静态GPS数据后处理的一些技巧

第一篇：静态GPS数据后处理的一些技巧

静态GPS数据后处理的一些技巧

目前国内外市场上的静态GPS接收机技术已经趋于成熟，集成度也很高，外业操作十分简单易学，但是相对而言，静态GPS数据的内业处理要求一定的专业知识和专业技巧，通过几年的GPS产品开发，长时间的仪器测试使用，和多次与用户面对面的交流，将在静态GPS数据后处理中最常见的一些问题的解算技巧做了一些总结，下面将以我公司的后处理软件为例讲解说明。

在进行GPS静态数据后处理之前要先导入数据文件，目前市场上常见的几种数据格式主要有

CMC(*.CMC)、Rinex(*.??0)、JAVAD(*.JPS)、Novate(*.OBS)几种，其中Rinex是通用的标准数据格式，一般的后处理软件都可以将自己公司专用的数据格式转换为标准格式，有时如果用源文件解算结果不理想，可试着先将源文件转换为标准数据格式后再重新进行解算，比对解算结果，查找问题所在。另外，如果解算中发现有的基线解算结果较差，可以将该条基线的两个测点的Rinex数据文件打开查看一下原始记录数据是否存在误差，Rinex数据文件格式如下图所示：

上图所示的数据采样间隔为5秒，从左到右，分别是：4 2881419.***4***

年 月日 小时分秒间隔符卫星编号ID

注：日期时间是美国时区。

各个GPS接收机厂家所采用的采样间隔不相同，但两条数据之间的时间间隔应该一致，否则说明原始记录数据有误。采样间隔一般不会大于60秒，如果发现数据采样间隔过大，一是用户在设置参数时有误，二则是原始数据记录出错。

导入数据后开始基线解算，也就是数据预处理。

（1）一般情况下会有少数几条基线解算不成功。基线信息如下图所示：检验或是查看基线解算是否成功的重要标志有两个：RATIO和RMS，如果RATIO>2 ,RMS<0.02 我们认为基线解算成功； RATIO<2且RMS>0.02 我们认为基线解算失败，注：基线解算是否成功依靠上面的标准不一定可靠，还要通过闭合差检核来确定基线解算是否成功。无论成功状态还是失败状态的基线都参加网平差计算。对于基线解算失败的基线可以重新进行基线解算；解算不好的基线可以考虑把它删除，否则将影响定位精度

（2）对于解算不成功的基线可以修改解算时的一些系统参数，重新解算，如下图所示：

在外业测量时，测站点距离一般较大，测量人员在实施测量时会约定好每个测点的测量时间，但在实

际操作的搬站中，每个时段的起始时间总会有些误差，有时积累到后来时间误差已经相当大，这样的话，同一时段的数据匹配度就较差，此时可以通过调整起始历元和结束历元来提高数据匹配度，在如上图所示的数据历元为0～85，可以将起始历元调高或是结束历元调低后重新解算基线，查看结果。基线解算时屏幕右边同时显示出卫星残差周跳图及基线向量名（*.RES）、RATIO、RMS、距离等。其中横坐标代表历元数；不同颜色的线条代表不同的卫星。代表某一颗卫星的线条越平稳表明数据越可靠，如果发现在起始或是结束的某段历元卫星数据普遍跳跃较大，可以通过调整起始历元和结束历元的值剔除某段时段的数据，不再参与解算以提高解算精度。

采样率如果取值为1，表示每个历元都作为有效数据参加解算；如果取值为2，表示每隔一个历元的数据为有效数据。取值数越大，读入有效数据数目越少，解算速度越快。缺省值为3，可以改变解算时的数据采样率，上图中的解算数据间隔为3，可以调高为5或是调低为1后，重新解算基线，有时同一时段的卫星数据在不用的采样率下匹配程度不一，则会导致解算结果不同，提高或降低精度。

截止角缺省值一般为15度，低于卫星高度截止角的数据不参加解算。如果基线解算达不到要求，可以适当调高截止角的值，但截止角并非越高越好，建议不要超过25度，截止角过高会引起电离层折射误差的加大。

上面说过在屏幕右边同时显示出卫星残差周跳图及基线向量名（*.RES）、RATIO、RMS、距离等。其中横坐标代表历元数；不同颜色的线条代表不同的卫星。代表某一颗卫星的线条越平稳表明卫星数据越可靠。明显可以看出，品红颜色线条代表的12号卫星有两次较大的跳跃，如果此时基线解算精度不够，可以考虑通过卫星删除功能剔除12号卫星数据，不再参与解算。取值为 3，表示 3 号卫星所有数据被删除。最多只能删除2颗卫星。尽量不要删除卫星数据。

基线解算有几种不同的解算方式：可进行L1单频解、L2单频解、Widelane双频宽项解、Narrowlane双频窄项解及Ion-free双频去电离层解等。缺省的解算方式是L1单频解，这个功能项在数据预处理中用的不多。

注：采取一些解算技巧并不能对本身存在质量问题的野外观测数据进行绝对的弥补，在对解算不成功的基线数据进行了充分的检核和分析后，仍不能满足工程要求的情况下应进行野外返工观测。

数据预处理只是对观测数据质量的一种检测，如果要作为可用的坐标成果输出，在基线解算成功和闭合差合格后，还要进行网平差。

（1）GPS数据文件是WGS-84坐标系下的观测结果，可以先进行自由网平差，以检核GPS网的内部符合精度，也就是相对精度，相对精度用户可以根据GPS控制网设计的精度要求自行确定。

（2）实际应用中，往往要求得各GPS点在国家坐标系中的坐标值，为此还要进行坐标转换，将GPS点的坐标值转换为国家坐标系坐标值。也可以将GPS网与地面网进行联合平差，包括固定地面网点已知坐标、边长、方位角、高程等的约束平差，坐标转换，或将GPS基线网与地面网的观测数据一并联合平差。

平面坐标有两选项：平移、平移+旋转+尺度。只求平移参数时一个已知点即可，而后一选项则需要两个或者两个以上的固定点坐标；高程拟合有五选项：平移、平面拟合、XY二次曲面拟合、XX+YY二次曲面拟合、XX+YY+XY二次曲面拟合。平移只需要一个已知的海拔高，平面拟合需要三个已知的海拔高，而曲面拟合需要四个以上已知的海拔高。

还应注意，在进行约束网平差时，对于使用三个以上固定点的GPS网，应分别输入固定点进行平差计算，以检核约束条件的精度及可靠性，然后选择与GPS网相兼容的固定点进行最终平差计算。约束网平差后的坐标结果可作为最终结果输出。

在实际应用中情况千变万化，上面所述只是个人的一些浅见，应根据实际的技术要求，具体问题具体解决

第二篇：GPS静态测量

实验一：GPS静态测量

一 实习目的：

通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法 二 实习地点： 三 实验原理：

GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站点的三维坐标.四 实验过程

（1）GPS静态数据采集方法及过程

1、GPS接收机的对中与整平（静态数据处理不需要手簿连接接收机）；

2、量取天线高，取平均值为天线高（两次天线高之差不得超

过2mm），并记录天线高和点号；

3、到了时间，按住开关键2S开机，记录开机时间；

4、测量时间到了关机，并再次测量天线高；

（2）数据处理1、2、3、4、新建项目，导入数据

基线处理设置，处理全部基线，对不符合要求的基线进行处理 进行网平差处理，包括自由网平差和二维网平差 成果报告

第三篇：GPS做静态测量

GPS做静态测量

静态差分GPS（Static differential GPS）是由两个（含）以上接收仪，进行较长时间（通常为半小时以上）的测量，其包含了一组接收仪间基线向量的决定。伪距差分原理

伪距差分是目前用途最广的一种技术。几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。国际海事 无线电委员会推荐的RTCM SC-104也采用了这种技术。在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值 加以比较。利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差。然后将所有卫星的测距误差传输 给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置，就可消去公共误差，提高定位精度。

随着GPS技术的进步和接收机的迅速发展，GPS在测量定位领域已得到了较为广泛的应用。但是，针对不同的领域和用户的不同要求，需要采用的具体测量方法是不一样的。一般来说，GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式，而静态测量模式又分常规静态测量模式和快速静态测量模式，动态测量模式分准动态测量模式（后处理动态，走走停停）和实时动态测量模式，实时动态测量模式分DGPS和RTK方式。下面分别介绍如下：

1、常规静态测量

这种模式采用两台(或两台以上)GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm十1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。

2、快速静态测量

这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。

3、准动态测量

这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态，除了观测时间不一样外，它要求移动站在搬站过程中不能失锁，并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化（采用有OTF功能的软件处理时例外）。

这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km。

另外，有一种连续动态测量，也属于这种模式。这种测量是在一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星。流动接收机在初始化后开始连续运动，并按指定的时间间隔自动记录数据。这种方法常用于精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。

4、实时动态测量：DGPS和RTK

前面讲述的测量方法都是在采集完数据后用特定的后处理软件进行处理，然后才能得到精度较高的测量结果。而实时动态测量则是实时得到高精度的测量结果。这种模式具体方法是：在一个已知测站上架设GPS基准站接收机和数据链，连续跟踪所有可见卫星，并通过数据链向移动站发送数据。移动站接收机通过移动站数据链接收基准站发射来的数据，并在机进行处理，从而实时得到移动站的高精度位置。

DGPS通常叫做实时差分测量，精度为亚米级到米级，这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站，移动站接收到RTCM数据后，自动进行解算，得到经差分改正以后的坐标。

RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似，只不过是基准站将观测数据发送到移动站（而不是发射RTCM数据），移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理，从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。这种方法的精度一般为2厘米左右。

第四篇：GPS静态工作流程

GPS静态工作流程

找到导线点——架好三角架——调置模式（静态观测）——安置基头——对准观测点——调平水准管——用卷尺量好仪高——记录基头型号和代码——用对讲机相互联络——统一时间开机——记录时间，人不得走开（随时观测基头工作情况）——再过一小时后，同时联络关机——拆分基头组装入箱——再次检测有没有掉落的仪器零件——再去下一个点测量——记录好关机时间

1.F键查看模式：①基准站模式：蓝牙红色，电池绿色。②移动模式：STA点显示红色

2.红色灯下：①STA：移动模式

②蓝牙：基站模式

③电池：静态模式

3.绿色灯下：①STA：内置电台

②蓝牙：网络模块

③电池：外接电源（电瓶）

4.蓝色功能键FN+开机键一起按时冷启动

5.蓝色功能键+开机键+长条键一起按后输入小数点25326

6.双击蓝牙发射塔——设备（扫描）——配对——下一步（打对号）——选择端口——完成——OK

7.配置——仪器设置——移动站设置——调节差分格式（RTCA）

8.新建工程——选择坐标系统——编辑——中央子午线——确定

9.①输入——求转换参数——增加（坐标和H）——确定——读取当前点坐标——杆高（2米）——增加——确定——保存——应用

②先（点测量）采集两个数据——输入——求转换参数——增加（已知点）——确定——从坐标管理库选点——重复以上步骤

10.测量——自动测量——设置（距离、时间）——确定——开始（是）

11.工具——数据后处理——输出坐标成果——控制点测量——保存 12工具——其他计算——面积计算——第二个图标——第四个图标

第五篇：静态GPS实验报告

GPS静态测量实习报告 学院：

专业：

学号：

姓名：

组号：土木与水利工程学院测绘工程09-1班王震阳20094176C6

一、实验目的和要求

⑴了解静态GPS测量系统的组成部分。

⑵了解静态GPS相对定位模式的作业方法。

⑶了解GPS观测数据在计算机上的处理过程。

二、实验仪器和工具

1.外业：南方s82静态GPS接收机1套（7台）、已充电锂电池7块、对点器基座7套、铝合金三脚架7个。

2.内业：数据传输电缆1根、数据处理软件（南方

GPS）（含采集器与计算机通讯软件、基线向量处理软件、网平差及坐标转换软件）

三、实验环境

外业: 合肥工业大学南区

内业：南方GPS数据处理软件

四、实验成果

见《C6组GPS成果报告》

五、实验小结

可以说我们本次GPS静态测量实习，一共进行了三次尝试才最终将成果打印出来。前两次的失败有仪器的原因有人为的原因。第一次失败是因为学校的GPS仪器注册码过期导致无法继续工作而中途废弃。回到宿舍后我们给南方公司要了注册码将班级的所有仪器均注册了一下才使仪器可以使用。第二次失败是因为我们在观测的过程中有一台仪器没有电了，我们换了一节电池后，回来发现基线解算不合格。经过多次尝试还是没有合格后，我们组决定重新再来，进行了第三次GPS测量，这一次我们在前两次失败的经验教训之上终于完成了合格的解算工作。

正真正的实习过程中总会出现各种各样的错误，有些可能是我们经验不足导致的，有些可能是外界原因导致的。反正不管什么原因我们都要有能力去探索解决问题的方法。