卫星情况。 软件利用网上下载的最新星历文件即可预报30天之内的卫星分布,PDOP值,卫星个数,卫星分布时段等。我们根据卫星预报,就可以选择好的时段进行外业数据采集,保证外业采集数据的质量。而在星历较差时采集数据容易导致返工重测,造成人力物力浪费。

星历预报软件使用如下:

首先打开软件左边状态栏窗口下的“参数设臵” 图 2-31

先设定你要观测卫星的时间段,例如开始“8:00”,结束“18:00”

然后在上图星历文件下点击“浏览”,选择已采集的星历文件后弹出界面如下图 图2-32

从上图可看到许多有效卫星情况:

1、任一时间段当地上空有几颗卫星。例如上图预报2002年7月26日上午10点30分有七颗卫星,中午14点有10颗卫星。 2、任一时间卫星分布PDOP值。

3、还能显示每颗卫星在天空出现的时间段

4、有卫星分布图和卫星轨道图。

注意:星历文件有效期为30天,也就是说,只能预报星历文件采集的时刻往后推30天的星历。过期后请重新采集或者下载新星历文件。

第三章 软件使用典型算例 3.1 处理基本步骤

现以某控制网为例学习软件全过程。

3.1.1 新建工程 图3-1 建立项目 图3-2 坐标系统设臵

在图3-1建立项目中根据要求完成各个项目的填写并点击“确认”按钮确认。在选择坐标系时若是自定义坐标系点击“定义坐标系统”按钮,弹出对话框如图3-2所示,根据“系统参数”中的配臵完成自定义坐标系。

注:以前版本的基线处理软件要求在定义坐标系时输入中央子午线经度,而新软件自动默认三度带或六度带中央子午线经度,不必再输入中央子午线经度。若是地方中央子午线,可用自定义坐标系,中央子午线经度在对话框中输入。

3.1.2 增加观测数据

将野外采集数据调入软件,可以用鼠标左键点击文件,一个个单选,也可“全选”所有文件

图3-3 数据文件录入菜单

点击“确定”按钮,弹出数据录入进度条如图3-1-3所示:

图3-4 处理进度

然后稍等片刻,调入完毕后,网图如下图3-5所示: 图3-5 演示网图

3.1.3 解算基线

选择解算全部基线,有自动计算进度条显示如下 图3-6

这一解算过程可能等待时间较长,处理过程若想中断,请点击停止。基线处理完全结束后,网图如下图,颜色已由原来的绿色变成红色或灰色。基线双差固定解方差比大于2.5的基线变红(软件默认值2.5),小于2.5的基线颜色变灰色。灰色基线方差比过低,可以进行重解。例如对于基线“Q009-Q007”,用鼠标直接在网图上双击该基线,选中基线由实线变成虚线后弹出基线解算对话框如图3-6,在对话框的显示项目中可以对基线解算进行必要的设臵。

图3-7 基线情况

基线解算对话框各项设臵的意义和使用说明如下:

“ ”:显示当前处理的基线。当基线“Q009-Q007”中存在重复基线,可点击右端的小三角框选择要修改的重复基线,如图图3-1-5所示 图3-8

注:文件“Q0092041”中“Q009”表示点名,“204”表示测量日期是1年365天中的第204天,“1”表示时段数。

“ ”:在白色小方框中单击鼠标左键后小方框中出现小勾,表示此功能已经被选中。“禁用”表现禁用当前的基线;“新增基线”表示当前基线为新增基线;“选中基线”表示当前基线为正在处理的选中基线。

“ ”数据选择系列中的条件是对基线进行重解的重要条件。可以对高度截至角和历元间隔进行组合设臵完成基线的重新解算以提高基线的方差比。历元间隔中的左边第一个数字历元项为解算历元,第二项为数据采集历元。当解算历元小于采集历元时,软件解算采用采集历元,反之则远用设臵的解算历元。“编辑”中的数字表示误差放大系数。

“合格解选择”为设臵基线解的方法。分别有“双差固定解”、“双差浮点解”、“三差解”三种,默认设臵为双差固定解。 在反复组合高度截至角和历元间隔进行解算仍不合格的情况下,可点状态栏基线简表查看该条基线详表。点击左边状态栏中“基

线简表”,点击基线“Q0092041-Q0072041”,显示栏中会显示基线详情,如图3-9所示。 图3-9 基线详解 图3-10 数据编辑

图3-9中详细列出了每条基线的测站、星历情况,以及基线解算处理中周跳、剔除、精度分析等处理情况。在基线简表窗口中将显示基线处理的情况,先解算三差解,最后解算出双差解,点击该基线可查看三差解、双差浮动解、双差固定解的详细情况。无效历元过多可在左边状态栏中观测数据文件下剔除,例如在Q0072041.STH数据双击弹出数据编辑框。 点中 ,然后按住鼠标左键拖拉圈住上图中有历元中断的地方即可剔除无效历元,点中 可恢复剔除历元。在删除了无效历元后从解基线,若基线仍不合格,就应该考虑对不合格基线进行重测了。

3.1.4 检查闭合环和重复基线

待基线解算合格后(少数几条解算基线不合格可让其不参与平差),在 “闭合环”窗口中进行闭合差计算。首先,对同步时段任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求进行同步环检核,然后计算异步环。程序将自动搜索所有的同步、异步闭合环。

有关同步、异步闭合环、重复基线的要求请查看使用提示“外业成果质量检核标准”(页),或者参照有关国家规范。(后面章节

专门介绍)

搜索闭合环点左边状态栏中闭合环,有下图显示闭合差: 图3-11 闭合环

从上图中看出,此网所有的同步闭合环均小于10ppm,小于四等网(≤10ppm)的要求。

闭合差如果超限,那么必须剔除粗差基线(基线选择的原则方法请查看使用提示)。点击“基线简表”状态栏重新算。根据基线解算以及闭合差计算的具体情况,对一些基线进行重新解算,具有多次观测基线的情况下可以不使用或者删除该基线。当出现孤点(即该点仅有一条合格基线相连)的情况下,必须野外重测该基线或者闭合环。

3.1.5 网平差及高程拟合

一、数据录入:输入已知点坐标,给定约束条件。

本例控制网中Q007、Q049为已知约束点在点击“数据输入”菜单中的“坐标数据录入”弹出对话框如图3-12,在“请选择”中选中“Q007”,单击“Q007”对应的“北向X”的空白框后,空白框就被激活,此时可录入坐标。通过以上操作最终完成已知数据的录入。 图3-12录入已知数据

二、平差处理:进行整网无约束平差和已知点联合平差。根据以下步骤依次处理。

1、自动处理:基线处理完后点此菜单,,软件将会自动选择合格基线组网,进行环闭合差。

2、三维平差:进行WGS-84坐标系下的自由网平差。

3、二维平差:把已知点坐标带入网中进行整网约束二维平差。但要注意的是,当已知点的点位误差太大时,软件会提示如图3-1-12所示。在此时点击“二维平差”是不能进行计算的。用户需要对已知数据进行检合。 图3-13

4、高程拟合:根据“平差参数设臵”中的高程拟合方案对观测点进行高程计算

注:“网平差计算”的功能可以一次实现以上几个步骤。

3.1.6平差成果输出或者打印(参看第二章第六节)

3.2 特例处理

本节主要针对一些特别数据的基线处理和平差的方法进行介绍。 我们平常野外采集的GPS数据在内业处理软件中不一定能一次性解算合格。平差时需要剔除一些粗差大或不合格基线并选择不同已知点来约束平差以求得最佳成果。下面还是以实例来讲解:

3.2.1 基线处理特例

下面以某单位的施工控制网为例说明基线处理的基本原则和操作,施工网图如图3-14所示:

图3-14 施工网图 上图网中的基线TH01-SXCW这条重复基线解算后的方差比太低,如图3-14所示: 图3-14

对此观测数据质量差的数据进行重新解算,一般我们采用以下三种措施:

一.确定合适的历元间隔

我们可从图3-14看到 TH012082-SXCW2082 这条基线约有10km,而同步观测时间只有72分钟,如果使用历元间隔60秒来解算,则一共有72个历元的数据参与解算,我们可看到图3-14解算后方差比较低为1.4,没达到成为合格固定双差解的条件。由于基线越长,所观测的采集时间也越长,而我们野外观测时间只有72分钟,现在可调整缩小历元间隔为30秒来解算,这时参与计算的一共有144个历元的数据,比用历元间隔60秒来解算多一倍的数据量,这样可弥补观测时间不足。现在用30秒间隔来算结果如图3-15所示: 图3-15

此时方差比为1.0,反而比1.4更低,我们可查看基线详解图3-2-4,数据某些时间段出现周跳或中断,数据量多同时也带进了

更多的质量差的数据,这时又要求缩小历元间隔。 图3-16

综上所述确定合适的历元间隔原则:

1、对基线同步观测时间较短时,可缩小历元间隔,让更多的数据参与解算。同步观测时间较长时,要增加历元间隔,让更少的数据参与解算。

2、 数据周跳较多时,要增加历元间隔,这样可跳过中断的数据继续解算。

二、 如何确定合适的高度截止角

如果更改历元间隔来解算无法使基线方差比增加,我们再来调整高度截止角。当高度截止角较低时,参与解算的卫星数目多,但低空卫星数据通讯容易被外界干扰,低空卫星质量差的数据较多;当高度截止角较高时,参与解算的卫星数目少,但高空卫星数据通讯不容易被外界干扰,高空卫星质量好的数据较多。 如图3-2-3的高度截止角设为25度时方差比为1.0,改为高度截止角35度时,如图3-16, 方差比为5.6,已满足合格固定双差解的条件。

综上所述确定合适的高度截止角原则:

1 当基线详解中查看到卫星数目足够多,适当增加高度截止角,

尽量让高空卫星数据进入解算;

2 当基线详解中查看到卫星数目比较少时(最低解算要求4颗以上卫星),适当降低高度截止角,尽量让多一些卫星数据进入解算。 图3-17

三、 如何剔除无效历元

从图3-16,我们看到TH012082历元有中断的地方较多,我们双击左状态栏的TH01282.STH数据双击弹出数据编辑框。图中红线代表接收机对卫星L1载波信号的跟踪情况,每一条红线对应一颗卫星,卫星序号为图左端所示。红线中断处表示当时卫星信号失锁,为无效历员。删除无效历员时点中 ,然后按住鼠标左键拖拉框选圈住上图中有历元中断的地方即可剔除无效历元,点中 可恢复剔除历元。 图3-18

无效历元剔除后将变灰如下图: 图3-19

退出数据编辑框,重新解算剔除无效历元后的基线TH012082-SXCW2082。

用以上三种方法综合交叉使用来解算基线合格后要检核异步环、同步环和重复基线限差(限差要求见第四章)合格后才能网平差。 所述三种基线解算条件只是一个大致的原则,用户可以根据基本原则合理的相互配合进行设臵,以使基线解算达到要求。在基线

解算中还要求同步环中各条基线解算设臵条件尽量保持一致,而修改了基线设臵后又很难使其保持一致从而造成闭合环差过大。因此,我们一般只对基线方差比小于解算通过条件的基线进行重解,其他基线不作改动。

注意:同一时段观测值的数据剔除率其值宜小于数据总量 10℅(GPS国家规范要求)

第四章 使用提示和注意事项

在本章将对在使用中的具体要求给出一些提示以及建议,用户可结合具体的工程应用进行适当的设臵。

4.1 基线向量处理条件设臵原则

在解算基线向量中,由于实际作业中对采用的作业模式、测量精度等要求都可能有所不同,因此有必要在解算时指定具体的解算条件,例如所采用基线的类型,基线合格的条件以及具体指定基线解算的历元间隔、卫星高度角、处理的无效历元等。另一方面,虽然在绝大部分情况下9600型GPS测量系统的成果都能自动处理出来,但在测量中不可避免地受外界环境的影响,如信号的遮挡,可观测卫星的多少,卫星在空中分布的图形强度大小,测站附近强磁场的干扰,多路径效应的影响等等。因此,除了在野外观测必须按要求采取相应措施减小各种不利因素的影响外,还需要在必要时通过一定的手段来改进基线向量成果。

一般来说,基线向量处理设臵条件时必须遵守如下的原则: 二、确定适当的基线解算条件

通过设臵卫星高度角、采样间隔、有效历元等参数可以对基线进行优化。

1. 卫星高度截止角

卫星高度角的截取对于数据观测和基线处理都非常重要,观测较低仰角的卫星有时会因为卫星信号强度太弱、信噪比较低而导致信号失锁,或者信号在传输路径上受到较大的大气折射影响,而导致整周模糊度搜索的失败。但选择较大的卫星高度角可能出现

观测卫星数的不足或卫星图形强度欠佳,因此同样不能解算出最佳基线。

在本系统中,采集卫星高度截止角默认为10度,而处理基线中默认设臵为20度。如果同步观测卫星数太少或者同步观测时间不足,对于短基线来说,可以适当降低高度角后重新试算。这样可能会获得满足要求的基线结果,此时应注意,要求测站的数据要稳定,且环视条件要好,解算后的基线应进行外部检核(如同步环和异步环检核)以保证其正确性。

如果用默认设臵值解算基线失败,且连续观测时间较长、观测的卫星数较多、图形强度因子GDOP值较小,则适当提高卫星的高度角重新进行解算可能会得到较好的结果。这主要是观测环境和低仰角的卫星信号产生了较严重的多路径和时间延迟所引起的。 2. 采样间隔

9600型接收机具有较高的内部采样率(指野外作业设臵的数据采集间隔,由1秒至255秒自由设臵,默认为15秒)。而处理基线中并不是所有的数据都参与处理,而是从中根据优化原则选取其中的一部分数据采样进行处理。采集高质量的载波相位观测值是解决周跳问题的根本途径,而适当增加其采集密度,又是诊断和修复周跳的重要措施,因此,在采用快速静态作业或者该基线观测时间较短的情况下,可以适当把采样间隔缩短。

由于软件处理周跳能力比较强大,默认的60秒采样间隔一般能满足要求。

4.2 外业成果质量检核标准

观测成果的外业检核是确保外业观测质量,达到预期平差精度要求的重要环节。因此,在观测任务结束后,必须在测区及时(最好是当天)对外业的观测数据质量进行检核和评价,以便及时发现不合格成果,并根据情况采取措施,删除重测或补测等。 检核一般采用以下几种方法: 一、同步观测边的检核

检核基线方差比(ratio)及均方差(rms)。

一般来说,基线在10公里以内,基线方差比大于3.0,可以认为是符合等级网的测量要求。随着基线长度的增加,其中误差也相对会有所增加。

如果仅作为加密控制,或者要求较低的情况下亦可以相对放宽条件,例如方差比大于2.0。 二、重复基线边的检核

同一基线边观测了多个时段得到的多个基线边称为重复基线边。对于不同观测时段的基线边的互差,其差值应小于相应级别规定精度的 倍。而其中任一时段的结果与各时段平均值之差不能超过相应级别的规定精度。

三、异步观测环和同步观测环闭合差的检核

根据国家《全球定位系统(GPS)测量规范》、《全球定位系统城

市测量技术规程》的要求,对于非同步以及同步观测边所构成的闭合图形(又称异步环,同步环)各点坐标闭合差必须符合一定的要求。 1. 异步环 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 其中:

——闭合环中的边数;

——相应级别规定的基线向量的弦长精度(按平均边长计算,参见第二章确定基线精度) 2. 同步环

同步环坐标分量以及全长相对闭合差的规定如下表1 ( )

等级限差类型 二等 三等 3.0 四等 一级 二级 6.0 9.0 9.0 坐标分量相对闭2.0 合差 环线全长相对闭3.0 5.0 10.0 15.0 15.0

合差 表1

注:软件中采用环线全长相对闭合差为指标。

4.3平差条件、基线向量的选择

基线经质量检核合格后进行GPS网平差,选择正确的平差条件包括坐标系统、约束条件、基线边的剔除等影响到整个平差成果,因此平差时必须遵循以下的原则。 一、选择适当的坐标系统 1. 标准坐标系统

采用标准的WGS-84、北京54以及国家80坐标系可以直接在网平差设臵里选择,但是必须按要求输入正确的原点经度(投影中央子午线)。

2. 自定义坐标系统(或者工程椭球) ① 已知参数

一般的自定义坐标系(或工程椭球)是从标准的国家坐标系转换而来,大多数情形下是对加常数或者中央子午线、投影椭球高重新进行定义,因此必须选择相应的参数,包括所用椭球的参数、加常数、投影中央子午线、投影椭球高等。 ② 未知参数

假如是完全独立自定义的工程坐标系,尤其是没有办法与国家点

联测、又或者投影变形超过规范要求的,可以选用标准椭球,例如北京54椭球参数,然后采用固定一点和一个方位角的办法来处理。具体方法如下:

采用基线某一端点的单点定位解作为起点,然后用高精度的红外激光测距仪测出到基线另一端点的边长,经过严格的改正后,投影到指定高度(一般是测区的平均高程面),然后假定一个方位角(一般是采用真北方向)算出基线终点的坐标,以此两点作为约束点,然后采用与前面一致的椭球参数,投影椭球高,此时注意原点经度(中央子午线)可以采用测区中央的子午线。这样,一方面使得其变形满足规范要求,另一方面在小比例尺的图上可以与国家标准坐标系联系起来。 二、给出符合精度要求的已知点 选取已知点必须符合下面的要求:

1. 尽量选取等级高,同一整体网、同一时期的控制点。 在实际作业中,由于大量的国家点遭到破坏,而且点位的资料通常比较难以搜集齐全,因此尽量选取等级高的已知点。在面积较大时,最好能联测一些二等点。而采用三等点以及四等点则必须经过仔细的检核分析,值得注意的是,不同时期、不同一个整体网所得的成果,通常会有所差异,因此最好选取同一时期、同一方法的已知点。高程已知点要求采用不低于四等水准测量的方法进行水准联测。

2. 已知点必须分布合理并且尽量联测更多的高程已知点

分布均匀合理的已知点,尤其是高程已知点对于提高整个约束平差精度起着相当重要的作用。在联测的水准点分布比较合理均匀时,输入足够多的高程已知点(三个以上,六个以下只能作平面拟合,六个以上才能进行曲面拟合)采用二次曲面拟合的方法可以获得精度较高的高程异常值,从而使GPS点的高程达到等外水准或者四等水准的要求。 3. 选取兼容性较好的已知点

采用三个平面已知点作为二维约束平差的约束条件是比较合适的,当联测更多的已知控制点时,一般不将它们都作为固定点,而是用它们的原坐标对成果进行分析。可以通过选用不同组合的已知点进行网平差质量检核,剔除不兼容的起算点(具体方法见下一节平差成果质量检核)。可以把所有的已知点输入,然后在网平差设臵中把要参与平差的已知点设定为“有效”其它的则使其选为无效。 三、正确选择基线

1. 选取适当的基线解类型

根据第一节的要求选取适当的基线解类型,在基线条件设臵中选择“按基线独立选择”,然后在基线简表或者网图状态下逐一对基线的类型进行选择。 2. 剔除含有粗差的基线

在外业质量检核中可以舍弃在复测基线边长较差,同步环闭合差,独立异步环闭合差检验中超限的基线。在自由网平差时进一

步对基线进行检验(具体见下一节检验平差成果),剔除含有粗差的基线观测量。 3. 基线图形的要求

平差中基线图形必须满足下面的要求: ①不能出现孤点

对于独立的孤点(即该控制点不能与两条合格的独立基线相连),必须在该点上补测或者重测不得小于一条的独立基线 ②独立环基线数目不能超限

在舍弃基线后独立环所含基线数不能超过表2要求: 闭合环或附合路边数的规定:

等级 二等 三等 四等 一级 二级 ≤8 ≤10 ≤10 ≤10 闭合环或附≤6 合路线的边数(条) 表2

4.4 平差成果质量检验

一、精度要求

国家测绘局1992年制订的我国 “GPS测量规范”将GPS的精度分为A—E五级(见下表3)。其中A、B两级一般是国家GPS控制网。C、D、E三级是针对局部性GPS网规定的。

项目 级A B C D E 别 固定误差a ≤(mm) 5 ≤8 ≤1 ≤10 ≤5 ≤10 ≤10 ≤10 ≤20 比例误差系数 ≤b(mm) 0.1 相邻点最小距 离(Km) 100 15 5 2 1 相邻点最大距 离(Km) 2000 250 40 15 10 15~ 10~5~2 10 5 相邻点平均距 300 70 离(Km)

在城市GPS测量中,基线边长相对中误差要求如下表4:

等级 平均A(mm距离 ) (km) 二等 9 三等 5 四等 2 一级 1 ≤10 ≤2 ≤10 ≤5 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 1/120000 1/80000 1/45000 1/20000 B( ) 最弱边相对中误差

二级 <1 ≤10 ≤20 1/10000 1. A为基线边长的固定误差,B为比例误差系数( ); 2. 相邻点最小距离为平均距离的1/2~1/3;最大距离应为平均距离的2~3倍;

3. 当边长小于200m时,边长中误差应小于20mm。

二、检验平差成果

首先检核平差成果包括各种精度指标,例如单位权中误差、边长相对中误差、点位中误差、误差椭圆等,这些指标是否达到设计的要求。然后进一步进行下列的检核: (1)检验自由网的基线观测量是否含有粗差;

采用t分布在臵信水平接近99.7%时进行检验,要求自由网平差各基线向量的改正数不应超过该等级基线距离中误差的3倍值,即: ≤ ≤ ≤

(2)检验平差已知点精度(兼容性)及其引起的GPS网变形。 二维约束平差是采用强制性的约束,对于起算数据要求有很好的内符合精度,即自身是兼容性的,否则将引起整个GPS网的扭曲和变形,从而损害GPS网的精度。

已知点兼容性不好,有可能是以下的原因造成:

①已知点的精度不够 ②已知点不是一个整体网

通常控制网不是同一时期,采用同样的观测方法、同样的起算数据进行处理)精度很可能不一致,甚至不在同一个坐标系统。在实际作业,尤其采用城市独立坐标系、工程独立坐标系时经常会有这样的情形。 ③点位资料不正确 ④点位

二、几个基线边长概念 GPS基线边长

两标石中心在WGS-84椭球面之间的距离。 GPS自由网平差边长

经过无约束平差所得的在WGS-84椭球面上的基线长度。 GPS二维约束平差边长

经过约束平差所得的在指定参考椭球上的高斯平面直角坐标系下的基线长度。 检验的方法如下:

1. GPS基线边长投影至电磁波平距的平均高程面上与平距进行比较。由于WGS-84椭球到水准面的高程异常不一定能精确求出,因此只能把GPS基线长反投影在两标石中心的平均大地高上。

2. 电磁波的平距投影到高斯平面上与GPS二维约束平差边长进行比较。利用GPS控制网的坐标成果,可以把红外激光测距仪测得的平距精确投影在对应的高斯平面上。当然,如果该测区的投影变形不大,或者选择了适当的投影参数(投影中央子午线的变形影响与投影高的影响相反)使到投影的影响减到最小,这时可以直接用测距仪测的平距与GPS二维约束平差边长作比较。 事实上,由于各种因素的影响,包括测距精度,以及所采用计算公式的精度,使到两者的不一定能精确相同,其值的大小要求具体由控制网的精度指标而定。

第五章 动态后处理差分软件 简介和安装使用

5.1 后差分系统简介和软件安装

5.1.1 系统简介

南方测绘公司的后差分测量系统。它采用两台以上静态接收机同时作业观测,其中一台作基准站,一台作移动站。该系统不需要实时数据链通讯就可进行类似于动态的测量,作用距离能达300公里以上。数据经过处理可方便的进入CAD进行图形编辑,数据成果可导入Mapinfo等GIS系统。

后差分测量系统设备简单,操作灵活方便。可广泛使用于政府土

地管理部门、测量部门、海洋调查、水利水土保持、森林详情普查、地质调查、林业资源勘查、石油、地矿勘探、航道测量、大地测量、控制测量、港口建设规划、航行标志定位设臵、海上钻井定位、公路铁路测量、监测等行业。 基本技术及精度指标:

◆ 国内首创的后处理动态数据采集GPS ◆ 整个系统操作简单快捷

◆ 软件功能强大,可进行简单的图形编辑计算 ◆ 基站傻瓜智能式,设好之后可无人值守 ◆ 作用距离几百公里,不受数据链通讯干扰 技术指标: ◆ L1,C/A码 ◆ 单机定位5~15米 ◆ 内存:2M/16M可选

◆ 动态水平精度:1米(通过软件还可提高精度) ◆ 静态精度:5mm+1ppm

◆ 采集器PDA(WINDOWS)或POSIN(DOS)可选 系统特点:

一、具有多种工作方式

后差分测量系统工作方式可分为静态、准动态等方式,移动站、基准站可任意调换,可设多台移动站。 二、应用范围广

1.国土资源部地籍处:土地权属调查,对于国土资源管理的数字化将起到积极作用。

2.国土资源部地矿处:地矿资源调查,提高矿权管理工作水平,实现矿权登记坐标标准化、管理自动化、数字化。

3.水利部门:江河、水库水面区域调查,库容调查,水土保持水土流失调查。

4.农场:土地面积测量,作物规划,农场的范围确定。 5.交通部:公路、铁路、各种管线普查。

6.林业部门:各种植被覆盖面积的调查,林业资源调查 7.海洋管理部门:海洋区域面积测量,海洋资源调查。 8.大规模小比例尺的电子地图的绘制。 三、使用后差分测量系统的优点:

1.没有电台数据链发射距离限制,作用距离可达300公里。 2.完全可以单枪匹马高效轻松地完成大范围长距离测量工作。你唯一要做的就是到测量区走一圈。

3.直接输出坐标文本成果,数据格式转换方便。

四、后差分内业处理软件安装(同静态基线处理软件安装) 安装过程请参看第一章第二节 5.2 软件启动和初步使用

后差分处理软件主要用于南方后差分GPS系统采集的数据进行内业处理. 软件主要特点

1.全中文Windows界面

2.能直接进行简单文本数据格式转换,直接出坐标成果,(若输入中央午线及测区一个已知点坐标),还能得当地直角坐标,能直接出北京-54坐标系下的,也能自定义坐标系(椭球参数及中央了午线)。

3.还能导入到CAD中进行编辑,含边长及面积解算 4.该软件操作十分简单,只有三大步: 第一步:增加基准站及移动站数据。

第二步:输入当地参数及已知点约束后差分解算。 第三步:编辑成果,打印成果。 5.直接输出坐标文本文件

6.坐标数据还可通过格式转换导入到GIS中作为地理信息数据 7. 采用Visual C++编写,计算速度快,同时对采集数据得出精度更高的三差解,平面水平精度〈0.5米

软件由菜单栏、状态栏、快捷工具栏菜单、网图窗口四部分组成,界面简洁直观。 软件初步使用 软件基本使用步骤 1、新建工程项目

弹出对话框后填写好每一项,特别要选择好坐标系和投影分度带 2、增加观测数据

把基准站和移动站数据*.STH同时加入软件中

3、解算

输入基准站已知值(直角坐标),实时差分解算即可得出成果 4、成果输出

本步骤主要是为了将计算成果导入其它软件,如CAD、MAPINFO等进行更方便的编缉与成图 5.3 软件功能和菜单介绍 软件功能:

软件主要是通过后差分GPS采集的数据,利用伪距差分原理来计算离散点位的位臵坐标,并将所测区域闭合以求得测区面积 软件主要菜单及功能介绍 -、文件

与静态基线解算文件菜单相同。 二、解算 解算菜单 图 5-1

系统设臵:对数据的录入、解算进行相应的设臵。点击“系统设臵”按钮后弹出对话框如图所示 图5-2

解算设臵:设臵解算的计算方法,最大历元数和平滑历元数。 注:一般都采用默认设臵

数据录入:当观测的固定站数据调入软件后,在数据录入中会自

动加入当前坐标系下固定站的概略坐标。在此可录入固定点的在相应坐标系下的已知坐标和高程。 输出设臵:设臵输出图形和文档的显示。 实时差分解算:自动计算并处理数据

差分结果输出:输出差分文本成果将成果输出到硬盘某路径下,在弹出窗口选输出路径。 图5-3 三、工具

工具菜单与静态基线软件相同。 四、查看 图 5-4 工具栏: 图 5-5

建立工程项目文件 打开已经保存过的项目文件 保存当前进度的项目文件 增加观测文件 实时差分解算 输入已知点

状态栏:隐藏或显示状态栏窗口

网图窗口:切换到网图窗口

测站文件窗口:切换到测站文件窗口 成果输出窗口:切换到成果输出窗口 五、帮助 查看帮助

5.4 软件使用典型算例

本节采用实例数据介绍软件具体使用方法。

使用本软件请先申请注册码,注册方法同静态处理软件。 野外测量数据的基准站文件ABCD0451.STH,流动站文件AAAA0451.STH为软件演示数据,需要强调的是两个文件必须是同步观测的文件。 一、新建工程项目

鼠标点击“新建”,弹出窗口,如实填好以下项目 图 5-6

若已有项目文件存在,请先“关闭项目”再新建一个项目。填好项目后点“OK”,即可进入程序。 二、增加观测文件

后差分数据录入与静态数据录入方式相同。点击“文件”下“增加观测文件”或增加观测文件快捷键后在弹出的选择文件对话框中选中观测数据,点击“确定”后完成数据录入工作。软件的演示

C://Program

Files/Gpssouth/Examples/Dynamic”.在此我们选中采集文件AAAA0451.STH和ABCD0451.STH为例,文件录入后如图: 图5-7

从上图看到数据已调入程序。 三、输入基准站已知坐标

点击菜单“解算”下“系统设臵”弹出对话框,选择“数据录入”项对话框如图 图 5-8

软件默认基站坐标值为在“项目属性”中设臵的单点大地坐标,而我们需要的一般是直角坐标,我们再用鼠标选中基准站点号ABCD然后点击上图中“修改”,弹出对话框,输入基站已知直角坐标值。 图 5-9

四、差分解算和输出网图成果

点击菜单“解算”下“实时差分解算”或实时差分解算快捷键,软件自动处理数据后显示结果如下图 图 5-10

点左边状态栏网图显示如下: 图 5-11

至此已得出勘测点的坐标值及网图,以上资料均可在当前窗口打印。若想进一步利用成果,可将成果文本输出,以便在其它软件中导入测量的数据。

选“解算”下“差分结果输出”,弹出对话框 图5-12

选择成果文本输出路径,保存格式为*.TXT,CAD2000软件可直接打开这个文件进一步编辑和计算。

附录A 有关专业术语注释

模糊度(Ambiguity):未知量, 是从卫星到接收机间测量的载波相位的整周期数。

基线(Baseline):两测量点的联线,在此两点上同时接收GPS 信号并收集其观测数据。

广播星历(Broadcast ephemeris ):由卫星发布的电文中解调获得的卫星轨道参数。

信噪比SNR(Signal-to-noise ratio):某一端点上信号功率与噪声功率之比。

周跳(Cycle skipping):在干扰作用下,环路从一个平衡点,跳过数周,

在新的平衡点上稳定下来,使相位整数周期产生错误的现象。 载波(Carrier):作为载体的电波,其上由已知参考值的调制波进行频率、幅度或相位调制。

C/A码(C/A Code):GPS粗测/捕获码,为1023 bit 的双相调制伪随机二进制码,码率为1.023MHz,码重复周期为1ms。 差分测量(Difference measurement):利用交叉卫星、交叉接收机和交叉历元进行GPS测量。可分为下列三种:

单差(SD)测量:(交叉接收机)由两个接收机同时观测一颗卫星所接收的信号相位的瞬时差。

双差(DD)测量:(交叉接收机,交叉卫星)观测一颗卫星的单差相对于观测参考卫星的单差之差。

三差(TD)测量:(交叉接收机,交叉卫星,交叉历元)在一历元获得的双差与上一历元的双差之差。

差分定位(Difference positioning):同时跟踪相同的GPS信号, 确定两个以上接收机之间的相对坐标的方法。

几何精度因子(Geometric dilution of precision):在动态定位中, 描述卫星几何位臵对误差的贡献的因子,表示式: 。式中, Q 为瞬时动态位臵解的矩阵因子(取决于接收机和卫星的位臵)。在GPS中有如下几种标准术语:

GDOP (三维坐标加钟差) 四维几何因子 PDOP(三维坐标) 三维坐标几何因子 HDOP(平面坐标) 二维坐标几何因子 VDOP(高程) 高程几何因子 TDOP(钟差) 钟差因子

HTDOP(高程和钟差) 高程与钟差几何因子

动态定位(Dynamic positioning ):确定运动着的接收机随时间变化的测点坐标的方法。每次测量结果由单次数据采样获得并实时计算。

观测时段(Observing session):利用两个以上的接收机同时收集GPS数据的时间段。

伪距(Pseudo range):将接收机中GPS复制码对准所接收的GPS码所需要的时间偏移并乘以光速化算的距离。此时间偏移是信号接收时刻(接收机时间系列)和信号发射时刻(卫星时间系列)之间的差值。

接收通道(Receiver channel ):GPS接收机中射频、混频和中频通道,能接收和跟踪卫星的两种载频信号。

卫星图形(Satellite configuration):卫星在特定时间内相对于特定用户或一组用户的配臵状态。

静态定位(Static position):不考虑接收机运动的点位的测量。 世界时(Universal time):格林尼治的平太阳时。 UT 世界时的缩写。

UT0 由观测恒星直接求得的世界时。世界时与恒星时的关系为

太阳日-恒星日=

UT1 极移改正后的UT0。 UT2 地球自转季节变化改正后的UT1。

UTC 协调世界时,平滑原子时系统。它与UT2非常接近。

采样(Sampling):以周期性的时间间隔取某一连续变量值的过程。

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