第七章GPS基線向量網(wǎng)平差

第七章GPS基線向量網(wǎng)平差2GPS基線解算就是利用GPS觀測值，通過數(shù)據(jù)處理，得到測站的坐標或測站間的基線在布設GPS網(wǎng)時，首先需對構(gòu)成GPS網(wǎng)的基線進行觀測，并利用所采集到的GPS數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，通過基線解算，獲得具有同步觀測數(shù)據(jù)的測站間的基線向量。為了確定GPS網(wǎng)中各個點在某一特定坐標系統(tǒng)下的絕對坐標，需要提供位置基準、方位基準和尺度基準，而一條GPS基線向量只含有在WGS84下的水平方位、垂直方位和尺度信息，通過多條GPS基線向量可以提供網(wǎng)的方位基準和尺度基準，由于GPS基線向量中不含有確定網(wǎng)中各點絕對坐標的位置基準信息，因此，僅憑GPS基線向量所提供的基準信息，是無法確定出網(wǎng)中各點的絕對坐標的。而我們布設GPS網(wǎng)的主要目的是確定網(wǎng)中各個點在某一特定局部坐標系下的坐標，這就需要從外部引入位置基準，這個外部基準通常是通過一個以上的起算點來提供的。網(wǎng)平差時可利用所引入的起算數(shù)據(jù)來計算出網(wǎng)中各點的坐標。當然，GPS基線向量網(wǎng)的平差，除了可以解求出待定點的坐標以外，還可以發(fā)現(xiàn)和剔除GPS基線向量觀測值和地面觀測中的粗差，消除由于各種類型的誤差而引起的矛盾，并評定觀測成第1節(jié)GPS網(wǎng)平差的分類GPS網(wǎng)平差的類型有多種，根據(jù)平差所進行的坐標空間，可將GPS網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差，根據(jù)平差時所采用的觀測值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型，可將平差分為無約一、三維平差和二維平差所謂三維平差是指平差在三維空間坐標系中進行，觀測值為三維空間中的觀測值，解所謂二維平差是指平差在二維平面坐標系下進行，觀測值為二維觀測值，解算出的結(jié)3二、無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差量），而且，在平差時引入了使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部起算數(shù)據(jù)。常規(guī)觀測值，這些地面常規(guī)觀測值包括邊長、方向、角度等觀測值等。第2節(jié)GPS網(wǎng)平差原理一、三維無約束平差時不引入使得GPS網(wǎng)產(chǎn)生由非觀測量所引起的變形的外部約束條件。具體地說，就是在進行平差時，所采用的起算條件不超過三個。對于GPS網(wǎng)來說，在進行三維平差時，其必要的起算條件的數(shù)量為三個，這三個起算條件既可以是一個起算點的三維坐標向量，也可以三維無約束平差的結(jié)果就完全反映了GPS網(wǎng)本身的質(zhì)量好壞，如果平差結(jié)果質(zhì)量不好，則4||ii為將來可能進行的高程擬合，提供經(jīng)過了平差處理的大地高數(shù)據(jù)用GPS水準替代常規(guī)水準測量獲取各點的正高或正常高是目前GPS應用中一個較新的領域，現(xiàn)在一般采用的是利用公共點進行高程擬合的方法。在進行高程擬合之前，必須獲得經(jīng)過平差的大地高數(shù)據(jù)，三維無約束平差可以提供這些數(shù)據(jù)?！?10「-10L0+010]0]LΔZij-Zi0+Z」LΔZij-Zi0+Z」與此相對應的方差-協(xié)方差陣、協(xié)因數(shù)陣和權(quán)陣分別為：DijQij1σ2ij0]ijijσ為先驗的單位權(quán)中誤差。0平差所用的誤差方程就是通過上面的方法列出的，但為了使平差進行下去，還必須引標作為起算的位置基準，即可有一個基準方程：「dX]「X0]「X]iiii5「1GT1 0]0]Tnn根據(jù)上面的觀測方程和基準方程，按照最小二乘原理進行平差解算，得到平差結(jié)果?！竇「X0]「d]|1|||dY||4.單位權(quán)方差的檢驗平差后單位權(quán)方差的估值σ20σ2應與平差前先驗的單位權(quán)方差0一致，判斷它們是否一致可以采用X2-檢驗。σ20=σ20σ20豐σ20σ2=<σ2<;其中a為顯著性水平6GPS網(wǎng)的三維聯(lián)合平差一般是在某一個地方坐標系下進行的，平差所采用的觀測量除了GPS基線向量外，有可能還引入了常規(guī)的地面觀測值，這些常規(guī)的地面觀測值包括邊長觀測值、角度觀測值、方向觀測值等；平差所采用的起算數(shù)據(jù)一般為地面點的三維大地坐標，除此之外，有時還加入了已知邊長和已知方位等作為起算數(shù)據(jù)。二維聯(lián)合平差與三維聯(lián)合平差很相似，不同的是二維聯(lián)合平差一般在一個平面坐標系下進行。與三維聯(lián)合平差一樣的是，平差所采用的觀測量除了GPS基線向量外，有可能還引入了常規(guī)的地面觀測值，這些常規(guī)的地面觀測值包括邊長觀測值、角度觀測值、方向觀測值等；平差所采用的起算數(shù)據(jù)一般為地面點的二維平面坐標，除此之外，有時還加入了第3節(jié)GPS網(wǎng)平差的過程一、提取基線向量，構(gòu)建GPS基線向量網(wǎng)必須選取相互獨立的基線，若選取了不相互獨立的基線，則平差結(jié)果會與真實的情況所選取的基線應構(gòu)成閉合的幾何圖形。主要達到以下幾個目的：的基線，需要進行相應的處理，必須使得最后用于構(gòu)網(wǎng)的所有基線向量均滿足質(zhì)量要7調(diào)整各基線向量觀測值的權(quán)，使得它們相互匹配。在進行完三維無約束平差后，需要進行約束平差或聯(lián)合平差，平差可根據(jù)需要在三維空間進行或二維空間中進行。根據(jù)基線向量的改正數(shù)的大小，可以判斷出基線向量中是否含有粗差。具體判定依據(jù)是，若在進行質(zhì)量評定時，發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題，需要根據(jù)具體情況進行處理，如果發(fā)現(xiàn)構(gòu)成GPS網(wǎng)的基線中含有粗差，則需要采用刪除含有粗差的基線、重新對含有粗差的基線進行解算或重測含有粗差的基線等方法加以解決；如果發(fā)現(xiàn)個別起算數(shù)據(jù)有質(zhì)量問題，則應該放棄有質(zhì)量問題的起算數(shù)據(jù)。第4節(jié)GPS網(wǎng)平差中起算數(shù)據(jù)的檢驗在進行GPS網(wǎng)的約束平差或聯(lián)合平差時，起算數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢驗是很必要的，由于在一、方差檢驗法在進行三維無約束平差，要進行方差估計，調(diào)整觀測值的權(quán)，直至驗后的單位權(quán)方差iσit為在顯著性水平c下的t分itii8與先驗的單位權(quán)方差相容2。在進行約束平差時，以三維無約束平差所得到的驗后單位權(quán)方差作為先驗的單位權(quán)方差，逐個加入起算數(shù)據(jù)進行平差解算，同時檢驗驗后的單位權(quán)方差與先驗的單位權(quán)方差之間的相容性，當在加入了某一起算數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)它們不一致，則說明該起算數(shù)據(jù)可能存在質(zhì)量問題。符合路線法是從一個起算點通過一條由GPS基線向