浅析GPS网基线平差设置及精度分析方法

2019-07-20张明姜春勤

魅力中国 2019年7期

张明姜春勤

(中国平煤神马集团勘探工程处，河南平顶山 467000)

一、引言

GPS控制网外业观测结束网平差前，应先对外业观测数据粗加工处理，经过数据传输和数据分流建立多种观测文件：观测数据文件、载波相位和伪距观测文件、星历数据文件、电离层参数和UTC参数文件、测站信息文件，通过对各种数据文件预处理，剔除粗差，删除无效数据，统一数据格式，探测并修复周跳，复原观测值，并对观测值进行对流层改正、电离层改正及其它改正，而后进行基线平差，网平差，最后再对观测结果进行精度分析。

二、GPS基线处理

（一）基线处理设置

1.基线处理参数选择：全局基线或独立基线。2.合格基线设置：全局合格基线设置或独立合格基线。3.起算坐标：全局起算坐标或独立起算坐标。

选全局对所有基线起作用，选独立对选定基线起作用。

（二）观测时段

观测时段内有效时段的设置,无效历元的剔除。选择同步卫星，选择几何强度因子较好的多颗同步卫星观测数据，对其处理，取出同步信号较好的区段参与计算。

（三）观测波段选择

信号载波的波段形式选择：有自动、L1、L2、LW、LN等多种形式。

（四）改正模型

对流层延迟改正，电离层延迟改正，还有其它改正。

（五）起算坐标来源

起算数据来源于：观测文件记录或设置坐标；观测文件单点定位解算结果；观测站自由网平差结果；观测站初始坐标或设置坐标等。

（六）基线解算

基线解算结果有：合格固定解；固定解；浮点解；三差解。

（七）其它设置

基准卫星的选择；历元间隔的确定，一般为60″；卫星高度角的确定通常15°。

（八）基线处理

软件平差处理时，先对基线设置，再自动解算，并进行各种限差检核，限差附合要求，进行下部程序，若外业观测条件差，基线初步平差后，应先查看基线详解，分析解算结果，人工剔除处不合格基线，而后再平差。如果仍不能满足要求，就必须外业返工，重新观测，平差解算，直到基线解算合格。

三、GPS网平差设置

（一）起算数据的设置

1.一个己知点的约束平差：GPS网与国家大地网联合平差时，根据原点在两坐标系统坐标差确定平移参数，只是将GPS三维基线网作平移变换，平移后GPS网与国家大地网原点相同。

2.两个己知点的约束平差：通过平移变换后，两网在尺度和方向上还须改正，分别为GPS网和国家大地坐标系下的边长及方位角，ds是边长改正，da是方向改正。

3.三个以上己知点的约束平差：通过分组平差可对己知点进行精度及可靠性分析，选出平差精度最高，且己知点在网中分布较合理的最优组，避免低精度起算点或含有粗差的起算数据对整网约束平差的影响。

四、基准点的选择

（一）自动选择

利用平差软件自动功能，二维投影时选择网中任意点的单点定位坐标作为投影起算数据，由于任意点选择的随机性，可能选择低精度的点作为起算点，二维约束平差后整网精度降低。

（二）人工选择

人工确定高精度的三维基准点约束平差，提高整网精度。

基准点坐标引起系统误差的影响如下表

基准点坐标精度（m）最大影响值(mm)1km 10km 100km 20 1 10 100 2 0.1 1 10 0.2 0.01 0.1 1 0.02 0.001 0.01 0.1

（三）坐标系的选择

北京54坐标系；西安80坐标系；2000国家坐标系；WGS—84坐标系；自定义坐标系；

五、平差方法的选择

（一）自由网平差

自由网平差，就是控制网不引入外部基准，即使引入了外部基准，也不引起观测值的变形与改正。平差的目的：检验GPS网内符合精度及有无明显的系统误差和粗差，用网中公共点的GPS大地高与正常高，组网联合平差，确定网中其它各点正常高。GPS网中基线向量本身提供了尺度信息和定向信息，三维无约束平差只须引入基准信息。引入基准信息的方法有两种：一是网中有高等级GPS点，将其坐标作为位置基准；二是无高级GPS点，取网中任意一点的伪距定位置，作为固定点坐标的起算数据。