GPS控制网基线解算的原则

Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　至鱼　Ｑ：２　高新技术　ＧＰＳ控制网基线解算的原则　刘振霞　（河北省制图院，河北石家庄０５００３１）　摘要：针对ＧＰＳ控制网内业数据处理基线解算中经常出现的一些问题，总结提出了ＧＰＳ控制网基线解算的一般原则。　关键词：ＧＰＳ；基线向量；质量分析　１引言　ＧＰＳ基线解算就是利用ＧＰＳ观测值，通过　数据处理，得到测站的坐标或测站间的基线向　量值。基线向量是ＧＰＳ最基本的观测量，基线向　量的质量是提高ＧＰＳ控制网整体质量水平的　关键。本文围绕着如何提高基线观测质量，如何　选取基线，如何剔除坏基线以及质量分析等问　题进行应用性的分析讨论。　２　ＧＰＳ控制基本作业流程　在大地测量和工程控制测量应用中，一般　采用多台接收机进行组网观测。每天观测完成　后，对当天的观测结果，用厂商提供的后处理软　件和接收机采集的广播星历进行基线处理，并　进行初步平差；全网观测完毕后，再进行网平　差，以提高全网的成果精度并使网中各点的精　度尽可能均匀；最后用已知坐标进行约束平差，　求出各待定点的最终成果。　３通过基线解算结果来分析ＧＰＳ野外数　据的观测质量　ＧＰＳ野外数据的观测质量直接影响到定位　的精度，及时有效地对野外观测数据质量进行　检测，及早发现异常情况，不仅可以保证观测数　判别　据的可靠性，同时，一旦发现观测数据存在问　我们也是通过观测值残差进行的。不过与　线结果均具有某一系统偏差，然后，再在ＧＰＳ网　平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。　少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星　的整周未知数无法准确确定，从而影响该卫星　参与的基线解算精度。关于卫星观测时间太短　这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据　的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的　数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星　的可见『生图，这就更直观了。若某颗卫星的观测　时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让　它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结　果的质量。　周跳太多的判别，在整个观测时段里，有个　别时间段里周跳太多，致使周跳修复不完善。对　于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线　解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大　部分的基线处理软件～般采用的双差观测值，　当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复　的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差　都会出现显著的整数倍的增大。　多路径效应、对流层或电离层折射影响的　题，可以进一步分析产生问题的原因是接收机　出了问题，还是观测环境不够理想，还是人为的　原因，以便迅速准确做出判断，调整作业计划，　采取措施，避免漏测和不必要的重复，节约时　间，提高效率。　基线解算时所设定的起点坐标不准确，会　导致基线出现尺度和方向上的偏差。在实际工　作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免　这种情况的发生。要解决基线起点坐标不准确　的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确　度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的　起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或　通过与ＷＧＳ一８４坐标较准确的点联测得到；也　可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线　起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基　随之变大，制造精度降低，成本减少。如果配合　公差大于了保证配合『生质所给出的数值，就不　能满足配合要求了。　在上例中，设先加Ｔ件孔的实际尺寸Ｌａ的　测量误差ＺＵ－－－－￣．Ｏ９ｍｍ，此时配合件的极限间　隙和配合公差为（图２１：　Ｘ￣，＝ＺＵ＋ｅｉ＝０．０　旬８３￣＝＋０．９２０ｍｍ　ｘ　’Ｚｕ＿ｅｓ：一０．０９Ｌ＿（－－ｏ．２９０）＝＋０．２００ｍｍ　Ｔ　ｊ　Ｕ＋Ｔ卸Ｄ１８斗ｎ０５４＝０．０７２ｍｍ　整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或　电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周　跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现　非整数倍的增大，一般不超过１周，但却又明显　地大于正常观测值的残差。通过提高截止高度　角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角　观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因　为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层　的影响就大。　的几何图形；选取质量好的基线向量，基线质量　的好坏，可以依据ＲＭＳ、ＲＤＯＰ、ＲＡＴＩＯ、同步环　闭和差、异步环闭和差和重复基线较差来判定；　取能构成边数较少的异步环的基线向量；选取　边长较短的基线向量。　５　ＧＰＳ网的三维无约束平差的主要作用　评定ＧＰＳ网的内部符合精度，发现和剔除　ＧＰＳ观测值中可能存在的粗差由于ｊ维无约　束平差的结果完全取决于ＧＰＳ网的布设方法和　ＧＰＳ观测值的质量，因此，三维无约束平差的结　果就完全反映了ＧＰＳ网本身的质量好坏，如果　平差结果质量不好，则说明ＧＰＳ网的布设或　ＧＰＳ观测值的质量有问题；反之，则说明ＧＰＳ网　的布设或ＧＰＳ观测值的质量没有问题。　得到ＧＰＳ网中各个点在ＷＧＳ一８４系下经　过了平差处理的ｊ维空间直角坐标在进行　ＧＰＳ网的三维无约束平差时，如果指定网中某　点准确的ＷＧＳ一８４坐标作为起算点，则最后可　得到的ＧＰＳ网中各个点经过了平差处理的在　ｗＧｓ＿８４系下的坐标。　为将来可能进行的高程拟合，提供经过了　平差处理的大地高数据用ＧＰＳ水准替代常规　水准测量获取各点的正高或正常高是目前ＧＰＳ　应用中一个较新的领域，现在一般采用的是利　用公共点进行高程拟合的方法。在进行高程拟　合之前，必须获得经过平差的大地高数据，三维　无约束平差可以提供这些数据。　６结束语　ＧＰＳ控制网外业设站时间一般为３０－６０分　钟，相对较长。如何通过内业严谨细致的基线处　理工作，尽可能地找出基线不合格的原因。无疑　会提高ＧＰＳ控制网的质量和工作效率。　参考文献　４基线解算的一般原则　要进行ＧＰＳ网平差，首先必须提取基线向　量，构建ＧＰＳ基线向量网。提取基线向量时需要　遵循以下几项原则：必须选取相互独立的基线，　若选取了不相互独立的基线，则平差结果会与　真实的情况不相符合；选取的基线应构成闭合　ｊ　０　ｊ　ｍ＋０　８３０　＿　【１伶绍铨，等．ＧＰＳ测量原理及应用［　．武汉：武汉　大学出版社２０¨０３．　【２１李征抗黄劲松．ＧＰＳ测量与数据处理　．武汉：　武汉大学出版社２ｏｏ５．　：　０．５０一　：　，　一　面粗糙度；③减小原给定的配合公差；④在设汁　时明确要求配合件遵守包容原则和最大实体原　则；⑤用量规或虚拟量规ｆ回转测量法或两点法＋　形状误差测量方法）验收Ｔ件；⑥在制造配制件　轴时，加大它的安全裕度，也就是内缩配制件制　造公差的方法来补偿由于先加工件孔的测量误　差带来的超出原给定配合公差的可能ｌ生。　４结语　在配制配合中，先加工件实际尺寸的测量　误差会引起配合公差的改变，对配合件中配合　性质的影响也比较大。由于采用配制配合的工　＿【）＿２ｑ配合件的公差带及由测量误差引起的极限　０．８３尺寸变化范围见图２ｏ配合公差带及由南测量误　差引起的配合公差带的变化范围见图２。　图２　件尺寸大、重量重、成本高所以一般情况下不能　由此可见，由于实际尺寸Ｌａ测量误差的存　制造公差是保证公差超出的概率小于先加工件　轻易报废，因此深入研究配制配合中零件的尺　在，将引起配合公差Ｔｆ和极限间隙的变化，而且　孑Ｌ的实际尺寸的测量误差的存在相当于使原孔　寸公差确定及保证配制配合的配合Ｉ生质的理论　变化的幅度较大ｊ本例中在极限情况下变化量高　轴配合的配合公差扩大了。为了保证原配合性　和方法具有十分重要的意义。　达３３３％。　质原则上可以采取以下几种方法：　参考文献　３保证配制配合的配合Ｉ生质的方法　①减小实际尺寸的测量误差咆括温度引　［１】吴波钡械可靠性设计中的零件尺寸公差Ｉ　Ｊ１．机　配制件轴是按“检验国标”验收的，因此它的　起的测量误差）；②严格控制几何形状误差和表　械设计，１９９０－０８－２９．　－日口一　中国新技术新产品　一２７—