張明 姜春勤

(中國平煤神馬集團(tuán)勘探工程處，河南 平頂山 467000)

一、引言

GPS控制網(wǎng)外業(yè)觀測結(jié)束網(wǎng)平差前，應(yīng)先對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)粗加工處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分流建立多種觀測文件：觀測數(shù)據(jù)文件、載波相位和偽距觀測文件、星歷數(shù)據(jù)文件、電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件、測站信息文件，通過對各種數(shù)據(jù)文件預(yù)處理，剔除粗差，刪除無效數(shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，探測并修復(fù)周跳，復(fù)原觀測值，并對觀測值進(jìn)行對流層改正、電離層改正及其它改正，而后進(jìn)行基線平差，網(wǎng)平差，最后再對觀測結(jié)果進(jìn)行精度分析。

二、GPS基線處理

（一）基線處理設(shè)置

1.基線處理參數(shù)選擇：全局基線或獨(dú)立基線。2.合格基線設(shè)置：全局合格基線設(shè)置或獨(dú)立合格基線。3.起算坐標(biāo)：全局起算坐標(biāo)或獨(dú)立起算坐標(biāo)。

選全局對所有基線起作用，選獨(dú)立對選定基線起作用。

（二）觀測時(shí)段

觀測時(shí)段內(nèi)有效時(shí)段的設(shè)置,無效歷元的剔除。選擇同步衛(wèi)星，選擇幾何強(qiáng)度因子較好的多顆同步衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，對其處理，取出同步信號(hào)較好的區(qū)段參與計(jì)算。

（三）觀測波段選擇

信號(hào)載波的波段形式選擇：有自動(dòng)、L1、L2、LW、LN等多種形式。

（四）改正模型

對流層延遲改正， 電離層延遲改正，還有其它改正。

（五）起算坐標(biāo)來源

起算數(shù)據(jù)來源于：觀測文件記錄或設(shè)置坐標(biāo)；觀測文件單點(diǎn)定位解算結(jié)果；觀測站自由網(wǎng)平差結(jié)果；觀測站初始坐標(biāo)或設(shè)置坐標(biāo)等。

（六）基線解算

基線解算結(jié)果有：合格固定解；固定解；浮點(diǎn)解；三差解。

（七）其它設(shè)置

基準(zhǔn)衛(wèi)星的選擇；歷元間隔的確定，一般為60″；衛(wèi)星高度角的確定通常15°。

（八）基線處理

軟件平差處理時(shí)，先對基線設(shè)置，再自動(dòng)解算，并進(jìn)行各種限差檢核，限差附合要求，進(jìn)行下部程序，若外業(yè)觀測條件差，基線初步平差后，應(yīng)先查看基線詳解，分析解算結(jié)果，人工剔除處不合格基線，而后再平差。如果仍不能滿足要求，就必須外業(yè)返工，重新觀測，平差解算，直到基線解算合格。

三、GPS網(wǎng)平差設(shè)置

（一）起算數(shù)據(jù)的設(shè)置

1.一個(gè)己知點(diǎn)的約束平差：GPS網(wǎng)與國家大地網(wǎng)聯(lián)合平差時(shí)，根據(jù)原點(diǎn)在兩坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)差確定平移參數(shù)，只是將GPS三維基線網(wǎng)作平移變換，平移后GPS網(wǎng)與國家大地網(wǎng)原點(diǎn)相同。

2.兩個(gè)己知點(diǎn)的約束平差：通過平移變換后，兩網(wǎng)在尺度和方向上還須改正，分別為GPS網(wǎng)和國家大地坐標(biāo)系下的邊長及方位角，ds是邊長改正，da是方向改正。

3.三個(gè)以上己知點(diǎn)的約束平差：通過分組平差可對己知點(diǎn)進(jìn)行精度及可靠性分析，選出平差精度最高，且己知點(diǎn)在網(wǎng)中分布較合理的最優(yōu)組，避免低精度起算點(diǎn)或含有粗差的起算數(shù)據(jù)對整網(wǎng)約束平差的影響。

四、基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

（一）自動(dòng)選擇

利用平差軟件自動(dòng)功能，二維投影時(shí)選擇網(wǎng)中任意點(diǎn)的單點(diǎn)定位坐標(biāo)作為投影起算數(shù)據(jù)，由于任意點(diǎn)選擇的隨機(jī)性，可能選擇低精度的點(diǎn)作為起算點(diǎn)，二維約束平差后整網(wǎng)精度降低。

（二）人工選擇

人工確定高精度的三維基準(zhǔn)點(diǎn)約束平差，提高整網(wǎng)精度。

基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)引起系統(tǒng)誤差的影響如下表

基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)精度（m）最大影響值(mm)1km 10km 100km 20 1 10 100 2 0.1 1 10 0.2 0.01 0.1 1 0.02 0.001 0.01 0.1

（三）坐標(biāo)系的選擇

北京54坐標(biāo)系；西安80坐標(biāo)系；2000國家坐標(biāo)系；WGS—84坐標(biāo)系；自定義坐標(biāo)系；

五、平差方法的選擇

（一）自由網(wǎng)平差

自由網(wǎng)平差，就是控制網(wǎng)不引入外部基準(zhǔn)，即使引入了外部基準(zhǔn)，也不引起觀測值的變形與改正。平差的目的：檢驗(yàn)GPS網(wǎng)內(nèi)符合精度及有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差，用網(wǎng)中公共點(diǎn)的GPS大地高與正常高，組網(wǎng)聯(lián)合平差，確定網(wǎng)中其它各點(diǎn)正常高。GPS網(wǎng)中基線向量本身提供了尺度信息和定向信息，三維無約束平差只須引入基準(zhǔn)信息。引入基準(zhǔn)信息的方法有兩種：一是網(wǎng)中有高等級(jí)GPS點(diǎn)，將其坐標(biāo)作為位置基準(zhǔn)；二是無高級(jí)GPS點(diǎn)，取網(wǎng)中任意一點(diǎn)的偽距定位置，作為固定點(diǎn)坐標(biāo)的起算數(shù)據(jù)。

（二）三維約束平差

GPS網(wǎng)三維約束平差，約束條件有：國家大地坐標(biāo)系下的地面網(wǎng)點(diǎn)的固定坐標(biāo)、已知大地方位角和已知空間邊長，對基線向量只考慮尺度參數(shù)據(jù)dm和旋轉(zhuǎn)參數(shù)（εx、εy、εz），不考慮平移參數(shù)。當(dāng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差時(shí)，還應(yīng)將常規(guī)測量的觀測值（如距離、方向、高差等）一起進(jìn)行平差。

（三）二維約束平差

1.直接二維約束平差：將三維基線向量轉(zhuǎn)換成二維基線向量，以國家或地方坐標(biāo)系下的一個(gè)己知點(diǎn)和一個(gè)己知方向作起算數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，避免因大地高不準(zhǔn)而引起的尺度誤差及變形。二維平差只考慮尺度差和定向差兩種參數(shù)。2.聯(lián)合約束平差：將地面網(wǎng)的觀測邊長、方向等條件作為約束條件，按有附合條件的間接平差方法平差。

六、精度分析方法

（一）GPS網(wǎng)內(nèi)部精度分析

無約束平差成果進(jìn)行分析：基線向量觀測值改正數(shù)分布有無明顯粗差，平差后各點(diǎn)坐標(biāo)中誤差、點(diǎn)位中誤差、以及基線向量方位角中誤差和邊長相對中誤差是否滿足同等基線精度要求,若超出限差,明顯有粗差，平差前剔除。

（二）聯(lián)合約束平差的精度分析

檢查平差結(jié)果，查看各類觀測值的改正數(shù)分布有無明顯粗差，檢查坐標(biāo)及點(diǎn)位精度，轉(zhuǎn)換參數(shù)的大小及精度，單位權(quán)中誤差是否通過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，邊長相對精度是否滿足網(wǎng)設(shè)計(jì)等級(jí)精度要求。

（三）三維、二維平差結(jié)果比較分析

看三維及二維平差結(jié)果中，各種精度是否滿足要求,若超限,分析原因，重新計(jì)算，直到附合精度要求。

（四）平差結(jié)果的外部檢驗(yàn)

由精密測距儀測邊,經(jīng)過各項(xiàng)改正邊長化平距，將改化后邊長與二維平差基線邊長相比較，檢驗(yàn)精度是否滿足精度要求。