精度与可靠性

1、GPS网精度与可靠性估算教学单位专 业班级学生姓名学号指导教师1 .总述实习目的：GPS网页与传统控制网一样，在设计图形后，应根据所选的接收 机精度估算全网各待定点的精度，待定点变长的精度和方位精度。GPS精度预计 主要是预计控制点平面坐标精度以及相邻点间边长和方位角的精度。2. GPS控制网精度与可靠性预计2.1 GPS控制网精度2.1法方程系数的组成m2 =a2 +(b*s)2s式中，a,b分别是GPS接收机测量固定误差和比例误差因子，s是基线长度方位 角观测误差表示为md =02+，式中，c，d分别是GPS接收机方向固定误差和比例误差。因为 x =s*cos a， y =s*sina，则

2、有微分关系式d AXd AYcos asin a-s * sin a s * cos a根据协方差传播率，可求出基线向量观测的协方差阵s2cos 2 a * m2 +sin 2 a * m2s p2asin a * cos a * m2s2cos a sin a * m2p 2asin a * cos a * m2s2s2cos a sin a * m2 sin 2 a * m2 +cos 2 a * m2p 2as p 2a式中，a是基线近似坐标方位角。当单位权方差为mo时，则该基线的权为Pjm2 D 1然后，直接组成法方程系数矩阵，若法方程系数按控制点分块，分块后的特 征是：对角线上某点矩

3、阵块是该点周围基线权阵之和，非对角线矩阵块是该点与 其他点的相关关系，两控制点之间有基线相连，则相应矩阵块为该基线权阵(-1 )， 没有基线相连，则为零。2.2、点位与坐标精度法方程系数阵求逆，即为未知数参数的协因数阵，因此可计算各待定点的坐 标中误差、点位中误差、点位误差椭圆和相对误差椭圆。其计算公式在测量平 差基础和控制测量学教材中，不予重载。2.3、方位角中误差、边长中误差首先列出函数式，方位角和边长函数分别为g a =a 6X +b 6Y - a 5x . + b Wg =- cos a o 6x -sin a o 6y + cos a o 5x + sin a。5y希11 I11 I

4、IJ j11 j式中 a = P j，b = P ”cos a ji s 0i s 0ijij根据协因数传播率，可得主位角a和基线长s的权倒数分别为= a 2 QAX AY +2 a” ijb . Q ax ay +b2 Q ax ayJIj Ij IjIj Ij1P= cos 2 a 0 Q AX AYSijij ij+sin2 a o Q ax AY +sin2 a o Q ax ayijij ijijij ij式中:Q AX A X =Q X .X i -2 Q x x +Q x xij ijij ij i iQ AX Ay =Qx y -Qx y - Qx y +Qx y i jj i

5、 j jQ Ay Ay =Q y y -2Q y y +Q y y ij ijllI jj j3 可靠性估算控制网的可靠性主要反映了对粗差检验的能力以及残余粗差可能对平差结 果的影响。3.1、多余观测分量计算对于第ij条基线，其多余观测分量矩阵块r定义为r =（Q P），(rAxij + rA yij )k =1经推导可得:r =r A xijrAxij A yij=1-r qAxij AyijQ A xij A yijPA . P A xij A yijjr A xij A yijr A yij _1 _QL Axij AyijQ A yij A yij _PP A yij A yijL A

6、 xij A yij则总的多余观测数r为r二丈式中n为基线条数。4利用TGO软件对GPS网的精度与可靠性进行计算4.1基线处理导入数据，使GPS网的图形显示出来。设置GPS的处理形式，然后可以通过新建形式 进行处理形式的编辑。设定卫星高度截止角，选择固定解算类型和广播星历。选择高级 可以进行更多的选项更改，要改变电离层模型改正方式和对流层天顶延迟。然后选择要进行处理的基线，等处理完毕后，就可以看到基线长度，解算类型（需固定 解，否则要重新处理），比率（一半要求大于三），参考变量（5或者更小），均方根（越小 越好）等因子，生成基线文件保存并选择基线处理然后查看基线详细处理报告，查看得到固定解结果

7、的基线和其共用的卫星图和卫星残差 等信息。残差应一般沿相位中线分布呈上下无规律的一系列离散点，若离散点幅度比较大， 或存在系统性趋势，则说明此颗卫星信号质量差，应对其整个时段或部分时段的数据进行禁 止，基线质量不够时，可用timeline进行编辑，重新处理基线，提高基线精度。对一些数据 很不连贯的部分用左键框起来后，点击右键禁止使用，不允许此数据参与解算。把观测时间 很短的卫星去掉，刚开始观测就出现不连续的部分也要去掉以提高精度。4.2查看闭合差报告只有当所有环闭合差报告都达到相应GPS网规范里的要求的时候才能进行下一步的无 约束平差工作。否则应重新解算基线或禁止问题基线知道环闭合差全部通过为止。4.3无约束平差在平差-基准下选择WGS-84,进行无约束平差，在平差形式下选择95%置信界限，点击 平差进行无约束平差。查看GPS网平差报告，如果平差不通过，判断原因，然后采取相应 的对策，比如：禁止粗差基线，选择加权策略。然后再进行平差直到通过为止，然后查看网 平差报告，查看点位误差分量及边长相对中误差。实习