子情境5GPS数据处理概述.ppt

子情境5 GPS数据处理（概述）,主讲教师：罗强,【学习目标】 1.掌握GPS数据处理的流程。 2.理解GPS基线解算的原理与基线质量控制的方法。 3.了解GPS网平差的目的。 4.掌握GPS网平差的原理与步骤。 5.了解GPS水准的概念。 6.掌握GPS高程与正常高之间的关系与转换。 【情境描述】 和常规测量工作一样，GPS测量也分为两大部分即外业和内业，外业观测接收后转入内业数据处理。GPS内业数据处理的步骤为：数据传输、数据预处理、基线解算和网平差，所有的内业工作都在计算机上借助数据处理软件完成，本学习情景着重介绍了基线解算和网平差的原理。,一、数据处理的操作步骤 GPS接收机采集记录的是GPS接收机天线至卫星的伪距、载波相位和卫星星历等数据。如果采样间隔为15s，则每15s记录一组观测值，一台接收机连续观测1 h将有240组观测值。观测值中包含对4颗以上卫星的观测数据以及地面气象观测数据等。GPS数据处理就是从原始观测值出发得到最终的测量定位成果，其数据处理过程大致可划分为数据传输、格式转换(可选)、基线解算和网平差以及GPS网与地面网联合平差等四个阶段。,二、数据格式转换 1.RINEX格式 GPS数据处理时，所采用的观测数据来自野外观测的GPS接收机。接收机在野外进行观测时，通常将所采集的数据记录在接收机的内部存储器或可移动的存储介质中。在完成观测后，需要将数据传输到计算机中，以便进行处理分析，这一过程通常是利用GPS接收机厂商所提供的数据传输软件来进行的，传输到计算机中的数据一般采用GPS接收机厂商所定义的专有格式以二进制文件的形式进行存储。一般来说，不同GPS接收机厂商所定义的专有格式各不相同，有时甚至同一厂商不同型号仪器的专有格式也不相同。专有格式具有存储效率高、各类信息齐全的特点，但在某些情况下，如在一个项目中采用了不同接收机进行观测时，却不方便进行数据处理分析，因为，数据处理分析软件能够识别的格式是有限的。 RINEX（Recerver Independent Exchange format，与接收机无关的交换格式）是一种在GPS测量中普遍采用的标准数据格式，该格式采用文本文件的形式存储数据，数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。,现在，RINEX格式已经成为了GPS测量应用中的标准数据格式，几乎所有测量型GPS接收机厂商都能提供将其专有格式文件转换为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。,2.文件类型及命名规则 （1）文件类型 在RINEX格式的第2版中定义了6种不同类型的数据文件，分别用于存放不同类型的数据，他们分别是：用于存放GPS观测值得观测数据文件，用于存放GPS卫星导航电文的导航电文文件。用于存放在测站出所测定的气象数据的气象数据文件，用于存放GLONASS卫星导航电文的GLONASS导航电文文件，用于存放在增强系统中搭载有类GPS信号发生器的地球同步卫星（GEO）的导航电文的GEO导航电文文件和用于存放卫星和接收机时钟信息的卫星和接收机钟文件。对于大多数GPS测量应用用户来说，RINEX格式的观测数据、导航电文和气象数据文件最为常见，前两类数据在进行数据处理分析时通常是必需的，而其他类型的数据则是可选的，特别是GLONASS导航电文文件和GEO导航电文文件平时并不多见。,2.命名规则 RINEX格式对数据文件的命名有着特殊的规定，以便用户仅通过文件名就能很容易地区分数据文件的归属、类型和所记录数据的时间。根据规定。RINEX格式的数据文件采用*.*的命名方式，完整的文件名由用于表示文件归属的8字符长度的主文件名和用于表示文件类型的3位字符长度的扩展名两部分组成，其具体形式如下： ssssdddf.yyt 其中： ssss：4字符长度的测站代码。 ddd：文件中第一个记录所对应的年积日。 f：一天内的文件序号，有时也称为时段号。取值从09,AZ，当为0时，表示文件包含了当天所有的数据。注意，文件序号的编列是以整个项目在一天内的同步观测时段为基础，而不是以某台接收机在一天之内的观测时段为基础。,yy：年份。 t：文件类型，为下列字母中的一个： O观测值文件； NGPS导航电文文件； M气象数据文件； GGLONASS导航电文文件； H地球同步卫星GPS有效荷载导航电文文件； C钟文件。 例如：文件名为CQGC0890.12O的RINEX格式数据文件，为点CQGC在2012年3月30日（年积日为89）整天的观测值数据文件；而数据文件名为CQGC0890.12N的RINEX格式数据文件，则相应为在该点上进行观测接收机所记录的导航电文文件。,概述,GPS网 采用GPS技术布设的测量控制网 由点、基线向量构成，或许还会含有其它类型的观测 量 目的：确定点的坐标，消除几何上的不一致性,概述,GPS网的布设 GPS布设时逐步推进,概述,数据传输 将观测数据从接收机内部存储器或可移动存储 介质上下载到计算机中 格式转换 将接收机所专有的二进制数据转换为可读取的 数据格式（通常为RINEX格式）,概述,基线解算 根据同步观测数据确定接收机之间的基线向量及其方 差-协方差阵; 一般工程应用中，该工作是在外业观测期间完成的； 在高精度长距离的应用中，外业的基线计算是为了对 观测数据质量进行初步评估；正式的计算是在整个外 业观测完成后进行; 基线向量结果除了被用于后续的网平差外，还被用于 检验和评估外业观测质量; 基线向量提供了点与点之间的相对位置观测，可确定 GPS网的几何形状和定向；缺少绝对位置基准。,概述,网平差 根据基线向量及方差-协方差