武汉大学测绘学院GPS考试重点[材料]_武汉大学测绘学院

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基线向量：利用进行同步观测的GPS接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标差。同步观测基线：利用同一时段的同步观测数据所确定出的基线向量被称为同步观测基线。复测基线：在某两个测站间，由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量结果称为复测基线。SP3：是一种在卫星大地测量中广泛采用的数据格式，由美国国家大地测量委员会提出，专门用于储存GPS卫星的精密轨道数据。同步环闭合差：由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。坐标参照系：提供系统远点、尺度、方向及其时间演变的一组协议、算法和常数。确定：需要确定其原点、尺度和方向。参考框架：坐标参照系的具体实现，是一组具有相应坐标参照系下坐标及其时间演变的点，隐含了定义一个坐标参照系所必须的原点位置、一组正交坐标轴的指向、和一个尺度。GPS网基准设计：指定GPS网所采用的坐标参照系统，幷确定所采用的起算数据的工作。GPS网的设计准则：在保证质量的前提下，尽可能提高效率，努力降低成本。基线解算：利用2台或2台以上的GPS接收机所采集的同步观测数据形成的差分观测值，通过参数估计的方法来确定两两接收机之间的三维坐标差及其方差—协方差阵的过程。单基线解模式：在进行基线解算的过程中，一次仅同时提取2台GPS接收机的同步观测数据来解求他们之间的基线向量，当在该时段中有多台接收机进行了同步观测而需要解求多条基线时，这些基线是逐条在独立的解算过程中解求出来的。多基线解模式在进行基线解算时，一次提取一个观测时段所有进行同步观测的n台接收机所采集的同步观测数据，在一个单一的解算过程中，共同求解出所有n-1条相互函数独立的基线。整体解：在进行基线解算时，一次提取项目整个观测过程中的所有观测数据，在一个单一的解算过程中同时对它们进行处理，得到所有函数独立基线。RMS：RMS是一个内符合精度，RMS小内符合精度高。反应了观测值与参数估值之间的符合度，一定程度上也反应了观测值的优劣。质量不好时RMS大反过来不成立，仅作为参考。RATIO：为备选模糊度参数得到的单位权方差，RATIO1，越大越好。反应了确定出来的整周未知数的可靠性。RDOP指的是基线解算时待定参数的协因数阵的迹的平方根。RDOP值的大小与基线位置和卫星在空中的几何分布及运行轨迹有关。RDOP值反应了观测期间GPS卫星星座的状态对相对定位的影响，不受观测值质量的影响。

1、GPS网的网形设计：（1）三角形网：以三角形作为基本图形所构成的GPS网成为三角形网。优点：几何强度好，抗粗差能力强，可靠性高。缺点：工作量大（2）多边形网：以多边形（n≥4）作为基本图形所构成的GPS网成为多边形网。优点：效率高，工作量较小。缺点：图形强度不如三角形网（3）附和导线网：以附和导线作为基本图形所构成的GPS网称为附和导线网。优点：效率高，工作量小。缺点：图形强度不如前两个（4）星形网：从一个已知点上分别于各待定点进行相对定位所组成的图形。优点：作业效率高。缺点：抗差能力极差。适用RTK。同步图形的连接方式/扩展方式：（1）点连接：相邻的同步图形之间只通过一个公共点相连。优点：作业效率高，图形扩展快。缺点：图形强度差，如果连接点出问题，将影响到后面的同步图形

（2）边连接：相邻的同步图形间有一条边相连。优点：较高的作业效率和较高的图形强度（3）网连接：相邻图形之间有三个以上的公共点相连。优点：图形强度最强。缺点：作业效率很低（4）混连式：实际的GPS作业中，有选择的灵活的采用几种方式作业称为混连式。基线解算软件操作过程：（1）导入观测数据（2）检查和修改外业输入数据（3）设定基线解算的控制参数（星历类型、截止高度角、周跳处理方法……）（4）基线解算（5）基线质量控制（精细化处理，实际是修改控制参数）（6）得到最终的基线解算结果。基线解算：优点：模型简答，一次求解的参数较少，计算量小。缺点：解算结果无法反映同步观测基线之间的统计相关性；无法充分利用观测数据之间的关联性。适用：是一般的工程应用。优点：数学模型严密，能在结果中反应观测基线向量之间的统计相关性。缺点：数学模型和结算过程都比较复杂，并且计算量也极大。适用：对质量要求严格的应用。优点：数学模型严密，能反应同步观测基线之间的统计相关性；避免结果在几何上的不一致。缺点：数学模型和解算过程复杂，计算量很大。适用：高精度定轨、定位软件用。网平差类型：（根据网平差时所采用的观测量和已知条件的类型和数量）

（1）无约束平差/最小约束平差：观测值：GPS基线向量；约束条件：无或者只引入一个提供位置基准信息的起算点坐标；目的：判断是否存在粗差基线；调整各基线向量观测值的权；确定各点在地心坐标系下的相对位置关系。不影响尺度和方位发生变化。完全是观测值本身质量的真是反应（2）约束平差：观测量：GPS基线；约束条件：引入边长、方向或者两个以上的起算点的坐标，使GPS网的尺度和方位发生变化；目的：确定各点在指定坐标参考系中的坐标（3）联合平差：观测值：GPS基线和地面常规观测量如边长、角度、方向和高差；目的：确定各点在指定坐标参考系中的坐标。一般出现在工程应用中。GPS水准H精度→（1）使用双频接收机（2）使用相同类型的带有抑径板或抑径圈的大地型接收机天线（3）对每个点在不同卫星星座和大气条件下进行多次设站（4）进行基线解算时采用精密星历（5）进行基线解算时对天顶对流层延迟进行估计。

1、GPS测量（1）测量精度高（2）选点灵活，无需造标，布网成本低（3）可全天候作业（4）观测时间短，作业效率高（5）观测、处理自动化（6）可获得三维坐标。影响GPS网质量的因素：GPS基线向量的质量（依赖于观测数据和处理方法）；常规地面观测值的质量（观测方法）；起算数据的精度、数量和分布（网的设计及已有成果的质量）；GPS网的结构（网的设计和外业观测方案）；数据处理方法的完备性（数据处理软件及其解算方案）提高GPS网质量的方法:提高可靠性的方法：（1）增加观测期数（2）保证一定的重复设站次数（3）保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连（4）布网时要使网中所有最简异步环的边数不多于6条。提高精度的方法：（1）为提高GPS网中各相邻点具有较高的相对精度，对网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得她们之间的直接观测基线（2）在全面网之上建立框架网，以框架网作为整个GPS网的骨架（3）布网时要使网中所有最简异步环的边数不多于6条（4）引入高精度的激光测距边作为观测值进行联合平差（5）为提高GPS网的尺度精度，可在网中增设长时间、多时段的基线向量。野外检定场：遵循原则：（1）有……的基线（2）检定场地质条件好……（3）有强制对中装置，墩面上有正北方向（4）中长基线应该组成网形，以便进行环闭合差检验。GPS网平差的目的：（1）消除由观测量和已知条件中存在的误差所引起的GPS网在几何上的不一致。闭合条件，重复条件，符合条件。（2）改善GPS网质量，评定GPS网精度。得到诸如改正数、验后方差、单位权方差、相邻点距离中误差、点位中误差。（3）确定GPS网中点在指定参考系下的坐标以及其他所需要的参数的估值。通过引入起算数据，如已知点、已知边长、已知方向确定点在指定参考系下的坐标和其他的参数如转换参数。影响基线解算因素（1）基线解算时所设定的起点坐标不准确（导致基线向量偏差）处理：使用准确度高的起点坐标或者所有基线起点坐标都由一个点衍生出来然后出现系统偏差引入系统参数解决（2）少数卫星的观测时间太短影响这些卫星的整周未知数无法确定。处理：删除（3）周跳探测、修复不正确，存在未探测或正确修复的周跳。处理：增加新的模糊度参数或者删除（4）在观测时段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大。处理：缩小编辑因子的方法来删除残差较大的观测值，另外可以删除较大的观测值（5）对流层或者电离层折射影响过大。处理：a、提高截止高度角b、采用模型进行改正c、使用无电离层观测值。其他：卫星轨道数据误差，数学模型误差（没有考虑地固潮、地球自转等问题）。网平差的流程：（1）提取基线向量：（2）三维无约束平差目的：判断是否有粗差；调整权值（3）约束平差/联合平差（4）质量分析和控制：指标：基线向量的改正数；相邻点的中误差和相对中误差，单位权方差的开方检验。