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1、gps基线解算及网平差第 七章GPS基线向量网平差导读：就爱阅读网友为您分享以下“第七章GPS基线向 量网平差”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对第七章GPS基线向量网平差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。在布设GPS网时，首先需对构成GPS网的基线进行观测， 并利用所采集到的GPS数据进行数据处理，通过基线解算, 获得具有同步观测数据的测站间的基线向量。为了确定GPS 网中各个点在某一特定坐标系统下的绝对坐标，需要提供位 置基准、方位基准和尺度基准，而一条GPS基线向量只含 有在WGS-84下的水平方位、垂直方位和尺度信息，通过多 条GP
2、S基线向量可以提供网的方位基准和尺度基准，由于GPS基线向量中不含有确定网中各点绝对坐标的位置基准 信息，因此，仅凭GPS基线向量所提供的基准信息，是无 法确定出网中各点的绝对坐标的。而我们布设GPS网的主 要目的是确定网中各个点在某一特定局部坐标系下的坐标， 这就需要从外部引入位置基准，这个外部基准通常是通过一 个以上的起算点来提供的。网平差时可利用所引入的起算数 据来计算出网中各点的坐标。当然，GPS基线向量网的平差， 除了可以解求出待定点的坐标以外，还可以发现和剔除GPS 基线向量观测值和地面观测中的粗差，消除由于各种类型的 误差而引起的矛盾，并评定观测成果的精度。第1节GPS网平差的分
3、类GPS网平差的类型有多种，根据平差所进行的坐标空间，可 将GPS网平差分为三维平差和二维平差，根据平差时所采 用的观测值和起算数据的数量和类型，可将平差分为无约束 平差、约束平差和联合平差等。一、三维平差和二维平差1. 三维平差所谓三维平差是指平差在三维空间坐标系中进行，观测值为 三维空间中的观测值，解算出的结果为点的三维空间坐标。 GPS网的三维平差，一般在三维空间直角坐标系或三维空间 大地坐标系下进行。2. 二维平差所谓二维平差是指平差在二维平面坐标系下进行，观测值为 二维观测值，解算出的结果为点的二维平面坐标。二维平差般适合于小范围GPS网的平差。二、无约束平差、约束平差和联合平差1.
4、 无约束平差GPS网的无约束平差指的是在平差时不引入 会造成GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数 据。常见的GPS网的无约束平差，一般是在平差时没有起 算数据或没有多余的起算数据。2. 约束平差GPS网的约束平差指的是平差时所采用的观测值完全是 GPS观测值（即GPS基线向量），而且，在平差时引入了使得GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。3. 联合平差GPS网的联合平差指的是平差时所采用的观测值除了 GPS 观测值以外，还采用了地面常规观测值，这些地面常规观测 值包括边长、方向、角度等观测值等。第2节GPS网平差原理一、三维无约束平差1.定义所谓GPS网的三维无约束平差
5、是指平差在WGS-84三维空 间直角坐标系下进行，平差时不引入使得GPS网产生由非 观测量所引起的变形的外部约束条件。具体地说，就是在进 行平差时，所采用的起算条件不超过三个。对于GPS网来 说，在进行三维平差时，其必要的起算条件的数量为三个， 这三个起算条件既可以是一个起算点的三维坐标向量，也可 以是其它的起算条件。2.作用GPS网的三维无约束平差有以下三个主要作用:?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三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
6、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-84系下经过 了平差处理的三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-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
7、约束平差可以提供这些数 据。3.原理在GPS网三维无约束平差中所采用的观测值为基线向量， 即GPS基线的起点到终点的坐标差，因此，对与每一条基 线向量，都可以列出如下的一组误差方程：00?v?X?100?dXi?100?dXj?Xij?Xi?Xj?v?0?10? dY?010?dY?Y?Y0?Y0?ijij?Y?i?j?Zij?Zi0?Z0?dZjj?v?Z?00?1? ?dZi?001?与此相对应的方差协方差阵、协因数阵和权阵分别为：2?X?Dij?Y?X?Z?X?X?Y2?Y?Z?Y?X?Z?Y?Z?,2?Z?Qij?1?02Dij?1 Pij?Dij?0为先验的单位权中误差。平差所用的误
8、差方程就是通过上面的方法列出的，但为了使 平差进行下去，还必须引入位置基准，引入位置基准的方法 一般有两种。第一种是以GPS网中一个点的WGS-84坐标 作为起算的位置基准，即可有一个基准方程：?Xi0?dXi?Xi?dY?Y0?Y?0i?i?i? 0?Zi?dZi?Zi?第二种是采用秩亏自由网基准，引入下面的基准方程：GTdB?0?100.100?EGT?010.010?001.001?dB?db1?dX1db2dY1db3dbn?TEEE?dZ1dXndYndZn?T根据上面的观测方程和基准方程，按照最小二乘原理进行平 差解算，得到平差结果。?0?X1?dX1?X1?0?dYY?Y?1?10?1?Z1?Z1?dZ1?待定点坐标参数：?.?.?.? ?0?XdXX?n?n0?n?Yn?Yn?dYn?0?Z?n?Zn?dZn?VTPV单位权中误差：?0?；其中n为组成GPS网的基线数， p为基线数。3n?3p?3?
