現(xiàn)代測量技術(shù)系列講座GPS數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)平差計算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差第1頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述第2頁/共52頁ABGPS基線向量GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS基線向量的基準(zhǔn)缺失第3頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的內(nèi)涵第4頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的類型第5頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 GPS網(wǎng)平差的類型第6頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 概述 構(gòu)網(wǎng)基線的選取第7頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型第8頁/共52頁iiiiiiiiiiiiiiiiiiiTiiXXXYXZ

2、YXYYYZZXZYZZXYZddddddddd bbd121200000000.0000nTnbbBbBbbbddDd各基線向量間不存在誤差相關(guān)性GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測值第9頁/共52頁,1,1,2,1,1,2,1,.i ki li ki li ki li ki li ki li ki li ki ki ki li ki ki ki liiiiiiTiiii mTi ki ki ki kXXXYXZbbYXYYZYZXYZZZbbbbbXYZddddddddd BBbbbbDDDDD,1,1,1,2,2,2,1,2,1,1,2,1,1,.miiiiii

3、 miii mii mi mbbbbbbbbbbbbDDDDDD單時段基線組單時段基線組中的基線單時段基線組中基線間的誤差相關(guān)信息單時段基線組的方差陣單時段基線組中的基線是誤差相關(guān)的GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測值第10頁/共52頁1212000000000000nTnBBBBBBBDDDD不同時段的基線是誤差不相關(guān)的GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 觀測值第11頁/共52頁ijijijijijjiXjiijijXjiijjiXvXXXYvYYZZZvbvXX基線向量觀測值基線向量觀測值的改正數(shù)基線向量終點的坐標(biāo)基線向量起點的坐標(biāo)GPS數(shù)

4、據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 基本觀測方程第12頁/共52頁00000ijijijijijjiijjiijiiijjjijjiijjiijjiijijXjiijijXjijiXvXXXXvYYZZvbvXXvXXbXXXXXXvXXbXXvXXbX000000100100010010001001ijijijijijijijiiXijijiXijijjijijXjjYYZZXYvXXZvYYXZZvYZ GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)平差的基本數(shù)學(xué)模型 基本誤差方程第13頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差第14頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理

5、 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 內(nèi)涵第15頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 數(shù)學(xué)模型第16頁/共52頁00010000kiiTiTiiiiiiiTTTTTkQTkkkXXXXYYYGEZZZGXXB PBGGB PlQ B PlQQQ GG Q第 塊GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 基準(zhǔn)問題第17頁/共52頁1100.100010.010.001.0010TTTTTTkkkXGEEEEGXXB PBGGB PlQQQ GG QGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 基準(zhǔn)問題第18頁/共52頁210|tqvii22

6、12022PVVPVVTTGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 質(zhì)量控制第19頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維無約束平差 質(zhì)量控制第20頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差第21頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 目的方法概述第22頁/共52頁數(shù)法。故，該法又被稱為七參度。兩個坐標(biāo)系中的單位長，分別為，為尺度參數(shù)，為平移參數(shù)，為旋轉(zhuǎn)參數(shù)，其中：BASSSSSmmZYXRRRZYXRmZYXZYXRRRmZYXZYXBAAABZYXZZZZZYYYYYxxxxXAAAAAAXYZBBB000000

7、0001000cossin0sincos)(cos0sin010sin0cos)(;cossin0sincos0001)()()1 ()()()()1 (GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第23頁/共52頁。；其中轉(zhuǎn)換公式也可表示為則有：，都是小角度，則如果AAAAAAAAAZYXAAAAAABBBXYXZYZZYXZXYYXZXYZKmKZYXZYXZYXR000111)(, 1cossin,GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第24頁/共52頁AAAAAAAAAZYXAAABBBZXYYXZXYZmZYXZY

8、XZYX010000100001KK；其中整理，可得進一步對轉(zhuǎn)換公式進行GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第25頁/共52頁LKK)(KxLxKvxvLT1T求解轉(zhuǎn)換參數(shù)就可采用最小二乘方法個以上的公共點時，當(dāng)有表示公共點的序號，則其中；設(shè)3imZYXZYXZYXiiiZYXiAAAiBBBiiGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 空間坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系第26頁/共52頁ijijijXjiijijYjjiiijjiAZBBAvXXXYvYKTYK TZZZvA坐標(biāo)系為地心系B坐標(biāo)系為參心系GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束

9、平差 函數(shù)模型第27頁/共52頁000000000000000000ijijijXXijjjiiijijijYijYjjiiijijijijjjiiijijijABBBZAvXXxXxZYXYvYyYyZXYZZzZzYXZv由于平移參數(shù)被消去，則有000000000000100100001001000010010ZBiiijijijijijjijijijijjijijijijBxyzBmxyzxXZYXyYZXYzZYXZm GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 函數(shù)模型第28頁/共52頁000000000100100001001000010010ijijijiiijXiji

10、jijijjYijijijijjijijijijAZAxyzBxyzxvZYXXXyvZXYYzYXZZvm0001110.100.00.010.00.001.0.ijijijBTnnnBYZxyzxyzTTG X0GX約束條件：GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 函數(shù)模型第29頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 GPS網(wǎng)的三維聯(lián)合平差第30頁/共52頁222222222()coscos()cossin(1)sinsin1sinXNHBLYNHBLaZNeHBNHBbaNNeBabeea其中，為卯酉圈的半徑，為第一偏心率，GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)

11、平差 GPS網(wǎng)的三維聯(lián)合平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)間關(guān)系第31頁/共52頁2221sin)1 ()()(arctanarctaneNBZHHeNYXHNZBXYLGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系第32頁/共52頁23222ddddddsincoscossincoscossinsincoscoscossincos0sin1,1sinXBxbYLylZHzhMHBLNHBLBLMHBLNHBLBLMHBBaeMeB RRR其中，（子午圈曲率半徑）GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系第33頁/共52頁000ijij

12、ijijijijxXijijijyYijijijzijijijBBABZAXYZvxxXXvyyYYzzZZvmvvv EEK（空間直角坐標(biāo)系下的誤差方程）000 xijijijyiijjijijzijijijABBBAbbXXllYYZZhhm RRK（大地坐標(biāo)系下的誤差方程）GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 大地坐標(biāo)系下的誤差方程第34頁/共52頁222ijijijijsXYZ000000dddddddjiijijijijjiijijijjiXXXYZsYYsssZZ0ijijijijssiisjjijijijBBbbvllsshh R RR R002020200001

13、ijijijijijsijijijijsXYZXYZsR其中：GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測數(shù)據(jù)的融合第35頁/共52頁arctanijEANGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測數(shù)據(jù)的融合第36頁/共52頁22dsincos1ddd0dsinsindsincossinsincossincos0coscoscossinsinAijLijijijijjjjjjjjijijijijjjiiiiijiijiiiiiNAAAENNEENEszszUNBLBLBELLUBLBLBRR dddddddddTijijijiiijijijiXYZjj

14、iijjLjiLiiLjjjjiijXXXXXXNXXBBEYYLLUZZHH ddRddR RR Rdd GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測數(shù)據(jù)的融合第37頁/共52頁000arctanjijjEAN其中：0ijijiijiijAALiiALjjijijijBBbbvllAAhh R R RR R RGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測數(shù)據(jù)的融合第38頁/共52頁ijijA 00ijijiijiijALiiALjjijijiijBBbbvllAhh R R RR R R0iiii其中：為定向角ijNijGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 G

15、PS網(wǎng)的三維約束平差 與地面觀測數(shù)據(jù)的融合第39頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 GPS網(wǎng)的三維約束平差 聯(lián)合平差的難點第40頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系第41頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系 獨立坐標(biāo)系的特點第42頁/共52頁GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系 參心系到獨立系的轉(zhuǎn)換第43頁/共52頁aabb法線橢球膨脹法2222221sindd1sindd1sinaNeBaNeBaNeBdN=h +GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系 參心系到獨立系的轉(zhuǎn)換第44頁/共52頁法線橢球平移法橢球平移法GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系 參心系到獨立系的轉(zhuǎn)換第45頁/共52頁AABAABYmXmYYYmXmXXcossinsincos00一個虛擬原點為變換區(qū)域中心附近的，其中：000052042030201000520420302010)()()()()()()()()()(YXYYXXbYYbXXbYYbXXbbYYYYXXaYYaXXaYYaXXaaXXAAAAAAABAAAAAAABGPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)平差 利用GPS建立獨立坐標(biāo)系 參心系到獨立系的轉(zhuǎn)換第46頁/共5