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文檔簡介

1、靜態操作流程及HGO后處理軟件介紹趙小偉廣州中海達衛星導航技術股份有限公司常見定位技術根據定位模式:單點定位(絕對定位)相對定位差分定位根據定位時接收機天線的運動狀態: 靜態定位 動態定位根據定位時效: 實時定位 事后定位根據觀測值類型: 偽距測量 載波相位測量相對定位 定義 確定進行同步觀測的接收機之間相對位置的定位方法,稱為相對定位。換句話說相對定位的目的在于確定兩點間的矢量,通常稱為基線。特點優點:定位精度高缺點: 多臺接收共同作業,作業復雜 數據處理復雜 不能直接獲取絕對坐標應用 高精度測量定位及導航在絕對定位和相對定位中,又都分別包含靜態定位和動態定位兩種方式,即: 靜態絕對定位、動

2、態絕對定位; 靜態相對定位、動態相對定位。 靜態相對定位 普通靜態定位(1)作業方式: 采用兩臺(或兩臺以上)接收設備,分別安置在一條或數條基線的兩個端點,同步觀測4顆以上衛星,每時段長45分鐘至2個小時或更多。 (2)精度: 基線的相對定位精度可達5mm+1ppmD,D為基線長度(KM)。(3)適用范圍: 建立全球性或國家級大地控制網,建立地殼運動監測網、建立長距離檢校基線、進行島嶼與大陸聯測、鉆井定位及精密工程控制網建立等。(4)注意事項: 所有已觀測基線應組成一系列封閉圖形,以利于外業檢核,提高成果可靠度。并且可以通過平差,有助于進一步提高定位精度。靜態相對定位 快速靜態定位(1)作業方

3、法: 在測區中部選擇一個基準站,并安置一臺接收設備連續跟蹤所有可見衛星;另一臺接收機依次到各點流動設站,每點觀測數分鐘。 (2)精度: 流動站相對于基準站的基線中誤差為5mm1ppmD。(3)應用范圍: 控制網的建立及其加密、工程測量、地籍測量、大批相距百米左右的點位定位。(4)注意事項: 在測量時段內應確保有5顆以上衛星可供觀測;流動點與基準點相距應不超過20km;流動站上的接收機在轉移時,不必保持對所測衛星連續跟蹤,可關閉電源以降低能耗。(5)優缺點:優點: 作業速度快、精度高、能耗低;缺點:二臺接收機工作時,構不成閉合圖形,可靠性差。 1、選點和埋石、制定觀測計劃 2、野外觀測野外觀測

4、3、數據的下載 4、靜態GPS數據處理 4 4 靜態靜態GPSGPS操作流程操作流程1.選點和埋石、制定觀測計劃 選點選點:觀測站位置的選擇。在:觀測站位置的選擇。在GPSGPS測量中并不要求觀測站測量中并不要求觀測站之間相互通視,網的圖形選擇也比較靈活,因此選點比經之間相互通視,網的圖形選擇也比較靈活,因此選點比經典控制測量簡便得多。典控制測量簡便得多。 埋石埋石:在:在GPSGPS測量中,網點一般應設置具有中心標志的標測量中,網點一般應設置具有中心標志的標石,以精確標志點位。具體標石類型及其適用級別可參照石,以精確標志點位。具體標石類型及其適用級別可參照全球定位系統(全球定位系統(GPSG

5、PS)測量規范)測量規范。 制定觀測計劃制定觀測計劃在施測前,建議用戶根據網的布設方案、規在施測前,建議用戶根據網的布設方案、規模的大小、精度要求、模的大小、精度要求、GPSGPS衛星星座、參與作業的衛星星座、參與作業的GPSGPS數量數量以及后勤保障條件(交通、通信)等,制定觀測計劃:以及后勤保障條件(交通、通信)等,制定觀測計劃:1 1、確定工作量、確定工作量、2 2是否采用分區觀測是否采用分區觀測 、3、選擇觀測時段選擇觀測時段 4 4、確定觀測進程及調度確定觀測進程及調度1 1、擺站:對中、整平、擺站:對中、整平2 2、量取儀器高、量取儀器高( (斜高或垂直高斜高或垂直高, ,異步環、

6、不同廠家、不同型異步環、不同廠家、不同型號儀器混合測量號儀器混合測量) )3 3、按電源燈開機(鎖星一分鐘后開始記錄)、按電源燈開機(鎖星一分鐘后開始記錄)4 4、手工記錄測站信息(測站名、儀器編號、儀器高、開始、手工記錄測站信息(測站名、儀器編號、儀器高、開始及結束時間)及結束時間)2.2.野外觀測野外觀測3.野外觀測靜態數據記錄信息 儀器號碼儀器號碼: 機身編號(如:0838268) 開機時間開機時間: GPS時間+8小時=北京時間 測站點名站點名: (字母+數字)四個字符(如:GP03) 儀儀 器器 高高 : 單位米,精確到0.1毫米(如:1.6586)注意: 這四個信息是最基本的信息,

7、一定要記錄;當天數據當天編輯下載到電腦保存.4.4.數據下載數據下載將將iRTK2連接上電腦后,直接從連接上電腦后,直接從GNSS盤中拷出文件即可。盤中拷出文件即可。觀測時段定義從觀測站上開始接收衛星信號起至停止觀測間的連續工作時間段稱為觀測時段注意對于時長超過4H的數據HGO處理數據時以4H為一個時段處理基線向量基線定義基線向量是利用進行同步觀測的GPS接收機所采集的觀測數據計算出的接收機間的三維坐標差,簡稱基線閉合環閉合環是由多條基線(2)向量首尾相連所構成的閉合圖形環閉合差是組成閉合環的基線向量按同一方向(順時針或逆時針)的矢量和。定義環閉合差由5條基線向量所構成的閉合環環閉合差同步觀測

8、環是三臺或三臺以上的GPS接收機進行同步觀測所獲得的基線向量構成的閉合環,簡稱同步環。 同步觀測環同步環定義由于同步觀測基線間具有一定的內在聯系,從而使得同步環閉合差在理論上應總是為0的,如果同步環閉合差超限,則說明組成同步環的基線中至少存在一條基線向量是錯誤的.但反過來,如果同步環閉合差沒有超限,還不能說明組成同步環的所有基線在質量上均合格。若一組基線向量中的任何一條基線向量皆無法用該組中其他基線向量的線性組合來表示,則該組基線向量就是一組獨立的基線向量。 獨立基線向量定義滿足以下條件之一1)一組未構成任何閉合環的基線向量2)一組雖然構成了若干閉合環的基線向量,但所構成的環均為非同步環獨立觀

9、測環異步環獨立觀測環是由獨立基線所構成的閉合環,即前面的非同步觀測環,也被稱為異步環。定義根據GPS測量的精度要求,為獨立環閉合差制定一個合適的限差(GPS測量規范中已作了相應的規定)。用戶能通過此項檢驗較為科學地評定GPS測量的質量。與同步環檢驗相比,獨立環檢驗能更加充分地暴露出基線向量中存在的問題,更客觀反映GPS測量的質量。二、軟件靜態數據處理流程對整網進行平差檢查和打印成果創建工程項目GNSS 基線處理導入野外觀測數據2.建立一個新的項目執行主程序,啟動后處理軟件:2.建立一個新的項目點擊 “文件”“屬性”,設置項目屬性。或者管理區中選擇“項目屬性”2.建立一個新的項目a)基本信息基本

10、信息的內容都會顯示在網平差報告中(除施工單位和測量員項)。時間在時間在GNSS測量中是一個非常重要的基測量中是一個非常重要的基本量,由于協調世界時(本量,由于協調世界時(UTC)精度高且)精度高且穩定,故穩定,故GNSS測量時通常統一采用協調測量時通常統一采用協調世界時(世界時(UTC)作為計時方法。北京標準)作為計時方法。北京標準時(時(BST)是我國采用的時間系統,符合)是我國采用的時間系統,符合我國的時間概念、使用方便。若統一采用我國的時間概念、使用方便。若統一采用北京標準時(北京標準時(BST)記錄時,兩者可用)記錄時,兩者可用式換算,此時應注意日前變式換算,此時應注意日前變化,如某日

11、化,如某日UTC時間為時間為20:00,換算后則,換算后則為第二天北京時間為第二天北京時間04:00。2.建立一個新的項目b)限差限差的設置很重要,可以選擇使限差的設置很重要,可以選擇使用國家規范或者自定義限差,用國家規范或者自定義限差,國家規,國家規范限差的設置來進行,國家規范范限差的設置來進行,國家規范標準請參考對應國家規范,標準請參考對應國家規范,HGO 軟件可以選擇采用軟件可以選擇采用全球定系統全球定系統 GPS測量規范測量規范2001版、版、全球全球定位系統定位系統GPS測量規范測量規范2009版、版、全球定位系統城市測量技術規全球定位系統城市測量技術規程程 1997 版、版、衛星定

12、位城市測衛星定位城市測量技術規范量技術規范2010 版等。版等。2.建立一個新的項目c)高級高級界面里的設置決定了項目在進行數據處理時的控制選項,如以ZHD文件的前幾位字符作為點名、靜態基線最小觀測時間、動靜態基線最小觀測時間、基線最大長度、生成重復基線與閉合環的時間等等。觀測文件站點名:文件名前觀測文件站點名:文件名前4或者或者8個字符,選擇不一樣對后續的影個字符,選擇不一樣對后續的影響是不一樣的。此處先選擇響是不一樣的。此處先選擇4來說來說明后續問題。明后續問題。2.建立一個新的項目點擊 “文件”“坐標系統設置”,可進行坐標系統設置。或在管理區“項目”中選擇“坐標系統”這里主要是對地方參考

13、橢球和投影方法及參數進行設置。2.建立一個新的項目a)橢球G P S 采 集 的 數 據 時 基 于采 集 的 數 據 時 基 于WGS-84橢球的,所以橢球的,所以為為WGS-84;最終我們要;最終我們要的坐標是什么,北京的坐標是什么,北京54,國,國家家80,CGCS2000還是什么,還是什么,這依據具體工程來決定,每這依據具體工程來決定,每種坐標會對應于一個橢球,種坐標會對應于一個橢球,所以所以千萬別選錯千萬別選錯了!了!2.建立一個新的項目b)投影我們最后得到的坐標往往是我們最后得到的坐標往往是平面坐標,所以需要投影設平面坐標,所以需要投影設置,在求平面坐標時,我們置,在求平面坐標時,

14、我們是用經差和緯度通過投影正是用經差和緯度通過投影正算得到的,而經差是靠經度算得到的,而經差是靠經度與其中央子午線相減得到的,與其中央子午線相減得到的,所以在投影設置中要告訴你所以在投影設置中要告訴你采用的是什么投影,中央子采用的是什么投影,中央子午線是多少。午線是多少。2.建立一個新的項目c)保存坐標系統坐標系統設置完成后,一定坐標系統設置完成后,一定要保存一個坐標轉換文件名。要保存一個坐標轉換文件名。這樣在一個地區可以多次調這樣在一個地區可以多次調用。用。2.建立一個新的項目一個項目在工作時,會生成一些必需文件,這些文件會保存在項目路徑及其子目錄中。我們查看工作,可以看到在工作目錄下,共生

15、成了一個項目文件 *.HGO,一個坐標轉換文件*.dam以及7個子目錄。Adjust文件夾里保存平差相應信息,Baseline文件夾里保存基線處理的中間信息,Copy文件夾里備份了上次保存的項目工程,EphBinData文件夾里保存星歷數據,ObsBinDat文件夾里保存觀測數據,Report目錄用來保存報告文檔,Rinex文件夾里保存由觀測文件轉換成的 Rinex文件。所有的數據及中間處理結果都保存在項目這樣,一個項目完成后,可以將整個目錄及其子打包、保存。此外,項目文件夾可進行整體移植,即將一臺電腦上的項目文件夾移到另外一臺電腦上打開。3.導入數據點擊 “文件”“導入”,可進行導入文件欄。

16、HGO數據處理軟件支持靜態文件(*.ZHD、*.GNS)、Rinex文件、SP3星歷文件的導入。“導入文件”:導入單個或多數據文件。“導入目錄”:導入所選文件夾下的所有數據文件。3.導入數據(1)中海達觀測文件HGO數據處理軟件一般用文件名來區分不同的觀測文件。通常數據處理軟件一般用文件名來區分不同的觀測文件。通常的觀測文件由的觀測文件由組成,如一個組成,如一個ZHD觀測文件觀測文件的文件名為的文件名為ABCD1234.ZHD。比如,一個項目中不。比如,一個項目中不允許同時存在文件名為允許同時存在文件名為ABCD1234.ZHD及及ABCD1234.01O的觀的觀測文件。測文件。一個觀測文件名

17、通常由一個觀測文件名通常由和和組成,這樣,在一個項目組成,這樣,在一個項目內,可以保證觀測文件名各不相同。內,可以保證觀測文件名各不相同。3.導入數據(1)中海達觀測文件對于一個*.ZHD靜態觀測文件,一個8個字符的文件名是這樣組成的:u點名點名觀測文件名中,前面觀測文件名中,前面4個個!表示點名,點名可以由字符和數字組表示點名,點名可以由字符和數字組成,也可以由兩個中文字符組成。軟件在加載觀測文件后,將成,也可以由兩個中文字符組成。軟件在加載觀測文件后,將根據文件名自動分解出點名,如點名不足四個字符,則采集軟根據文件名自動分解出點名,如點名不足四個字符,則采集軟件的數據傳輸軟件將自動在點名之

18、前以下劃線件的數據傳輸軟件將自動在點名之前以下劃線_自動湊足自動湊足4個字個字符,如點名符,如點名A將生成將生成_A。u時段時段后面三個數字及一個英文字符或數字后面三個數字及一個英文字符或數字$#表示時段。其中,表示時段。其中,$表示年積日,即觀測時間處于一年中的第幾天,表示年積日,即觀測時間處于一年中的第幾天,#表示當天表示當天的觀測期序,可用的觀測期序,可用0、1、2、3、A、B、C、Z來表示。來表示。3.導入數據(2)中海達接收機下載的文件格式中海達V30接收機在外業靜態觀測結束后,通過下載的數據文件名能夠看到的信息包括儀器序列號的后三位,年積日及觀測的時段。如_9013110.ZHD和

19、_9013111.ZHD(2011年觀測)從這兩個文件名中我們能夠看到:a)儀器序列號的后三位901,即這兩個文件都是3004901這臺儀器觀測的;b)年積日311,根據計算應該為11月7日;c)觀測時段0、1,第一個時段和第二時段觀測的數據;我們根據文件名可以知道這個數據的一些信息:儀器序列號后三位為901的中海達V30接收機于2011年11月7日進行了觀測,這兩個文件分別為那天第一個時段和第二觀測時段觀測的數據。3.導入數據如果在如果在“項目屬性項目屬性”“高級高級”中觀測文件站點名:文件名前選中觀測文件站點名:文件名前選擇擇4個字符,個字符,HGO數據處理軟件數據處理軟件會用文件名的前四

20、位作為點名,會用文件名的前四位作為點名,如如_9013110.ZHD和和_9013111.ZHD,軟件導入數據后會認為觀測點的軟件導入數據后會認為觀測點的點名都為點名都為901,軟件是這么想都是,軟件是這么想都是901就應該是同一點,將它們歸到就應該是同一點,將它們歸到一起,但事實上外業觀測時儀器一起,但事實上外業觀測時儀器第一次是架在點名為第一次是架在點名為KDSP,第二,第二次是架在點名為次是架在點名為KD1#,所以把它,所以把它們歸到一起是錯誤的!因此,們歸到一起是錯誤的!因此,我們對點名的處理是非常必要我們對點名的處理是非常必要的!的!3.導入數據觀測文件站點名:文件名前選擇 個字符的

21、效果圖觀測文件站點名:文件名前選擇 個字符的效果圖,與實地相符,但點名不明確3.導入數據(3)如何保證點名的正確性方法1.直接對外業觀測文件改點名和儀器高方法2.利用軟件對點名進行更改3.導入數據方法1.直接對外業觀測文件改點名和儀器高找到原始觀測文件后,右擊點“打開”彈出“設置ZHD文件”對話框,根據外業觀測記錄,對點名和天線高進行相應設置3.導入數據方法2.利用軟件對點名及儀器高進行更改3.導入數據修改后效果技巧:技巧:因為在因為在“項目屬性項目屬性”“高級高級”中觀測文件站點名:文件名前默認選擇中觀測文件站點名:文件名前默認選擇4個個字符,則軟件默認文件名的前字符,則軟件默認文件名的前4

22、位為點名,但前四位中為位為點名,但前四位中為_和儀器序列號的后和儀器序列號的后三位,所以相同儀器雖然架儀器的位置不同,但軟件會認為是相同的,三位,所以相同儀器雖然架儀器的位置不同,但軟件會認為是相同的,3.導入數據修改后效果技巧:技巧:因為在因為在“項目屬性項目屬性”“高級高級”中觀測文件站點名:文件名前默認選擇中觀測文件站點名:文件名前默認選擇4個個字符,則軟件默認文件名的前字符,則軟件默認文件名的前4位為點名,但前四位中為位為點名,但前四位中為_和儀器序列號的后和儀器序列號的后三位,所以相同儀器雖然架儀器的位置不同,但軟件會認為是相同的,三位,所以相同儀器雖然架儀器的位置不同,但軟件會認為

23、是相同的,4.靜態基線處理 開始 讀入星歷數據 讀入觀測數據 三差解解算 周跳修復 雙差浮動解解算 整周模糊度分解 雙差固定解解算 結束 基線解算自檢 4.靜態基線處理基線解算的過程,實際上主要是一個利用最小二乘法進行平差的過程。平差所采用的觀測值主要是雙差觀測值。在基線解算時,平差要分5個階段進行。第一階段,根據三差觀測值,求得基線向量的初值。第二階段,根據初值及雙差觀測值進行周跳修復。第三階段,進行雙差浮點解算,解算出整周未知數參數和基線向量的實數解。第四階段,將整周未知數固定成整數,即整周模糊度固定。第五階段,將確定了的整周未知數作為已知值,僅將待定的測站點作為未知參數,再次進行平差解算

24、,解求出基線向量的最終解整數解。4.靜態基線處理按指定的數據類型錄入GNSS觀測數據后,軟件會自動分析各點位采集到的數據內在的關系,并形成靜態基線后,就可以進行基線處理了。(1)設定基線解算的控制參數(2)外業輸入數據的檢查與修改(3)基線解算(4)基線質量的檢驗4.靜態基線處理u基線解算的控制參數,用以確定數據處理軟件采用何種處理基線解算的控制參數,用以確定數據處理軟件采用何種處理方法來進行基線解算。方法來進行基線解算。u設定基線解算的控制參數是基線解算時的一個非常重要的環設定基線解算的控制參數是基線解算時的一個非常重要的環節。通過控制參數的設定可以節。通過控制參數的設定可以。u控制參數在控

25、制參數在“基線處理基線處理”“解算設置解算設置”中進行設置,主要中進行設置,主要包括包括“數據采樣間隔數據采樣間隔”、“截止角截止角”、“參考衛星參考衛星”及其電及其電離層和解算模型的設置等。離層和解算模型的設置等。或在管理區“處理基線”中選擇“處理選項”4.靜態基線處理4.靜態基線處理u高度截止角u采樣間隔u最少歷元數u觀測值u星歷類型u參考衛星u自動化處理模式u系統4.靜態基線處理u高度截止角高度截止角用來限制高度比較低的衛星數據,使其不參與基線解算。由于大氣層對高度比較低的衛星信號的影響比較復雜,難以用模型進行改正,又由于高度比較低的信號容易受到如多路徑、電磁波等各種因素的影響,因此,它

26、們的信號質量通常也比較低。所以,在數據處理中,通常將它們剔除。如單從大氣層折射的角度來看,對于短距離的觀測,可以降低高度截止角;而對于長距離的觀測,應該加大高度截止角,因為距離越短,大氣折射影響越容易相互抵消。當然,高度截止角的設置要還要視觀測站點周圍的環境如何。在野外觀測時,應根據衛星分布狀況降低高度截止角,以采集盡量多的數據,方便處理。軟件默認的高度截止角為15度。4.靜態基線處理u采樣間隔所謂數據采樣間隔,就是在基線處理時,軟件從原始觀測數據中抽取數據的間隔。比如,兩臺儀器在作靜態觀測時,設置為每5秒采集一組數據,但在內業處理時,這么高密度的的觀測數據通常并不能顯著提高基線的精度,反而會

27、大大增加基線處理的時間。因此,為提高基線處理的速度,用戶可適當增大數據處理的采樣間隔。通常認為,對于短邊,且觀測時間較短時,可適當縮小采樣間隔,而對于長邊,可適當增大采樣間隔。比如對于2公里以內的靜態基線,而觀測時間又在20分鐘以內時,我們可設置采樣間隔為5s。但基線較長時,通常可增大采樣間隔,達到60s或120s。那么,為什還需要在野外觀測時,設置比較小的采樣間隔呢?這是因為,當遇到不太好的數據時,由于觀測具有一定隨機性以及軟件本身的功能所限,通過修改歷元間隔后重新處理基線往往能改善處理結果。軟件缺省的歷元間隔會隨著觀測時變化,10分鐘內是5s,10分鐘到兩小時以內是30s,兩小時到6小時是

28、 60,6小時以上是120s。4.靜態基線處理u最少歷元數由于在觀測過程中,接收機必須觀測到連續的載波相位,如一段數據連續出現周跳,則這一段數據的質量通常是很差的,常常影響基線處理的質量,因此,通常應該將其剔除。因此,在基線處理過程中,軟件會將觀測連續歷元數不超過最小歷元數的數據段剔除。u觀測值可選擇用不同的組合觀測值來進行基線解算,比如寬項組合Lw,窄巷組合Ln等。采用自動模式時,軟件會根據基線長度選擇觀測值類型,一般小于10km的基線采用L1觀測值進行解算,大于10km的基線采用Lc消電離層組合觀測值進行解算。u星歷類型可選擇采用廣播星歷或精密來進行解算,一般長距離基線采用精密星歷可提高基

29、線解算精度,短基線采用廣播即滿足要求。4.靜態基線處理u參考衛星由于雙差觀測值是單差觀測值在衛星之間進行差分形成的,所以在組成雙差觀測值時,為了方便處理軟件采用選取參考衛星的方法。默認的設置是自動方式。這時,軟件會選取觀測數據最多、而且高度角較高的衛星作參考。但由于觀測條件影響,這樣選擇未必最合理,當參考衛星選取不當時,會影響基線處結果。這就需要用戶根據觀測數據狀態重設參考衛星。u自動化處理模式HGO的基線解算引擎具有自動剔除粗差衛星數據功能,能夠幫助用戶減少手動剔除數據的工作,在最短的時間內使得基線解算合格。當該項工作設置為“增強”時該功能才得到啟用,如果戶想手動剔除數據不希望軟件自動刪除問

30、題數據,可將此項設置為“一般”。u系統HGO軟件支持GPS、GLONASS、COMPASS三系統任意組合解算。4.靜態基線處理一般情況下,不需要更改對流層、電離設置。中長基線可根據實際情況進行設置以提高解算精度。4.靜態基線處理u粗差系數u周跳閥值uRatio限值uX2置信度(單頻)uX2置信度(雙頻)u偽距觀測值精度u相位觀測值精度u分時段解算時間間隔u自動化處理基線長度閥值u單頻固定解基線長度限制在通常情況,采用默認值即可滿足要求,不建議用戶進行非法更改,影響解算引擎的穩定性。4.靜態基線處理u粗差系數基線進行解算時根據雙差殘差大小自動剔除粗差數據的系數,即在某觀測數據產生的雙差殘差大于粗

31、系數*RMS時,剔除該觀測數據。u周跳閾值周跳修復的容忍閾值,但周跳值與其四舍五入得到的整數的差值小于該閾時進行周跳修復,否則視為粗差。uRatio限值采用Lambda算法進行模糊度固定的閾值u2置信度對RMS進行2檢驗時的置信度u偽距觀測值精度:偽距的觀測誤差4.靜態基線處理u相位觀測值精度:載波相位的觀測誤差u分時段解算時間間隔當基線數據觀測時段超過該值時分為兩個時段進行解算u自動化處理基線長度閾值采用自動化處理模型進行基線解算時,當基線長度小于該值時采用L1模型解算,大于該值時采用Lc消電離層組合觀測值模型解算u單頻固定解長基線限制單頻基線長度大于該值時不進行模糊度的固定,直接輸出浮動解

32、4.靜態基線處理“搜索全部基線閉合環與重復基線”:搜索基線網中全部的閉合環和重復基線。“搜索選定基線閉合環與重復基線”:根據設置的閉合環最大邊數和最小邊數搜索符合條件的閉合環和重復基線,搜索結果顯示在左邊樹形視圖中。4.靜態基線處理作好上述準備后,執行“基線處理”菜單下的“處理全部”,程序開始依次逐條處理全部基線并出現信息對話框。基線解算是以多程方式在后臺運行的。在運行過程中,可選擇“取消”,從而停止基線的解算。4.靜態基線處理基線解算完成后,將在計算窗口得到基線解的結果。狀態欄會有警告信息,單擊警告信息就可以在列表中顯示對應基線。4.靜態基線處理(1)基線解算時所設定的起點坐標不準確。起點坐

33、標不準確會導致基線出現尺度和方向上的偏差。(2)衛星的觀測時間太短導致這些衛星的整周未知數無法準確確定。當衛星的觀測時間太短時會導致與該顆衛星有關的整周未知數無法準確確定。而對于基線解算來講,對于參與計算的衛星,如果與其相關的整周未知數沒有準確確定的話,就將影響整個基線處理結果。(3)整個觀測時段里有個別時間段里周跳太多,致使周跳修復不完善。(4)在觀測時段內多路徑效應比較嚴重,觀測值的改正數普遍較大。(5)對流層或電離層折射影響過大。(6)電磁波影響太大。(7)接收機本身出現了問題,致使數據質量太差。比如接收機的測相精度的降低,接收機的時鐘不準確等等。4.靜態基線處理(1)基線起點坐標不準確

34、的應對方法要解決基線起點坐標不準確的問題,可以在進行基線解算時使用坐標準確度較高的點作為基線解算的起點。較為準確的起點坐標可以通過進行較長時間的單點定位或通過與WGS-84坐標較準確的點聯測得到,也可以采用在進行整網的基線解算時所有基線起點的坐標均由一個點坐標衍生而來,使得基線結果均具有某一系統偏差然后再在GPS網平差處理時引入系統參數的方法加以解決。(2)衛星觀測時間短的應對方法若某顆衛星的觀測時間太短,則可以刪除該衛星的觀測數據,不讓它們參加基線解算,這樣可以保證基線解算結果的質量。(3)周跳太多的的應對方法若多顆衛星在相同的時間段內經常發生周跳時,則可采用刪除周跳嚴重的時間段的方法來嘗試

35、改善基線解算結果的質量。若只是個別衛星經常發生周跳,則可采用刪除經常發生周跳的衛星的觀測值的方法來嘗試改善基線解算結果的質量。4.靜態基線處理(4)多路徑效應嚴重由于多路徑效應往往造成觀測值殘差較大,因此可以通過縮小編輯因子的方法來剔除殘差較大的觀測值,另外也可以采用刪除多路徑效應嚴重的時間段或衛星的方法。(5)對流層或電離層折射影響過大的應對方法對于對流層或電離層折射影響過大的問題,可以采用下列方法:提高截止高度角,剔除易受對流層或電離層影響的低高度角觀測數據,但這種方法具有一定的盲目性,因為高度角低的信號不一定受對流層或電離層的影響就大。分別采用模型對對流層和電離層延遲進行改正。如果觀測值

36、是雙頻觀測值,則可以使用消除了電離層折射影響的觀測值來進行基線解算。4.靜態基線處理在基線解算時,經常要判斷影響基線解算結果質量的因素,或需要確定哪顆衛星或哪段時間的觀測值質量上有問題,殘差圖對于完成這些工作非常有用。所謂殘差圖就是根據觀測值的殘差繪制的一種圖表。選擇上一個、下一個可見各個衛星的雙差組合的殘差,如下圖所示。橫軸表示觀測時間,縱軸表示觀測值的殘差。G:GPSR:GLONASSC:BDS4.靜態基線處理下面一個圖表明這顆衛星的觀測值中含有周跳:下面一個殘差圖表明這顆衛星受不名因素,可能是多路徑效應、對流層折射、電離層折射、或強電磁波干擾等的影響嚴重。4.靜態基線處理當判明了影響基線

37、質量的原因后,可以通過修改基線處理設置或編輯基線時段來重復處理一條基線。在觀測數據圖中,拖動鼠標,可以選擇被刪除的數據。如圖所示,虛線框中的數據將被屏蔽,不被軟件處理。在基線測量中,有時發現基線處理不合格的情況,在這種情況下,可能需要多次修改基線處理設置或編輯時段,甚至出現基線不能求得合格解的情況。這種情況出現時,需要使這條基線不參與網平差、或將其刪除。如這條基線在基線控制網中是必不可少的,則就需要重測這條基線了。4.靜態基線處理基線解算完畢后,基線結果并不能馬上用于后續的處理,還必須對基線的質量進行檢驗。只有質量合格的基線才能用于后續的處理,如果不合格則需要對基線進行重新解算或重新測量。基線

38、的質量檢驗需要通過RATIO、RMS、點位精度這幾個質量指標來衡量基線解算的質量。uRATIORATIO即整周模糊度分解后,次最小RMS與最小RMS的比值。即:minsecRMSRMSRATIO RATIO反映了所確定出的整周未知數參數的可靠性,這一指標取決于多種因素,既與觀測值的質量有關,也與觀測條件的好壞有關。RATIO是反映基線質量好壞的最關鍵值,通常情況下,要求RATIO值大于1.8。4.靜態基線處理uRMSRMS 即均方根誤差(Root Mean Square),即:其中:V為觀測值的殘差;P為觀測值的權;n-f為觀測值的總數減去未知數個數。RMS表明了觀測值的質量。RMS越小,觀測

39、值質量越好;反之,表明觀測值 質量越差。它不受觀測條件(如衛星分布好壞)的影響。依照數理統計的理論,觀測值誤差落在1.96倍RMS的范圍內的概率是95%。fnPVVRMST4.靜態基線處理u點位精度點位精度是反應解算結果內符合精度的重要指標,是衛星星座幾何圖形強度與RMS共同作用的結果,具體又可以分為水平方向精度、垂直方向精度、基線長度精度等,軟件會根據項目屬性里限差的設置,對不同的精度指標進行檢驗。4.靜態基線處理u閉合差的定義閉合環路檢驗是檢測基線質量的有力方法。閉合環路檢驗是檢測基線質量的有力方法。閉合環可分為閉合環可分為、和和。閉合環的閉合差在理論上應為閉合環的閉合差在理論上應為0,在

40、實際測量中,允許偏離一定,在實際測量中,允許偏離一定的值,閉合環的限差請參見有關規范。的值,閉合環的限差請參見有關規范。環的閉和差有以下幾類:分量閉合差,即:全長相對閉合差,即:XYZXYZ222XYZS4.靜態基線處理u數據剔除率被刪除觀測值的數量與觀測值的總數的比值。被刪除觀測值的數量與觀測值的總數的比值。從某一方面反映出從某一方面反映出GNSS原始觀測值的質量,數據剔除率原始觀測值的質量,數據剔除率越高,說明觀測質量越差。越高,說明觀測質量越差。根據根據GB/T 18314-2009(12.2.1),同一時段觀測值的數據剔除率),同一時段觀測值的數據剔除率不宜大于不宜大于10%根據根據C

41、JJ/T73-2010(5.4.3-1),),同一時段觀測值的數據剔除率不同一時段觀測值的數據剔除率不宜宜大于大于20%4.靜態基線處理u同步閉合環同步環閉合差是由同步觀測基線所組成的閉合環的閉合差。由于同步觀測基線間具有一定的內在聯系,從而使得同步環閉合差在理論上應總是為0的。如果同步環閉合差超限,則說明組成同步環的基線中至少存在一條基線向量是錯誤的。但反過來,如果同步環閉合差沒有超限,只能認為靜態基線在質量上,絕大部分情況下是合格的,還不能說明組成同步環的所有基線在質量上絕對合格。,當同步閉合環的閉合差較小時,通常只能說明,當同步閉合環的閉合差較小時,通常只能說明GNSS基線向基線向量的計

42、算合格,并不能說明量的計算合格,并不能說明GNSS邊的觀測精度高,也不能發現接收的信號邊的觀測精度高,也不能發現接收的信號受到干擾而產生的粗差。受到干擾而產生的粗差。根據根據GB/T 18314-2009(12.2.6)和)和CJJ/T73-2010(5.4.3-3),網中任何一個),網中任何一個三邊構成的同步環閉合差應滿足下列公式的要求:三邊構成的同步環閉合差應滿足下列公式的要求:333555XYZWWW4.靜態基線處理u異步閉合環為了確保GNSS觀測效果的可靠性,有效地發現觀測結果的粗差,必須使GNSS網中的獨立邊構成一定的幾何圖形。不是完全由同步觀測基線所組成的閉合環稱為異步環。異步環的

43、閉合差稱為異步環閉合差。當異步環閉合差滿足限差要求時,則表明組成異步環的基線向量的質量是合格的。當異步環閉合差不滿足限差要求時,則表明組成異步環的基線向量中至少有一條基線向量的質量不合格。要確定出哪些基線向量的質量不合格可以通過多個相鄰的異步環或重復基線來進行。根據根據GB/T 18314-2009(12.2.7)其獨立閉合環或附合路線坐標閉合差)其獨立閉合環或附合路線坐標閉合差Ws和各和各坐標分量閉合差(坐標分量閉合差(WX、WY、WZ)2223333 3XYZSXYZWnWnWnWWWWn根據CJJ/T73-2010(5.4.3-4),異步環或附合線路坐標閉合差應滿足下列公式的要求:222

44、222XYZSXYZWnWnWnWWWW4.靜態基線處理u重復基線不同觀測時段對相同的兩個測站間的觀測結果就是所謂重復基線。這些觀測結果之間的差異就是重復基線較差。根據根據GB/T 18314-2009(12.2.4)和)和CJJ/T73-2010(5.4.3-2),復測基線的長),復測基線的長度較差度較差d應滿足下列公式的要求:應滿足下列公式的要求:2 2Sd4.靜態基線處理5.網平差基線向量處理后,用戶通常需要對基線處理結果進行進一步的檢驗,并將基線向量的成果進行優化,并轉化成用戶需要的國家坐標或地方坐標,這就是網平差所完成的工作。本軟件的網平差工作使用最小二乘法進行。HGO數據處理軟件能

45、實現自由網平差、三維約束平差、二維約束平差與高程擬合。5.網平差(1)網平差的功能、步驟HGO數據處理軟件進行網平差數據處理軟件進行網平差的基本步驟,從圖中可以看到,的基本步驟,從圖中可以看到,網平差實際上可以分為三個過網平差實際上可以分為三個過程:程:u前期的準備工作,這部分是前期的準備工作,這部分是用戶進行的。即在網平差之用戶進行的。即在網平差之前,需要進行坐標系的設置、前,需要進行坐標系的設置、并輸入已知點的經緯度、平并輸入已知點的經緯度、平面坐標、高程等。面坐標、高程等。u網平差的實際進行,這部分網平差的實際進行,這部分是軟件自動完成的;是軟件自動完成的;u對處理結果的質量分析與控對處

46、理結果的質量分析與控制,這部分也是需要用戶分制,這部分也是需要用戶分析處理的過程。析處理的過程。 提提取取基基線線向向量量構構建建G GN NS SS S 基基線線向向量量網網 三三維維無無約約束束平平差差 三三維維 質質量量分分析析與與控控制制 二二維維 水水準準擬擬合合 坐坐標標系系、網網平平差差設設置置 已已知知坐坐標標輸輸入入,如如經經緯緯度度、平平面面坐坐標標、高高程程等等 網網圖圖檢檢驗驗 5.網平差(2)網平差的前期準備工作u網平差的設置在“網平差”菜單下選擇“平差設置”,將出現平差設置對話框,該對話框可對各種平差的參數及檢驗進行設置。可以實現七參數或四參數的計算5.網平差(2)

47、網平差的前期準備工作n三維地面網約束平差從實用的角度出發,從實用的角度出發,HGO坐標轉換程序提供了兩種轉換:坐標轉換程序提供了兩種轉換:七參數模型,一步得到地方平面和水準數據。七參數模型,一步得到地方平面和水準數據。四參數加高程擬合模型,分兩步得到地方平面和水準數據。四參數加高程擬合模型,分兩步得到地方平面和水準數據。5.網平差七參數模型5.網平差四參數模型5.網平差高程擬合5.網平差高程擬合利用GNSS測量直接給出的大地高程數據,結合精密水準測量資料,便可確定計算點的高程異常,其精度主要決定于GNSS測量的精度,從而可以采用某種規律的數學面,來擬合測區的似大地水準面。當這一測區似大地水準面

48、高程的數學模型建立后,根據網點的位置參數,便可計算測區內任一點的高程異常值,這就是高程擬合。假設對于任一點(x,y),其高程異常可表示為),(yxf根據測區的實際情況,f(x,y)可取以下幾種常用形式:平移:ayxf),(平面擬合:cybxayxf),(二次曲面擬合:22),(fyexydxcybxayxf當然還可以進行更高次的擬合,但通常情況下,更高次數的擬合并不能取得更好的結果。5.網平差高程擬合已知一個點高程可以進行平移;已知一個點高程可以進行平移;已知三個或三個點以上高程,六個點以下可進行平面擬合;已知三個或三個點以上高程,六個點以下可進行平面擬合;已知六個以上高程點可進行二次曲面擬合

49、。已知六個以上高程點可進行二次曲面擬合。5.網平差(2)網平差的前期準備工作u控制點信息輸入在進行了網平差的設置后,需要輸入控制點信息,否則無法約束平差,可以在進行了網平差的設置后,需要輸入控制點信息,否則無法約束平差,可以通過下幾種方法錄入控制點信息:通過下幾種方法錄入控制點信息:在站點列表的右鍵菜單中,點擊在站點列表的右鍵菜單中,點擊“轉為控制轉為控制”將站點轉為控制點。將站點轉為控制點。在控制點列表的右鍵菜單中,擊在控制點列表的右鍵菜單中,擊“新建控制點新建控制點”加入控制點信息。加入控制點信息。 在控制點列表的右鍵菜單中,點擊在控制點列表的右鍵菜單中,點擊“導入控制文件導入控制文件”直

50、接將已有的控制點直接將已有的控制點文件導入至項目中。文件導入至項目中。在控制點信息輸入完成后,可通過擊右鍵菜單中的“保存為控制點文件”將此次錄入的控制點信息保存為單獨的文件,供下次使用。5.網平差在“全網視圖”中點擊“點”找到要輸入已知點坐標的點,然后右擊或者在在工作區中切換到“站點”中找到要輸入已知點坐標的點,然后右擊,彈出“站點”對話框,然后點擊“手動編輯”即可進行坐標輸入。u控制點信息輸入5.網平差在工作區中切換到“控制點”列表,雙擊某個站點名進行編輯。已知點是工程坐標才能勾選已知點是國家坐標才能勾選u控制點信息輸入5.網平差(3)進行網平差從“網平差”菜單下運行“平差”,將出現網平差工

51、具。通常只需點擊“全自動平差”,軟件將自動根據起算條件,完成自由網平差,84下的約束平差,以及當地三維約束平差和二維約束平差。并形成平差結果列表。可以選擇要查看的結果,點擊“生成報告”,即可查看報告。5.網平差(3)進行網平差規范要求:規范要求:根據根據GB/T 18314-2009()和)和CJJ/T73-2010(5.4.5-1-3)GNSS中,基線分量的改正數絕對值(中,基線分量的改正數絕對值(VX、 VY 、 VZ )應滿足公式:)應滿足公式:333XYZVVV檢驗未通過所反映出的問題可能是該基線或其附近的基線存在粗差。處理方法是平差中將粗差基線剔除,直至所有參與平差的

52、基線滿足要求。5.網平差(3)進行網平差根據根據GB/T 18314-2009()和)和CJJ/T73-2010(5.4.5-2-2)中,基線分量的改正數與經過剔除粗差后的無約束平中,基線分量的改正數與經過剔除粗差后的無約束平差結果的同一基線相應改正數較差應滿足公式:差結果的同一基線相應改正數較差應滿足公式:222XYZdVdVdV檢驗未通過所反映出的問題可能是作為約束的已知坐標、已知距離、已知方位中存在一些誤差較大的值處理方法是刪除這些誤差較大的約束值,直至滿足要求。5.網平差u提取基線向量網網平差運行的第一步是提取基線向量。構成基線向量網的原則是這樣的:這條基線在這個項目中

53、,并且未被刪除;具有起算點名和推算點名的基線;已經對這條基線進行了解算,并在向量列表中顯示合格的基線;該基線沒有被禁用。凡滿足上述四個條件的基線,將在網平差的第一步自動加載進來,構成基線向量網。5.網平差u基線向量網的連通檢驗如網圖沒有連通就進行平差,將出現無法收斂的情況。所以在如網圖沒有連通就進行平差,將出現無法收斂的情況。所以在網平差之前,軟件將自動對圖進行連通檢驗。如果沒有連通,網平差之前,軟件將自動對圖進行連通檢驗。如果沒有連通,將出現提示,請檢查構成基線向量網的基線向量、觀測站點名將出現提示,請檢查構成基線向量網的基線向量、觀測站點名等。檢查步驟如下:等。檢查步驟如下:首先檢查網圖是否被分割成幾部分,是否有孤立的測站點或基線,若有則首先檢查網圖是否被分割成幾部分,是否有孤立的測站點或基線,若有則必須刪除孤點或分塊進行平差;必須刪除孤點或分塊進行平差;其次檢查是否有關鍵基線沒解算成功或被禁止參與網平差,若有要對其進其次檢查是否有關鍵基線沒解算成功或被禁止參與網平差,若有要對其進行重新處理,甚至重測;行重新處理,甚至重測;再次,檢查網圖中是否有相同的測站而取了不同的測站名,在網圖上的反再次,檢查網圖

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