静态GPS网的基线解算的精度评定及其质量控制

静态GPS网的基线解算的精度评定及其质量控制

王守民铁占琦李国防

王守民铁占琦李国防河南省有色金属地质矿产局第五地质大队450000

摘要：随着社会的不断发展，科技的不断进步，GPS技术越来越多的应用在我们的生产，生活当中，大地测量，汽车导航，气象变化等领域对GPS技术精度的要求越来越高，精确的实时性的定位已经成为现代GPS技术的基本要求，因此对于静态GPS网的基线解算的精度评价要求越来越高，要有有效的实时的定位报告就必须进行科学的，合理的精度评定和质量控制，本文就这一问题进行思考和研究。

关键词：静态GPS网；基线解算；精度评定；质量控制

近年来，GPS这个词已经越来越广泛的应用在我们生活的各个领域，对于GPS网的精确度和质量控制也越来越多的引起人们的注意和研究。

一、静态GPS网的基线解算

GPS众所周知就是全球定位与导航。是由覆盖面积广泛的一定数量的卫星所组成的一个复杂的庞大的系统，主要由三部分组成，空间部分（GPS卫星），地面部分(地面监控设施)，用户（地面用户所拥有的GPS接收机）。用户通过GPS接收相应频率的卫星信号，通过信号处理从而获得自己所在的位置及相关信息，从而实现利用GPS进行定位和导航的目的。静态GPS是指由两个或两个以上的接收仪，通过长时间的测量，对测量误差进行分析，同时传导给用户便于用户进行距离的修正。

基线解算是指在卫星定位过程中，利用波段相同的两个或两个以上观测站点之间的观测值进行比较，分析从而得出二者基线坐标的误差的过程。基线解算是GPS定位过程中数据处理的重要环节，其结果直接影响到GPS定位的精度。

基线解算的模式主要有单基线解算模式、多基线解算模式、及整体基线解算模式3种。

1.单基线解算模式：

针对构成闭合环的基线的函数相同，单基线解算模式只在不构成闭合环的情况下忽略同步观测基线间的误差而对每条基线进行单独的解算。其主要特点是计算比较简单，一般在级别较低的GPS网的测算中应用。

2.多基线解算模式

这种解算模式弥补了单基线解算模式的不足，它是对所有独立基线进行统一解算，注意到了同步观测基线间的误差相关性，相对于单基线解算模式来更为严谨，科学。

3.整体基线解算模式

相对于单基线解算模式和多基线解算模式，整体基线解算模式不但注意到了同步观测基线间的误差，同时也注意到了不同时段同一基线解算的不一致性，这种解算方式是将所有构成GPS网的基线一次性解算。即在进行解算过程中一次性获得所有相关数据并一次性同时进行独立解算，得出所有基线的独立函数。每一次的解算结果都包含着整个GPS网中的所有基线向量。它是一种最为科学和严谨的基线解算模式。

二、基线解算的精度评定及其质量控制

在GPS定位过程中，定位的精确度主要取决于单位权误差和位置参数的相关数阵。而这二者与卫星星历精度，大气折射影像，卫星几何分布都有很大的关系。

（一）、影响基线解算精度的重要因素：

1.卫星星历精度：相对于GPS定位卫星而言，卫星星历精度对不同观测站同一观测点的影响是不容忽视的。

2.基线起点坐标定位不精确导致基线角度和高度有误差。

3.大气因素及对流层与电流层折射过大：由于大气中对流层或电流层对卫星信号的影响，导致采取卫星数据难度加大，未知数据确定困难，严重影响基线解算的质量和速度。

4.卫星监测时间较短，周跳太多监测不到卫星信号变化，导致数据不准确。

5.卫星的几何分布状况：卫星几何分布状况对GPS基线解算有着不容忽视的影响，在卫星监测时间较短的情况下，所测到的卫星几何分布变化较小，基线解算的准确度就比较差。

（二）、基线解算的质量控制的具体指标：

基线解算质量控制包括质量评定和质量控制两个方面的内容，基线解算结果是根据相关招标来进行评定，具体包括以下指标内容。

1、在质量评定过程中具有相对指标主要有：单位权方差，残差方根因子，相对定位几何精度因子，数据剔除率，比率等等

2、半相对指标指的是同步环闭合差

3、绝对指标有：异步环闭合差和多次重复观测基线较差

（三）、质量控制的改善措施：

针对引起基线解算结果的影响因素进行相应的质量控制和改善，有利于GPS定位的进一步发展。

1.确定起算点坐标的精确度：严格采用国家制定的GPS控制点的相关坐标内容和参数，使用较高精度的起算点坐标。

2.延长观测时间或直接删除时间较短卫星的基线数据，部分卫星观测时间较短，导致卫星因反馈的数据无法确定，应延长卫星观测时间或直接对该数据进行剔除，保证基线解算的准确度。

3.减少对流层和电流层折射影像过大的问题，选则适当的计算模型，提高卫星的截止高度角，或进行多方位的观测来减少或消除。

4.选取合适的参考卫星，在进行基线解算过程中应选取观测数量多，角度较高，周跳少的卫星作为解算的参考卫星。对于周跳太多的卫星可采用删除周跳严重时间段的方法或剔除个别周跳特别严重的数据来改善基线解算质量。

5.由于多路径效应往往造成相应的观测值残差较大，因此我们一般选择删除某一较为严重的时间段或放弃该卫星的方法。

6.根据不同的问题，我们应该选择科学适当的方法进行处理或删除，从而保证基线解算结果的质量。

三、结束语：

随着社会的不断进步，GPS因其无法比拟的优越性，已经成为现代测量技术的重要，但其精度，受到外界，内部等多种因素的影响，因此我们在进行基线解算过程中一定要有严谨的态度，科学的放大，依据相关指标及时发现问题，并根据产生问题的原因采取适当的措施来保证基线解算结果的优质质量！

参考文献：

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