高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

关键词： 采取有效 防范措施 引言 人们

高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究（通用4篇）

篇1：高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

我国自20世纪90年代初开始,由不同部门先后建成了全国GPS一级网和二级网、国家GPS A级网和B级网、中国地壳运动观测网络、以及全国GPS地壳运动监测网和区域地壳形变监测网等.分布全国除台湾省以外的陆地和岛屿,总计2 400多点. 对于我国早期布测的各个GPS网,由于观测时刻卫星星座和星历的不完善,接收机的精度偏低,且由于财力不足,同步观测仪器少,各单位不得不分期观测、分级观测、分区观测.由于上述因素的影响,致使各个GPS网的兼容性很差;在标定基准方面,并不具备全球背景,各个子网存在着明显的系统差和基准定义差;资料零乱,信息不能共享,使用效率低,造成极大的资源浪费.为了能充分利用现有各个GPS网,使其发挥整体效益,特别是利用网络工程基准站和基本站的高精度观测信息提高现有GPS网的精度,维持大地测量动态坐标框架,更好地为国家的经济建设和国防建设服务,对这些高精度GPS网的联测和观测资料的联合处理进行研究非常必要.本文的主要研究内容如下: 1.提出了全国GPS网与中国地壳运动观测网络联测的设计思想.完成了全国GPS一、二级网与中国地壳运动观测网络联测的技术设计方案,并用于实际联测. 2.系统地讨论了高精度GPS网数据处理的平差方法及其对应基准的`意义,提出了基于Bayes理论的GPS数据处理方法,推导了相应的参数估值公式及其验后协方差估值公式,推导了基于不同基准、不同历元平差结果的转换公式. 3.详细研究了GPS数据处理中基准站的选取、基准站坐标的约束等问题,首次系统地讨论了基准站选取的几何意义、统计意义与物理意义,提出了基准站选取的一般原则. 4.建立了同时顾及坐标框架系统参数和地壳运动参数的GPS网联合平差模型.使用该模型可使块体的运动参数与全网的坐标转换参数相分离,从而提高所求坐标转换参数的精度和可靠性,并用多组GPS实测数据验证了所建模型的正确性和可靠性. 5.利用国内多个GPS网的联测数据分析了中国大陆现今构造块体的相对运动特征,讨论了相应的应变场,为研究我国的大地构造及地球动力学提供了重要的约束. 6.将抗差估计理论用于地壳运动应变场的分析,推证了应变参数的抗差估计解式,以及观测误差对各类解的误差影响函数和解差函数,分析了观测异常对应变参数解的影响.

作 者：隋立芬 作者单位：信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052刊 名：测绘学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA GEODAETICA ET CARTOGRAPHICA SINICA年，卷(期)：31(1)分类号：P228.4关键词：

篇2：高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

1 GPS控制网的投影变形

在GPS工程应用中, 需要将GPS的直接定位结果经过坐标变换、高斯投影后才能得到所需的参考椭球面上的高斯平面直角坐标。

高程归算变形是将GPS地面观测的长度归算到参考椭球面上产生的变形, 由式

其中, Hm为观测边的平差大地高;RA为观测边所在方向参考椭球面法截弧的曲率半径;D为实测距离。

将参考椭球面上的距离投影到高斯平面上即会产生高斯投影变形, 可按式 (2) 计算

其中, ym为观测边在高斯平面上距中央子午线垂距之平均值;Rm为观测边两端平均纬度处参考椭球面的平均曲率半径;S为参考椭球面上的距离。

因此, 地面观测值经两次改正转换到高斯平面后, 产生的变形 (称为长度综合变形) 为

可知, 长度综合变形与测区所处的投影带内的位置和测区的平均高程有关。实际计算时可取RA=Rm=6 3 7 1 k m, 并且取S=D, 则式 (3) 可简化为

利用 (4) 式可以方便地计算出已知测区内长度相对变形的大小。《工程测量规范》规定, 测区内长度综合变形超过2.5cm/km (即1/40000) 时, 必须采取措施来限制长度综合变形的影响, 以使控制网要满足施工放样的精度要求。

2 桥梁控制网中投影变形的处理

桥梁施工控制网不仅要满足采用常规测量技术进行施工放样的精度要求, 还要满足桥轴线、梁段安装、精密预埋件和设备安装等高精度放样的精度需要, 这就对桥梁控制网的建立提出了更高要求。

通常情况下, 可采用边长尺度强制约束、抵偿高程面、抵偿投影带等方法在一定范围内限制GPS控制网的投影变形。边长尺度强制约束法通过在GPS控制网进行约束网平差时, 以两个点位精度可靠的国家点坐标成果作为平差条件输入, 使计算得到的矿区控制网坐标成果的边长尺度即为已知两点之间的边长尺度, 从而可控制整个控制网的边长尺度;抵偿高程面法通过适当选择参考椭球的半径, 使一定范围内的长度投影到这个椭球面上减少的数值恰好等于这个面投影到高斯平面上增加的数值, 从而使高斯平面上的距离和实地距离就保持一致[3];抵偿投影带法通过合理选择中央子午线的位置, 使长度投影到该投影带所产生的变形恰好抵偿这一长度投影到椭球面上产生的变形, 从而高斯平面上的长度也能够和实际长度保持一致, 减弱长度变形的影响。

然而, 采用边长强制约束法所建坐标系对应的椭球参数不明确, 不方便后期采用RTK技术进行定位测量, 而且如果测区处于国家标准坐标系边缘处时同样存在投影变形的问题, 导致这一方法有时难以凑效。抵偿高程面和抵偿投影带法在一定范围内能够取得较好的效果, 若测区东西跨度大, 则边缘部分仍然存在投影变形的问题。

如果能够综合抵偿高程面和抵偿投影带法, 即选择合适的高程抵偿面, 并且将中央子午线选在测区的中央或者合适的经度, 则这种坐标系能够更有效地实现两种长度变形改正的抵偿, 可以满足大范围施工控制测量的精度要求。若采用该方法建立坐标系, 根据 (4) 式, 取Hm=0, ∆S/S=1/40000, 则可推导出:

即采用此法建立坐标系时, 可保证中央子午线附近投影变形为0, 并且可以使中央子午线左右约45km内投影变形满足《工程测量规范》的相关要求。

3 工程实例

某桥梁工程建立主桥施工控制网, 测区位于北纬30°39′, 东经120°59′附近, 偏离120°国家标准分带中央子午线约95km, 平均高程为70m。由 (4) 式可计算出测区内的相对投影变形为1/9981≈10cm/km, 无法满足工程施工的精度要求, 也不能满足规范要求。

为此, 在建立施工控制网时, 考虑到其引线工程的规模 (32km) , 将中央子午线设在测区中央即120°59′处, 选择70m高程面为投影面, 进行了投影计算、网平差和坐标转换。计算完成后, 用Leica TCA2003全站仪对部分边长进行了检查, 并将它们与经过投影变形处理后的坐标反算边长进行对比, 结果见表1。

由表1知, 经过对投影变形的合理处理后, 其精度能够满足规范的要求, 且方便后续施工的处理, 对投影变形的处理取得了明显的效果。

4 结语

本文研究了GPS工程控制网中的投影变形问题, 针对大型工程控制网建议采用将中央子午线选择在测区中央, 并将控制网的成果投影至测区平均高程面, 从而最大限度地减弱投影变形对工程控制网的影响。通过工程实例验证表明该方法是可行、有效的。

参考文献

[1]施一民.现代大地控制测量[M].北京:测绘出版社, 2003, 1.

篇3：高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

时代在发展, 科技也在进步, 人们的生活水平由此逐渐得到了大幅度的提高, 这使得人们在享受生活的同时, 愈来愈意识到生命的可贵, 因而要求GPS技术能够更好地为人们提供更加精确的数据, 以便于帮助人们在自然灾害或工程事故等发生之前采取有效的防范措施, 最大限度地减少人员伤亡, 降低自然灾害或工程事故的发生率, 从而推动社会的和谐发展。

1 变形监测技术简介

在开展变形监测的过程中, 许多国家主要采取空间大地测量的方法来完成监测任务。空间大地测量技术主要是由GPS、激光测月技术和长基线射电干涉测量等技术构成。GPS能够对区域性的变形进行监测, 随着科技的发展, 研究人员又将GPS与合成孔径雷达干涉测量技术予以结合, 提高了GPS的测量范围, 使得相关人员应用GPS技术能够对地面沉降情况进行监测, 随着时间的延长, 研究人员逐渐提高了GPS技术监测数据的准确性, 因而帮助监测人员对工程的变形情况有一个清晰的认识, 从而帮助维修人员采取正确的维修方法来使工程达到正常的使用状态, 以便于进一步减少事故的发生, 亦或是降低事故对经济的损害程度。

从全球的角度上来看, 近十年来, 变形监测方法发生了尤为巨大的变化。在技术发展较为缓慢的时期, 人们利用大地测量技术和近景摄影测量技术来对地面的变形情况实施监督与测量, 此种方法既要耗费大量的资源, 而且极易受地形的影响, 无法测量出较为准确的变形数据, 所以, 研究人员便发明了全站型仪器来对地面变形情况予以测量, 此类方法能够自行完成监测任务, 并且减少人力资源的使用, 减少测量人员的工作负担, 同时简化了工作步骤, 降低了环境对测量工作所带来的影响。全站型仪器的使用给人们带来了巨大的好处, 但是人们总是处于不满足的状态, 所以, 相关人员应当逐步提高全站型仪器的精度, 为人们提供更加精确的信息, 以此减少或者避免事故的发生, 促进经济的发展与进步。

2 与高精度GPS变形监测数据处理有关的内容

2.1 GPS简介

1) GPS定义及好处。GPS是全球定位系统的简称, 该系统是由美国国防部提出, 初始设计目的就是为国家的军事和人民群众提供相关信息, 从而完成导航工作的定位系统, 在使用该系统的时候, 能够减少环境对观测的影响, 并对敌军或目的地进行准确的定位, 从而帮助军队取得战争的胜利, 引导人民群众快速地到达目的地。目前, 全球定位系统已被人们广泛应用于导航、定位和工程测量等诸多方面, 给人们的生产和生活带来了便利, 推动了经济的发展。

2) GPS观测的内容。GPS观测的内容主要有伪距观测值、相位观测值和多普勒频率变化观测值。卫星与接收机之间的距离就是对码观测值, 因为在测量的过程中存在着一定的误差, 所以人们普遍称之为伪距。利用GPS观测出相位观测值之后, 由于相位的初始数据难以确定, 所以此数据只能作为运算过程中的参数。相位观测值就是GPS系统将接收到的信号进行处理, 从而得到的载波所显示的相位。多普勒频率变化观测值在定位中发挥的作用不大, 该值能够反映卫星的频率变化情况。

2.2 相关数据的预处理分析

监测人员利用GPS获得相关的变形数据之后, 系统内部的一些技术就会对数据信息进行预处理, 提炼出有用信息, 并提供给数据使用者, 进而帮助数据使用者快速地认识和了解变形情况, 采取科学有效的方法来防止变形的继续, 从而减少事故的发生, 为人们提供安全的生产及生活环境。

GPS变形监测数据的处理软件主要是TEQC, 该软件能够对GPS变形监测数据进行格式转换, 对数据的准确性进行检查, 排除卫星信号中噪音的干扰, 提高数据的可视化程度, 简化监测人员的工作任务和难度。

3 提高GPS变形监测数据处理精度的方法

科技的快速进步以及人们对高精度GPS变形监测数据处理的渴望, 使得研究人员开发了大量的监测数据处理软件, 其中就涉及到卡尔曼滤波方法。

3.1 卡尔曼滤波方法简介

从名称上来看, 人们从大体上可以猜出此类方法的提出者是卡尔曼博士, 在提出卡尔曼滤波方法时, 卡尔曼博士的首要目的就是解决人造卫星的定轨问题, 并消除导航存在的一系列缺陷。该方法利用数学递推的原理推断出不同时刻的数据信息, 因而受噪声的影响较低, 处理的数据的准确性更高。一般情况下, 卡尔曼博士提出的方法主要被利用于动态测量, 能完成飞行器和导弹的导航工作, 并提高工业自动化的程度。

3.2 卡尔曼滤波方法的过程

变形监测人员在使用卡尔曼滤波方法处理GPS变形监测数据的时候, 应做好如下准备工作:要建立动态的系统状态方程, 并根据监测的数据建立相关的数学模型, 列出相应的方程。根据数据的分散情况, 将方程分为连续型和离散型的方程, 在对两个方程加以处理的时候, 可以采用替换的思想来简化处理过程, 减少计算工作量, 并提高数据的准确性。

4 高精度GPS变形监测数据处理的步骤

4.1 进行相关监测网的布局与设计

监测人员要想对工程的变形进行全面的监测, 则必须对测量地区的大概情况予以了解, 充分掌握测量地区的环境影响因素, 然后再根据观测简单和保存年限较长的原则来确定变形监测点。另外, 为了提高监测的准确性, 基准点要根据工程的变形情况来确定, 以便于将全部的变形数据记录下来, 帮助维修人员快速地确定需维修的地点, 减少灾难的出现。

4.2 明确高精度GPS变形监测数据处理的方法

完成监测网的布设之后, 只是能够确保监测的完整性, 还不能够为维修人员提供准确的变形监测数据, 所以监测人员要根据天气和地质环境的不同选取高精度GPS变形监测数据处理的方法来处理变形监测数据, 以此提高数据的准确性, 加快维修人员的维修速度, 使工程快速达到正常的使用状态, 从而减少事故的发生, 促进经济的快速发展。

4.3 对基准网数据进行处理

1) 对基准点的数据进行处理。为了提高基准点数据处理的精确度, 要采用较为先进的数据处理模型———Niell, 并利用基线处理软件完成基准点到基线的数据处理。另外, 还可以通过一系列的计算方法来提高卫星轨道的精度, 来提高数据处理的准确度, 为数据使用者提供精准的数据信息, 最大限度地防范事故, 确保生产的顺利进行。

2) 对基准点的稳定性进行检验。基准点的稳定性在一定程度上影响了GPS变形监测数据的准确性, 所以, 有关人员要利用跟踪站来对基准点的稳定性进行检验, 一但出现稳定性较差的基准点, 就应当及时更换成稳定性较高的基准点, 以此充分确保监测数据的准确性。

5 结语

随着经济的发展, 人们迫切要求GPS变形监测数据处理的准确性能够得到提高, 以便为数据需求者提供准确的数据, 帮助维修人员利用科学合理的方法消除变形问题, 并且提高相关工程的稳定性, 为人们提供安全的生产和生活环境。对此, 我们应当积极引进卡尔曼滤波方法来完成数据处理工作, 为经济的发展贡献一份力量。

摘要：现阶段, 科学技术的进步使得空间技术逐步取代了传统的测量定位方法, 但是空间技术GPS在应用过程中仍存在着准确度较低的不良情况, 无法及时获得较为精确的数据, 这在很大程度上阻碍了相关行业的发展。文章主要对高精度GPS变形监测数据处理进行了研究, 旨在帮助工程人员快速地完成工程维修工作, 从而为人民群众以及国家排忧解难。

关键词：变形监测数据,GPS,卡尔曼滤波方法

参考文献

[1]周命端, 郭际明, 许映林, 等.水电站GPS变形监测网的数据处理及稳定性分析[J].测绘通报, 2011, 4 (22) :111-112.

[2]任建江, 李冬梅, 严新军.GPS测量技术在水利工程高精度变形监测网中的应用[J].水利水电技术, 2011, 6 (42) :120-121.

篇4：高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究

新建项目的主要目的是输入静态GPS网处理基本参数, 建立数据处理的环境。在数据处理之前, 必须明确以下几项内容。

(1) 项目所需要的坐标系统、中央子午线、高程系统。 (2) 已知点的坐标系统、中央子午线、高程系统。 (3) 根据项目技术设计, 本GPS网是什么等级或主要技术指标。通常情况下, 项目所需要的坐标系统、中央子午线、高程系统和已知点的坐标系统、中央子午线、高程系统是一致的。

2 数据格式转换与导入

将中海达下载的原始文件拷贝到新建的文件夹下。外业采用非中海达天线, 需使用该机原配传输软件下载数据, 再用原配数据软件转换到标准RINEX格式。比如:南方GPS和中海达GPS同时观测时, 南方GPS应该用南方的软件传输和转换数据格式, 因为南方的软件内置了南方天线的参数。以HDS2003为例介绍数据导入的过程。

3 基线解算

3.1 基线精度评定指标

3.1.1 基础精度指标

GPS网相邻点间弦长中误差σ按下式计算:

式中a (mm) 为固定误差;b (ppm) 为比例误差系数;d (km) 为相邻点间的距离如表1。

3.1.2 单位权方差因子

(2) 实质:反映观测值的质量, 又称为参考方差因子。越小越好。

3.1.3 RMS-均方根误差

(2) 实质:表明了观测值的质量, 观测值质量越好, 越小, 反之, 观测值质量越差, 则越大, 它不受观测条件 (观测期间卫星分布图形) 的好坏的影响。

3.2 其它精度指标

3.2.1 数据删除率

(1) 定义:在基线解算时, 如果观测值的改正数大于某一个阈值时, 则认为该观测值含有粗差, 则需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值, 就是所谓的数据删除率。等级越高, 数据删除率要求越低。 (2) 实质:数据删除率从某一方面反映出了GPS原始观测值的质量。数据删除率越高, 说明观测值的质量越差。

3.2.2 R AT IO

(1) 定义:RATIO值为在采用搜索算法确定整周未知数参数的整数值时, 产生次最小的单位权方差与最小的单位权方差的比值。 (2) 实质:反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性, 这一指标取决于多种因素, 既与观测值的质量有关, 也与观测条件的好坏有关。

注:当边长小于200m时, 边长中误差应小于20mm。

3.2.3 R DO P

(1) 定义:所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹 (t trr (Q) ) 的平方根, 即:RRDDOOP P== (ttr r (Q) ) 1 2 RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹 (即观测条件) 有关, 当基线位置确定后, RDOP值就只与观测条件有关了, 而观测条件又是时间的函数, 因此, 实际上对与某条基线向量来讲, 其RDOP值的大小与观测时间段有关。 (2) 实质:表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响, 即取决于观测条件的好坏, 它不受观测值质量好坏的影响。

3.2.4 同步环闭合差

(1) 定义:同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。 (2) 实质:由于同步观测基线间具有一定的内在联系, 从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0的, 如果同步环闭合差超限, 则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的。

3.2.5 异步环闭合差

(1) 定义:由独立基线所组成的闭合环称为异步闭合环, 简称异步环异步环的闭合差称为异步环闭合差。 (2) 实质:当异步环闭合差满足限差要求时, 则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的;当异步环闭合差不满足限差要求时, 则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格, 要确定出哪些基线向量的质量不合格, 可以通过多个相邻的异步环或重复基线来进行。

3.2.6 重复基线较 (互) 差

(1) 定义:不同观测时段, 对同一条基线的观测结果, 就是所谓重复基线。这些观测结果之间的差异, 就是重复基线较 (互) 差。 (2) 实质:当重复基线较 (互) 差满足限差要求时, 则表明这些基线向量的质量是合格的;否则, 则表明这些基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格, 要确定出哪些基线向量的质量不合格, 可以通过多重条件进行。

3.3 基线的选择组网

在传统的三角测量的中, 对网形的边长和夹角有严格的要求, 而在静态GPS测量规范中, 对网形没有如此严格的规定。以致于许多测绘人员在布网时, 对网形不是很重视。其实对于静态GPS网来说, 网形一样很重要, 因为网形不好会导致环闭合差偏大, 不易通过检验。

在静态GPS测量中, 为了提高效率通常使用多台GPS同时观测, 有时多达10台。因同步的GPS接收机数量多, 产生基线的数量大。为了提搞数据处理效率, 简化网形。简化网形最主要方式就是禁用多余基线。在实际软件操作中, 不宜删除基线, 而使用禁用功能。因为删除是不可逆的, 而禁用基线后还可以解除禁用。最简闭合环边数, 可参考规范。根据规范不同等级控制测量和不同的规范, 最简闭合环的边的规定如下。

《全球定位系统城市测量技术规程CJJ7397》中关于闭合环的最多边数如表2。

《全球定位系统 (GPS) 测量规范GB/T18314-2009》中关于闭合环的最多边数如表3。

比如E级网, 规范规定不大于10条边, 根据经验在实际工作中最简闭合环边数不宜超过6条边的。在软件实际解算时, 往往只列出三边闭合环结果, 实际上多边闭合环可理解为是若干个三边闭合环的组合, 而且精度普遍较高, 与规范规程并不冲突。

(1) 边缘部份需有基线连接, 如下图IA947-IA939之间。 (2) 基线跨越了多点, 需禁用。如下图IA900-IA895之间的基线。 (3) 基线形成了小夹角或长短边。通常夹角不宜小于30°, 相邻边长长度比例不宜超过1∶3或3∶1。如下图IA900-IA903, 夹角太小宜禁用。

3.4 粗差数据的删除

粗差数据的删除需借肋残差图工具, 粗差数据的删除是静态GPS数据处理的核心部分。在GPS接收数据时, 受电离层、多路径效应和无线电干扰等影响, 会出现粗差数据。在基线处理时, 删除粗差数据主要遵循以下原则。

(1) 先看残差图的总体情况, 再逐一删除。宜每删除一段数据, 就处理一次。如上图所示, 下面有一组卫星期数据明显偏离中心, 为提高精度须删除。 (2) 同一个时段的基线使用同一个参考卫星, 通常软件会自动选择。 (3) 卫星高度不够, 时间不长的数据需删除。从理论上讲, 4个卫星观测数据, 就能得到固定解。 (4) 尽量不要从中间册除卫星数据, 以保证数据完整性。 (5) 与标准值偏离较远的数据应删除。

3.5 闭合差超限处理

在软件中操作中, 闭合差的计算是通过捜索闭合环来实现的。软件已内置规范各项指标, 在处理的过程中如超限, 有相应的提示, 需重新处理基线。处理基线和捜索闭合环, 这一过程需反复进行。HDS2003中闭合环闭合差计算比规范严格, 如果软件提示超限后, 可根据规范自行计算限差判断是否超限。环线的闭合差是GPS数据处理的重要精度指标, 根据规范有以下规定。

《全球定位系统城市测量技术规程CJJ7397》中关于闭合差规定如表4。

同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定 (ppm) 。

无论采用单基线模式或多基线模式解算基线, 都应在整个GPS网中选取的独立基线构成独立环, 各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定:

式中, ω为环闭合差,

n为独立环中边数

重复基线的长度较差不宜超过下式的规定:

4 三维无约束平差

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, 主要作用有以下几个方面: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;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。

在三维无约束平差中, 最重要一个指标是T检验, 限差小于1。T检验不合格就说明GPS内还有粗差数据, 主要原因为以下几点。

(1) 网形不合理存在明显的长短边和小夹角。 (2) 基线处理时, 有粗差数据没有删除。 (3) 处理同一个时段的基线时, 没有使用同一组卫星。

在平差时, 软件会提示某条基线T检验超限, 实际情况是与此基线所在同一闭合环的基线都可能有问题。处理时, 相关基线可重解算。调整网形, 禁用误差大的基线。这一个过程也有是一个反复的过程, 需要有耐心调整基线和网形。

5 二维约束平差

已知点是二维约束平差的依据, 三维无约束平差合格说明GPS网本身精度已合格, 要转换成当地坐标还需输入已知点。输入已知点后, 通过软件功能参数计算可以可得已知点残差, 从残差数值可得出各已知点与GPS网形的适应性。从而达到检查已知点的目的。使用HDS2003软件平差结束时, 超限会提示。在二维约束平差中最重要指标是二维平差基线边的相对中误差和点位中误差。这些指标在平差报告中有明确的显示, 可根据相关规范进行精度的评定。

6 高程拟合

大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。正常高系统是似大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。GPS直接观测值为大地高, 而我们实际运的高程为正常高。通常我们通过水准联测方法得到测区部分控制点的正常高, 与GPS大地高对比。得出这部分点的高程异常, 据此采用一定数学模型, 推算其它控制点正常高的过程, 即高程拟合。这个过程有两个关键的地方, 联测水准点在整个测区的分布和数量。HDS2003中, 有三种拟合方式。只有一个或两个已知高程点, 只能选择平移;3~5个已知高程点可选择平面拟合;6个以上已知高程点可选择曲面拟合。在实际工作中据经验, 若要达到等外 (规范中不允许四等拟合) 水准的精度, 测区周围的点需四等联测, 测区的四周及中央要均匀分布水准点。联测水准的GPS点一般需占总数的30%以上。在平差时首先要进行内符合精度检查。在通过后再进行外符合精度检查。在平差前选择几点水准联测点不要输入水准成果, 平差后的高程成果与水准成果对比, 即水准拟合外符合精度检查。若高程较差小于4cm~5cm, 可视为已达到等外水准精度。将检查点的水准高补输入软件中, 重平差。

参考文献

[1]CJJ73-97.全球定位系统城市测量技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 1997.