第九章GPS测量数据处理第九章GPS测量数据处理9-1GPS测量数据处理概述9.1.1数据传输9.1.2预处理式中Ti为对应于ti的规格化时间；t1和tm分别为观测时段开始和结束的时间。很显然，对应于t1和tm，T1和Tm分别为-1和+1。对任意时刻|ti|≤1。2.卫星钟差的标准化3.观测值文件的标准化③采样密度标准化。各接收机的数据记录采样间隔可能不同，如有的接收机每15秒钟记录一次，有的则20秒钟记录一次。标准化后应将数据采样间隔统一成一个标准长度。标准长度应大于或等于外业采样间隔的最长的标准值。采样密度标准化后，数据量将成倍数地减少，所以这种标准化过程也称为数据压缩。数据压缩应在周跳修复后进行。数据压缩常用多项式拟合法。压缩后的数据应等价于被压缩区间内的全部数据，且保持各压缩数据的误差独立。④数据单位的标准化。数据文件中，同一数据项的量纲和单位应是统一的，例如，载波相位观测值统一以周为单位。9.2GPS基线向量的解算令：当两站同步观测的卫星数为如果在基线两端对同一组卫星观测的历元数为nt，相应的误差方程式组为：2、权的确定式中各量表示为：2）双差观测量的相关性由此得：如果同步观测历元数为nt时，则相应双差的权阵为：9.2.3精度评定由协因数传播定律可得:9.2.4基线向量解算结果分析3.基线长度的精度。基线处理后基线长度中误差应在标称精度值内。多数接收机的基线长度标称精度为5～10±1～2ppm·D（mm）.对于20km以内的短基线，单频数据通过差分处理可有效地消除电离层影响，从而确保相对定位结果的精度。当基线长度增长时，双频接收机消除电离层的影响将明显优于单频接收机数据的处理结果。9.3GPS定位成果的坐标转换9.3.1GPS定位结果的表示方法如果建立以固定点为原点的站心地平空间直角坐标系，参照（2-6）式则2号点在该坐标系内的坐标X、Y、Z与基线向量ΔX，ΔY，ΔZ关系为：如果以天顶距Z天，方位角A和水平距离D来表示2号点在该站心空间直角坐标系内的位置，则有:二维转换的目的是将三维的GPS基线向量网变换投影至国家大地坐标系/地方独立坐标上去，或者说是将GPS基线网变换投影成与国家大地测量网或与地方独立测量控制相匹配兼容。其要点是：使GPS基线向量与常规地面测量控制网原点重合，起始方位一致，这样就使两者在方位上具有可比性，而在坐标和边长上只存在两个系统间尺度差影响。下面介绍二维转换的基本方法和步骤。其中，a、e2为国家大地坐标系参考椭球的长半径和第一偏心率。再设GPS网在原点的三维直角坐标为，于是可求得GPS网平移至地面测量控制网原点的平移参数为:2.GPS网在国家大地坐标系内的二维投影变换在进行二维投影变换时，通常不确知两网在尺度上的差异（这一问题1留待GPS网与地面网的联合平差或约束平差时论述），因而可设:最后得GPS网各点在国家大地坐标系内与此地面网点原点一致、起始方位一致的坐标为:其中a为椭球扁率。而9.3.3GPS定位成果转换为国家大地坐标系的三维坐标设GPS网各点相对于原点的三维直角坐标差为ΔX，ΔY，ΔZ，则各点经三维转换后相对于原点的三维直角坐标差ΔX1，ΔY1，ΔZ1为:这样便可求得各点在国家大地坐标系内的大地坐标B1、L1、H1。若要再将GPS网投影变换至地方坐标系内，可利用上述方法作类似转换。9.3.5利用不同空间直角坐标系的转换方法将GPS定位成果转换至国家大地坐标系1.用七参数法实现坐标转换当重合点较少时，如只有2个重合点，则只能求解部分转换参数，如三个平移参数，三个旋转参数等。利用部分参数实现坐标转换，检核少，精度不高。所以实际布测GPS网时，应尽量多联测地央面网点。GPS基线向量网进行约束平差或GPS网与地面网联合平差时，将地面网点的已知坐标、方位角和边长作为约束条件，坐标转换参数也作为未知数，平差之后即得到各GPS点的地面网坐标系（国家或地方坐标系）的坐标，平差的同时解算出坐标转换参数。具体内容在下面几节中专述。由协因数传播定律有:式中C=BA，简化后:两观测站对GPS卫星的同步观测数据，经过平差后，解算出两观测站间的基线向量及其方差与协方差。实际工作中，同时参加作业的接收机可能多于两台，这样，在同一观测时间段中，便可能在多个观测站上同步观测成网，称为GPS基线向量网。GPS基线向量网的平差是以GPS基线向量为观测值，以其方差阵之逆阵为权，进行平差计算，消除许多图形闭合条件不符值，求定各GPS网点的坐标并进行精度评定。GPS基线向量网的平差分为三种类型：一是经典的自由网平差，又叫无约束平差，平差时固定网中某一点的坐标，平差的主要目的是检验网本身的内部符合精度以及基线向量之间有无明显的系统误差和粗差，同时为用GPS大地高与公共点正高（或正常高）联合确定GPS网点的正高（或正常高）提