《实用GPS测量数据处理教程》概述

第一篇：《实用GPS测量数据处理教程》概述

全球定位系统（Global Positioning System-GPS）作为新一代的卫星导航定位系统，经过二十多年的发展，已发展成为一种被广泛采用的系统，它的应用领域和应用前景已远远超出了该系统设计者当初的设想，目前，它在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中，都被作为一项非常重要的技术手段和方法，用来进行导航、定时、定位、地球物理参数测定和大气物理参数测定等。作为较早采用GPS技术的领域，在测量中，它最初主要用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网；现在，它除了继续在这些领域发挥着重要作用外，还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其是在各种类型的测量控制网的建立这一方面，GPS定位技术已基本上取代了常规测量手段，成为了主要的技术手段。现在，在我国采用GPS技术布设了新的国家大地测量控制网，很多城市也都采用GPS技术建立了城市控制网。

为了使大家能充分了解和掌握利用GPS定位技术建立控制网的基本原理和方法，本书将围绕着利用GPS定位技术布设控制网的全过程，介绍在布网过程中所设及到的大量理论与技术问题，内容将包括从技术设计、外业观测、基线解算、直到网平差和提交成果进行验收等各个环节，具体有以下一些内容：

1.GPS定位原理概述。在这一部分里，将简要介绍GPS系统和GPS定位的基本原理。如果读者已对此

有较全面的了解，可以跳过此部分。

2.坐标系、基准和坐标系统。介绍在采用GPS布设控制网时常用的坐标系统及各坐标系统间的转换关系。

3.GPS静态定位在测量中的应用。介绍GPS静态定位在测量中的主要应用方式及作业步骤。

4.技术设计。介绍在布设GPS网时，进行技术设计的作用、原则和内容。

5.布网方法。介绍GPS网的类型和布网方法。

6.GPS基线解算。介绍基线解算的原理、步骤、精化处理方法和质量控制方法。

7.GPS基线向量网平差。介绍GPS网平差的类型、原理、步骤和质量控制方法。

8.GPS高程。介绍采用GPS进行测定高程的方法。

9.技术总结。介绍布设GPS网时，技术总结的作用和内容。

本书的目的是使读者能够了解GPS数据处理的基本原理和过程，掌握布设GPS网及数据处理的方法，因此全书侧重于方法的介绍，对于理论问题未做过多叙述，对于这些问题，读者若感兴趣，可阅读其它有关书籍。

第二篇：GPS测量数据处理

8.1.1 GPS测量数据粗加工的两个部分

GPS测量数据的粗加工包括数据传输和数据分流两部分内容。

大多数GPS接收机采集的数据记录在接收机内存模块上。在数据通过专用电缆线从接收机传输至计算机的同时完成数据的分流，以将各类数据按照类别特性归入不同的数据文件中，数据传输和分流未作任何实质性的加工处理，只是存储介质的交换。

不同接收机的数据记录格式各不相同，难被同一处理程序所用，因而传输至计算机的数据还需解译，提取出有用信息，分别建立不同的数据文件，其中最分主要的是生成四个数据文件；载波相位和伪距观测值文件、星历参数文件、电离层参数和UTC参数文件、测站信息文件。

(1)观测值文件，这是容量最大的文件，内含观测历元，C/A码伪距、教波相位以(L1/L2)积分多普勒计数、信噪比等等，其中最主要的是伪距和毅波相位观测值。

(2)星历参数文件。包括所有被测卫星的轨道位置信息，根据这些信息可以计算出任一时刻的卫星轨道上的位置。

(3)电离层参数和UTC参敬文件，电离层参数可用于改正观测值的电离层影响，UTC参数则用于将GPS时间修正成UTC时间。

(4)测站信息文件。其中包括测站的基本信息和本测站上的观测情况。例如:测站名、测站号、测站的概略坐标、接收机号、天线号、天线高观测的起止时间、记录的数框量、初步定位结果等。

8.1.2 GPS测量数据的预处理

GPS测量数据的预处理的目的在于:对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差，删除无效无用数据;统一数据文件格式，将各类接收机的数据文件加工成彼此兼容的标准化文件;GPS卫星轨道方程的标准化，一般用一多项式拟合观测时短内的星历数据；探测并修复整周跳变，使观洲值复原;对观测值进行各种模型改正，如大气折射模型改正。

预处理所采用的模型和方法的优劣，将直接影响最终成果的质量，因而是提高GPS测量作业效率和精度的重要环节。

8.1.3基线向量解算和网平差计算

经过预处理后，观测值作了必要的修正。成为“净化”的数据并提供了卫星轨道时时钟参数的标准表达式，估算了整周模糊度初值，就可以对这些载波相位观测值进行各种线性组合，以其双差值作为观测值列出误差方程，组成法方程，进行墓线的平差解算。平差解算中一般以点间的坐标差作为平差未知数，故称为GPS幕线解算一般由接收机的随机软件完成。

GPS相位观测值经过基线解算，获得了各点间的琴线向最成果。由干GPS成果属了WCS一84坐标系，因而就必须将它们转换至实用的国家或地方坐标系内，这是通过与地面网成果的综合处理来解诀的。常用的力法是进行GPS网的约束平差和GPS网与地面网的联台平差。

第三篇：GPS数据处理

《GPS数据处理》课程总结报告

班级：地101 学号：2103071011291 姓名：常悦

成绩：

北京建筑工程学院.测绘与城市空间信息学院

二零一三年.五月 《GPS数据处理》课程总结报告

1.GPS数据采集的基本作业流程

2.GPS数据处理涉及的计算公式

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《GPS数据处理》课程总结报告

基线向量解：

3.GPS数据处理的质量检验方法与公式

基线向量的改正数。

根据基线向量的改正数的大小，可以判断出基线向量中是否含有粗差。具体判定依据，若：，则认为基线向量中不含有粗差；反之，则含有粗差。邻点的中误差和相对中误差。

若在进行质量评定时，发现有质量问题，需要根据具体情况进行处理，如果发现构成GPS网的基线中含有粗差，则需要采用删除含有粗差的基线、重新对含有粗差的基线进行解算或重测含有粗差的基线等方法加以解决；如果发现个别起算数据有质量问题，则应该放弃有质量问题的起算数据

公式：

4.GPS数据处理的基本流程

基本流程：

1、数据预处理

与外业记录对照，修改观测文件中的一些参数：

（1）检查外业观测数据

第 3 页，共 8 页 《GPS数据处理》课程总结报告

（2）点名的编辑

（3）天线高检查或编辑

（4）。。

2、基线解算

（1）设置基线解算的参数（使用的卫星，卫星高度角，对流层电离层模型 等）

（2）基线解算

（3）察看基线报告，不同的软件成果质量判断不一样，LGO是看各个检验

（4）对于有问题的基线或其残差过大，可采用开窗删星等手段处理

（5）继续解算，重复（2）（3）（4）过程，直到得到满意的结果

3、无约束平差

（1）设置平差参数

（2）平差分析

（3）计算闭合环

（4）平差

（5）看平差报告

4、约束平差

(1)新建椭球投影坐标系

（2）导入控制点

（3）控制点匹配

（4）约束平差

5.GPS商业处理软件的使用

5.1 Trimble软件的使用

1．使用数据模块建立项目 2．输入样本文件

3．导入NGS成果表文件 4.导入GPS数据文件 5.properties窗口查看实体 6.处理gps潜在基线 7.评估结算结果

8.查阅gps基线处理报告 9.使用时序器处理星历 10.计算gps环闭合差 11.计算最小约束网平差

12．查看RTK和常规测量数据 13.输出数据

5.2 Compass软件的使用 安装，注意安装完毕按照说明进行破解。并且不能安装在中文目录名内，而且英文字符 不

第 4 页，共 8 页 《GPS数据处理》课程总结报告

能超过 8 位。安装完毕运行首先进行单位设置，推荐使用国际单位 SI 标准，方法是点击 Utilities 菜 单，选择 units 再调入预设的 SI 单位集合即可，注意此时狗腿度的单位是 度/30m，可 以根据个人习惯进行调整。第一次使用首先建立一个新公司（company）如二勘、六勘等等，注意在 company 对话 框内一定要选择中国钻井行业规定的标准－曲率半径法（Radius of Curvature），并且根 据需要选择坐标的原点（Co-ordinate）是区块site的中心还是井口（slot）的中心。如 果不涉及防碰，不需要比较两井的相当位置时，建议选择井口的中心作为原点。4 建立一个油田（field）如胜利、大庆、塔指等等。建立一个区块（site）如哈得、塔河等等。可以输入本区块的中心坐标（如果愿意）。6 建立一口井（well），名字用井号如：轮古 37 等等，并输入本井的井口坐标。建一个轨道（wellpath），一口井可以建立数个轨道。并可以指定其中的一个为确定的（definitive）轨道。选择 EDIT编辑－Wellpath（轨道）－targets（靶点）菜单（或直接点工具栏的按钮），进入靶点设计，输入靶点的名字、垂深、坐标、形状，保存退出。选择 Planning－new plan 菜单，输入轨道设计的名字和起始点，进行轨道设计。选择 Survey－new survey 菜单，输入测量过程的名字和起始点，进行实际测量的参数计 算。实际使用过程中，每进行一次测量都要重复 9 的过程建立一个以最后测量点为起点的新 设计，随时调整下一步的定向方式。

6.RINEX格式的作用

RINEX格式已经成为了GPS测量应用等的标准数据格式，几乎所有测量型GPS接收机厂商都提供将其格式文件转换为RINEX格式文件的工具，而且几乎所有的数据分析处理软件都能够直接读取RINEX格式的数据。这意味着在实际观测作业中可以采用不同厂商、不同型号的接收机进行混合编队，而数据处理则可采用某一特定软件进行。

7.RINEX格式的观测文件读取程序说明

基于matlab语言开发程序。

Rinex格式文件：

由程序命令一个字串一个字串的进行，然后根据文件头的取舍将有效数据重新组合平面数据矩阵（二维）或立体数据矩阵（三维）。一般情况下，当读取指定的字符串（如“END OF HEADER”）时，即开始读取有效数据，在上述观测文件和导航文件中，有效数据为字符串“END OF HEADER”以后的数据 相关函数：

fopen 开启所要读取的文件

fscanf 读取所开启文件中的资料

textread 读取所开启的文本文件中的资料

第 5 页，共 8 页 《GPS数据处理》课程总结报告

strcmp 比较两字串是否相同

8.RINEX格式的导航文件读取程序说明

同样基于matlab语言程序。

因观测文件和上述星历文件的头文件包含的信息量不同，观测头文件中包含有很多有效 信息，所以必须对头文件进行必要的细致读取。认为主要是1)“ANTENNA: DELTA H/E/N”2)“'APPROX POSITION XYZ”3)“# / TYPES OF OBSERV”，这三行数据对整个数据把握和以后的运算有帮助。

在读主要的观测值时，采用的思路也是将所有的观测值看做是全矩阵（立体）的矩阵组成，将同历元的数据放在一个二维矩阵中，有n颗卫星，m类观测值如载波相位观测值、伪

距观测值、多普勒观测值等，然后将所有的观测值进行组装。如下图（部分），最终形成了7×７×31的一个大型矩阵，因最终进行计算的时候为了循环的需要，同时对应于按照时间的顺序组织矩阵，所以要对这一中间过程进行排序（按照星历文件卫星号的排列顺序）。其读取结果如表4，其中，midobs(:,:,31)表示第31个采样间隔里所有的观测值，第一、二列为L1、L2相位观测值(cycle)，第三列为L1的C/A伪距观测值(m)，第四、五列P1、P2为L1和L2的P码伪距观测值(m)，最后两列为L1和L2的多普勒伪距观测值(Hz)根据所需要的定位方式（载波定位、伪距定位等），合理的对读取数据的结果进行取舍，方式就是根据行列号提取或者将所选以外的数据进行赋值为空（NULL）。

9.GPS单点坐标计算公式及流程图

1.计算卫星运动的平均角速度n n = n0 + Δn 2.计算观测瞬间卫星的平近点角M M =M0 + n(t-TOE)3.计算偏近点角

E = M+ esinE E°=M°+ ρ°·esinE° 4.计算真近点角f

5.计算升交距角u′ u′= ω+ f 6.计算摄动改正项δu , δr , δ

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7.对u′、r′、i0 进行摄动改正

8.计算卫星在轨道面坐标系中的位置

9.计算观测瞬间升交点的经度L

10.计算卫星在瞬时地球坐标系中的位置

11.计算卫星在协议地球坐标系中的位置

10.个人课程总结【1000字】

近年来，GPS测量定位理论和软件科学的进步促进了不同功能GPS数据处理软件的发展，为了满足不同领域的应用需求，GPS数据处理软件不断问世。对于一个测量工作者来说选用一种好的数据处理方法和软件对GPS数据结果影响很大。然而众多的后处理软件以及不同的处理方法使我们的测量工作者带来多样的选择。尽管不同软件在数据处理方法上各有其特点，但它们的总体结构基本上是一致的，即由数据准备、轨道计算、模型改正、数据编辑和参数估计5部分组成。究竟，哪一种GPS数据处理软件性能更好？那一种GPS数据处理软件的处理精度更高呢？本文就将针对国内外几种常用GPS后处理软件进行比较分析，其中包括南方国内公司开发的GPS后处理软件、Ashtech Solutions2.6平差软件、中海达HDS2003、Trimble TGO、leica Geo Office五种软件。

一般情况下数据处理流程应该有很多个的过程，才能够保证数据满足工程需要，根据资料一般有以下步骤：野外数据采集——数据传输——手簿输入——数据加工——数据预处理——基线解算——重复基线检验——同步环检验——异步环检验（以上为当天应完成的任务）——重测与补测——WGS-84无约束平差——网精度分析——北京54/80/地方独立中三维无约束平差——三维约束平差——二维平差——成果报告——技术总结。网平差应该是整

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个数据处理的核心内容，直接关乎数据的质量。

软件只是实现了网平差的解算，更重要的是需要用户参与，并最终作出正确的判断。应当说明的是，这通常是一个反复的过程，虽然在实验报告当中看起来只是一个小部分，但那是因为这主要由计算机进行解算，并且只考虑了一次成功的情况，而事实上可能要许多次才能够完成。

通过这门课程，我学习到了许多关于计算gps的基础知识和有关gps测量的工具使用和gps计算工具的使用方法。同时，我不仅对GPS原理有了更深入的了解，还对GPS外业数据采集和内业处理有了一定的理解。这个课程不仅是对动手能力的一种提升，更是对理论知识的一次综合性巩固。虽然测量是一门实践性很强的学科，但是也要求我们掌握扎实的理论知识，如果没有扎实的理论功底，只知道怎么做，但是不知道为什么那么做，当我们遇到类似的其他问题时，就不知道怎么解决。所以我觉得理论是实践的前提，只有把理论知识学好，才能更好的促进实践。所以我们要学好理论知识，为以后的工作打下坚实的基础。当然理论知识学好了，动手能力也要努力培养，不能只会纸上谈兵，所以我们要多动手，提高自己的动手能量，并在实践中促进巩固理论知识。只有理论是实践这两个环节都做好，我们才能更好的掌握理论知识，提高自己的动手能力。

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第四篇：GPS测量与数据处理 课程总结报告

地理信息与旅游学院---GPS测量与数据处理 课程总结报告

地理信息与旅游学院

课程总结报告

课程名称： GPS测量与数据处理 姓 名： 项学泳 班 级： 测绘10 学 号： 2012210392 授课老师： 邓岳川 授课时间： 2013年2月-2013年7月

地理信息与旅游学院 制

地理信息与旅游学院---GPS测量与数据处理 课程总结报告

《GPS测量与数据处理》课程总结报告

——2012210392 项学泳

一、学习目标

(正文，宋体，小四)

二、学习内容

(正文，宋体，小四)

三、学习成果

(正文，宋体，小四)

四、学习心得与建议

(正文，宋体，小四)

课程总结报告总篇幅不超过10页，排版正确规范，请打印后提交到我办公室，务必9月5日前完成。

地理信息与旅游学院---GPS测量与数据处理 课程总结报告

第五篇：GPS测量与数据处理集中实习

GPS测量与数据处理集中实习

一、目的和要求

为巩固所学知识，通过集中实习，进一步深入了解GPS的基本原理以及在测绘中的应用。内容包括GPS静态控制测量、GPS动态地形测量、GPS RTK地形测量和工程放样以及相应的数据处理。

二、内容和形式

1.GPS静态测量及数据处理

(1)依照任务要求、测量规范或行业规范等，确定布网方法、网的精度，编写技术设计书；

(2)进行选点，绘制网设计图；

(3)设计测量安排表（测量时间、搬站时间、人员分配）；

(4)GPS静态外业作业：找点、仪器架设、天线高测量、卫星状态、电源状态的监视。记录点名、时段、天线高、卫星状态和特殊情况；

(5)安装数据处理软件；

(6)下载数据和检查数据，进行RINEX格式转换；

(7)建立坐标系统；

(8)设置基线处理参数，进行基线解算；

(9)进行基线解算结果的质量控制；

(10)设置网平差参数，进行网平差；

(11)进行网平差结果的质量控制；

(12)编写技术总结。

2.GPS RTK 测量和放样

RTK测量

(1)架设基准站设置有关参数；

(2)创建流动站测量文件和坐标系统，设置有关参数；

(3)设置流动站动态测量参数；

(4)RTK走走停停测量

(5)RTK连续测量地形点

RTK工程放样

(1)架设基准站设置有关参数；

(2)创建流动站测量文件和坐标系统，设置有关参数；

(3)工程设计：按点、直线、缓和曲线、圆曲线设计

(3)设置流动站放样测量参数；

(4)按点、直线、缓和曲线、圆曲线放样工程。

3.地形图绘制

(1)下载RTK测量数据；

(2)检查点名和图形代码；

(3)检查点位精度；

(4)绘制平面图；

(5)添加属性、文字、符号指示；

(6)绘制等高线图；

(7)输出地形图。

三、实习地点

外业实习地点武汉大学校区内，内业实习地点在测绘学院实验中心，每个学生安排有不同的GPS接收机和一台计算机，2 周内完成全部实习任务。

四、时间安排

第一周：完成GPS静态控制测量实习的测量设计、测量实施、数据处理和结果分析。第二周：完成GPS动态地形测量设计、测量实施、数据处理和绘制地形图；完成工程设计、工程放样、放样点精度统计。

五、考核

考核的内容包括实习表现、实习成果、实习报告和面试；考核成绩以优、良、中、差四个等级或百分制进行评定。