GPS基线解算的方法及精度分析

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1、GPS基线解算的方法及精度分析1GPS基线解算方法GPS测量数据的处理可分为基线解算和网平差两个阶段，因为GPS测量得到的是GPS相位中心到卫星发射中心的伪距，载波相位和卫星星等，使得要得到工程测量的定位成果，必须先进行基线向量解算，评定基线精度，它是GPS数据处理的重要环节，其解算质量的好坏将直接影响到GPS网的定位精度。1.1GPS定位及基线解算原理GPS技术在测量上均采用相对定位技术。即将两台GPS接收机分别安放在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。基线解算就是利用GPS接收机接收到的载波相位观测值做

2、为基本观测值，对其进行差分处理，建立观测值与基线向量的关系，通过最小二乘原理求解基线向量及其精度。利用伪距法进行GPS定位的数学表达式：P=p+c(dt-dT)+dion+dtrop(1-1)其中P为接收机到卫星的测量距离(伪距)；p为接收机到卫星的实际距离；c为光速；d为卫星钟差；dT为接收机钟差；dion+dtrop分别为电离层和对流层时延产生的距离偏差。当我们假定卫星与GPS标准时间同步，则偏差只决定于接收机时钟。由此我们可以得到四个方程：（1-2）其中Ri(i=1，2，3，4)为伪距，CB为距离校正量。第13页(共13页)1.2GPS基

3、线解算的重要影响因素及解决方案基线解算的重要影响因素主要有起算坐标不准确、卫星观测时太短、周跳过多、多路径效应、电离层传播延迟、对流层折射五大类因素。(1)起算坐标不准确基线解算时，必须有一个点的坐标作为起算，该点应为其中某个接收机的WGS-84坐标，其点位精度对基线解算精度的影响可用下式表示：（1-3）其中为起算点的坐标误差；b为基线长度(km)；b为因起算误差引起的基线向量误差可以看出：当基线长度一定时，越大，b越大。这里我们应该至少保证起算点为观测不少于30min单点定位结果的平差值所提供WGS-84系坐标。为了使起算点坐标精度更加准确，

4、我们可以利用改进单点伪距定位结果的方法：将观测的伪距定位值取平均值。(2)卫星观测时间过短卫星观测时间过短可以由以下两点来判别：①查观测数据的记录文件对每颗卫星的观测数据数量，数据量小则观测时间短。②直接查看卫星可见性图。卫星可见性图如图2所示第13页(共13页)图2卫星可见图解决办法：对于观测时间过短的卫星观测数据予以删除，不让其参加基线解算。(3)周跳过多卫星周跳可以由以下两点判别：①从基线解算后获得的观测值残差分析；②从相位观测图中看出。解决办法有：①增长历元间隔，跳过中断的数据解算；②多颗卫星经常发生周跳，可删除周跳严重的时间段；单颗卫

5、星经常发生周跳，可删除该卫星观测值；③根据测区卫星可见性预报表改变观测时段，避开周跳严重的时间段。(4)多路径效应多路径效应一般造成观测值残差偏大。减弱多路径效应的办法有：①通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；②删除多路径效应严重的时间段或卫星；③避开高反射体，采用扼流圈天线；延长每点的观测时间；④选择视野开阔地段，尽量避开高大建筑物，大面积水域等。(5)电离层传播延迟、对流层折射电离层传播延迟、对流层折射影响过大，可采用以下方法解决：①提高卫星截止高度角：TG软件默认为13度，在进行基线解算前应改为15度；②采用模型对对流层和电离层

6、延迟进行改正；TGO软件默认HOPFIELD模型；当基线长大于10km时使用；小于10km时影响可略；③若为双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。第13页(共13页)1GPS控制网基线解算的一般原则和质量分析方法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。2.1GPS控制基本作业流程在大地测量和工

7、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。2.2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据的可靠性，同时一旦发现观测数据存在问题，可以进一步分析产生问题的原因是接收机出了问题，

8、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，