论文导读:GPS即全球定位系统,是现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。这里我们主要探讨GPS网与经典控制网联合平差的若干问题。GPS网与导线网的联合平差,一般来说,可取两网的原始观测量为根据,也可取两网单独平差结果为根据。
关键词:GPS,导线,混合控制网,联合平差
1、引言
GPS即全球定位系统,是现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。随着GPS定位技术的发展和普及,通过高精度的GPS网与经典控制网的联合处理,加强和改善经典控制网及处理一些特殊难题,以满足国家建设日益发展的需要,在GPS测量成果的应用中具有重要的现实意义。这里我们主要探讨GPS网与经典控制网联合平差的若干问题。
2、GPS网与经典控制网联合平差的意义
经典控制网,是由一些具有已知坐标的固定标志点构成。论文参考网。经典控制网中相邻控制点之间必须相互通视,同时为了归算观测成果和传算坐标,通常需要选择一个椭球面作为参考面。
与经典控制网不同,利用GPS测量技术能以一定的精度,直接确定任一观测点在全球统一坐标系(WGS-84坐标系)中的坐标,相邻观测站之间不再需要相互通视,坐标也无需逐级传递。与经典控制网相比,GPS网的特点有:观测站之间无需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便、费用低和全天候作业等特点。
对于经典控制网来说,GPS测量的作用在于:检核控制网的质量;改善控制网的精度;加密控制网;确定GPS网与控制网之间的转换参数,以实现两网之间的坐标转换;不同控制网之间的联测;建立和维持高精度的三维地心坐标框架。
所以,GPS网与经典控制网的联合数据处理是当前GPS测量成果应用的一个重要方面。
3、模拟控制网的建立
GPS测量获得的是GPS基线向量,它属于WGS-84坐标系的三维坐标,而实际我们所需要的是国家坐标系或地方独立坐标系。所以在GPS网的设计时必须明确GPS成果所采取的坐标系和起算数据。所以在建立模拟控制网之前必须明确GPS网所采用的基准(包括位置、方位、尺度基准)。常规测量中对控制网的图形设计是非常重要的工作,而在GPS图形设计时,因GPS同步观测不要求通视,而经典测量中点位之间要求相互通视,所以在建立模拟控制网时要注意并取决于用户的要求、经费、人力以及投入接收机的数量,类型和后勤保障条件,还有工程的精度要求和野外条件等因素。
4、GPS内业基线处理
基线向量的解算:基线向量的解算是一个复杂的平差计算过程,解算时要顾及观测中信号简段引起的数据剔除,星座变化引起的整周未知参数的增加等问题。
求解基线向量的方法有:一种方法是由双差观测值列出误差方程式。然后利用最小二乘平差原理求解。论文参考网。即通过列出误差方程、法方程直接求解。另一种方法是利用载波相位观测值的双差观测求解基线向量。在这里我们重点说说这一方法:
由基线向量b与站、星之间距离ρ之间的关系图(4-1)可知,对于卫星Sk: 
(4-1)
设ρ1ko, ρ2ko分别为ρ1k ,ρ2k单位向量,则有:
b1k=(ρ2ko-ρ1ko) ρ2k(4-2)
b+b1k=△ρ12k =△ρ12jρ1ko(4-3)
(4-2)式代入(4-3)式有:
b+ρ2kρ2ko-ρ2kρ1ko=△ρ12kρ1ko(4-4)
式(4-4)两边同乘ρ1ko有:
ρ1ko×b +ρ1ko×ρ2kρ2ko-ρ1ko×ρ2kρ1ko=ρ1ko×△ρ12kρ1ko
考虑到ρ1ko×ρ1ko=1,ρ1ko×ρ2ko=cosθ1,上式变为:
ρ1ko×b - ρ2k(1- cosθ1)=△ρ12k(4-5)
式(4-4)两边同乘ρ2ko可得:
ρ2ko×b + ρ2k(1- cosθ1)=△ρ12kρ2koρ1ko =△ρ12k cosθ1(4-6)
将(4-5)与(4-6)相加有:
(ρ1ko+ρ2ko )×b=△ρ12k(1+cosθ1) =△ρ12k 2cos2(θ1 /2)
整理后得到:
△ρ12k =sec2(θ1 /2)(ρ1ko+ρ2ko)×b/2(4-7)
同样对于卫星Sj有:
△ρ12j =sec2(θ1 /2)(ρ1jo+ρ2jo)×b/2(4-8)
将(4-7)与(4-8)代入站星双差相位观测方程为:
DD12kj(ti)={-fj/c[sec2(θ2/2)(ρ1jo+ρ2jo)b/2]+fk/c[sec2 (θ2/2)( ρ1jo+
ρ2j)b/2]}-fj/c(δρ1j-δρ2j )+f/c(δρ1k-δρ2k)+N12kj
考虑到b=(△x12,△y12,△z12), ρiko=(△xik,△yik,△zik )/ ρik, ρijo=(△xij,△yij,△zij )/ ρij,站星双误差方程为:
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