GNSS基线向量网平差研究

1、GNSS基线向量网平差研究1 GNSS测量的特点（ 1）各个系统内可提供全球统一的三维地心坐标经典大地测量将平面和高程采用不同方法分别施测。GPS测量中， 可提供统一WGS-84下的坐标， 可以精确测量观测站的大地高程。 GLONASS提供统一的PE-90 坐标系下坐标，GNSS测量的这一特点， 不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要的高程数据。GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的， 因此全球不同点的测量成果是相互关联的。我国使用CGCS2000坐标系统后，也便于WGS-84到 CGCS2000

2、坐标系统的转换，都是地心坐标系，转换精度更高。（ 2）实时定位利用全球定位系统进行导航，即可实时确定运动目标的三维位置和速度，可实时保障运动载体沿预定航线运行，亦可选择最佳路线，特别是对军事上动态目标的导航，具有十分重要的意义。（ 3）观测时间短目前，利用经典的静态相对定位模式，观测20Km以内的基线所需观测时间，对于单频接收机在1h 左右，对于双频接收机仅需15 20min。采用实时动态定位模式，流动站初始化后，可随时定位，每站观测仅需几秒钟。利用GNSS技术建立控制网，可缩短观测时间，提高作业效益。2 GPS 基线向量网平差由于 GNSS系统中得到基线向量以后，再进行GNSS基线向量网平差

3、，网平差解算原理是相似的，本文以GPS基线向量网平差处理的分析为例。2.1GPS 基线向量网三维平差因为 GPS基线向量观测值是WGS-84坐标系中的三维坐标的空间直角坐标，本文讨论不含地面观测数据和地面起算数据的 GPS网在 WGS-84坐标系中的三维平差。对不含地面数据的GPS网在 WGS-84坐标系中进行三位平差有如下作用：1）检验 GPS基线数据有没有粗差或明显的系统误差，并考察 GPS网的内部精度和GPS基线向量的观测值精度。2）为了利用某些点的正常高和GPS大地高差， 确定 GPS网中其它点的正常高，提供大地高差数据。3）在 WGS-84坐标系中进行三维平差之后，可以再用地面数据将

4、其平差结果转换到地面坐标系统。其中：需要注意的是，无论是取那一点的单点定位值作为位置基准，还是秩亏平差法，因GPS单点定位值的精度不高，所以，经 GPS网平差后，各个GPS点在 WGS-84坐标系中的坐标值精度也较低。但是，它们相对于网的位置基准，则有相当高的精度。2.2 三维联合平差GPS与地面测量数据的三维联合平差包含两种不同的形式。其一是地面测量数据仅包含作为联合平差定位基准、定向基准和尺度基准的固定点坐标、固定方位和固定边长。而以由 GPS相位观测值解算得到的WGS-84系统中的三维基线向量（）作为观测量。我们把这种形式的三维联合平差称为GPS网在地面参考坐标系中的三维约束平差，以下简

5、称为三维约束平差。其二是地面网测量数据除了上述作为基准的固定值外，还包含了空间距离，方向，天文方位角， 水准高差，或天顶距，乃至天文经纬度等观测数据。GPS测量仍然以其基线向量作为观测值，这是严格意义下的GPS与地面测量数据的联合平差，以下简称为三维联合平差。?芍秩 ?维联合平差的形式一般均以地面参考系统的某些已知数据作为平差基准，而以待定点的大地经纬度和大地高以及坐标系统的转换参数作为未知参数。三维约束平差在 GPS网的网平差阶段，由于作为观测量的GPS基线向量本身包含了尺度基准信息和在WGS-84系中方位基准信息，而这些基准信息与地面测量系统的已知基准信息之间存在着系统差异，因此，在约束平差中，是以地面测量的某些量作为基准，来建立GPS三维向量的观测方程的。1） GPS 基线向量的观测方程结束语：本文根据 GNSS数据向量网所采用的平差方法，构建 GNSS数据