《GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理》-武測(cè)黃勁松

1、黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理黃勁松黃勁松 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理前言前言 GPS數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延設(shè)置本課程的目的設(shè)置本課程的目的 教學(xué)安排、要求教學(xué)安排、要求 參考資料參考資料 GPS數(shù)據(jù)處理 前言黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)GPS數(shù)據(jù)處理分兩個(gè)層面數(shù)據(jù)處理分兩個(gè)層面應(yīng)用層面應(yīng)用

2、層面技術(shù)、理論及算法層面技術(shù)、理論及算法層面GPS數(shù)據(jù)處理 前言 GPS數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延 學(xué)習(xí)GPS數(shù)據(jù)處理分兩個(gè)層面黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用層面應(yīng)用層面學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 現(xiàn)有技術(shù)理論、工作方法現(xiàn)有技術(shù)理論、工作方法 軟件使用、操作軟件使用、操作目標(biāo)目標(biāo) 解決實(shí)際問(wèn)題，滿足生產(chǎn)需要解決實(shí)際問(wèn)題，滿足生產(chǎn)需要 為其它研究提供材料為其它研究提供材料應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 導(dǎo)航導(dǎo)航 定位定位 時(shí)間測(cè)量時(shí)間測(cè)量 定時(shí)，時(shí)間同步定時(shí)，時(shí)間同步測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用 靜態(tài)測(cè)量：控制網(wǎng)，形變（變形）監(jiān)測(cè)網(wǎng)靜態(tài)測(cè)量：控制網(wǎng)，形變（變形）監(jiān)測(cè)網(wǎng) 動(dòng)態(tài)

3、測(cè)量：工程放樣，海測(cè)，航測(cè)，航空、航天遙感，動(dòng)態(tài)測(cè)量：工程放樣，海測(cè)，航測(cè)，航空、航天遙感，GIS數(shù)據(jù)采集，工程量數(shù)據(jù)采集，工程量測(cè)量，勘探測(cè)量，物理大地測(cè)量測(cè)量，勘探測(cè)量，物理大地測(cè)量GPS數(shù)據(jù)處理 前言 GPS數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延 應(yīng)用層面黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 技術(shù)、理論及算法層面技術(shù)、理論及算法層面 學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容 現(xiàn)有理論、算法軟件現(xiàn)有理論、算法軟件 目的目的 掌握數(shù)據(jù)處理技術(shù)細(xì)節(jié)掌握數(shù)據(jù)處理技術(shù)細(xì)節(jié) 完善現(xiàn)有理論、算法；提出新理論、新算法；提高處理質(zhì)量、速度完善現(xiàn)有理論、算法；提出新理論、新算法；提高處理質(zhì)量、速度 實(shí)現(xiàn)算法，編制

4、開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)算法，編制開(kāi)發(fā)軟件 開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用及研究領(lǐng)域應(yīng)用及研究領(lǐng)域 技術(shù)研究開(kāi)發(fā)技術(shù)研究開(kāi)發(fā) 解碼，數(shù)據(jù)預(yù)處理（如：周跳探測(cè)）等解碼，數(shù)據(jù)預(yù)處理（如：周跳探測(cè)）等 理論及算法研究理論及算法研究 基準(zhǔn)問(wèn)題基準(zhǔn)問(wèn)題 穩(wěn)健可靠的參數(shù)估計(jì)方法：函數(shù)模型，隨機(jī)模型；參數(shù)估計(jì)算法穩(wěn)健可靠的參數(shù)估計(jì)方法：函數(shù)模型，隨機(jī)模型；參數(shù)估計(jì)算法 最小二乘，濾波，參數(shù)估計(jì)，半?yún)?shù)估計(jì)，最小二乘，濾波，參數(shù)估計(jì)，半?yún)?shù)估計(jì)，非參數(shù)估計(jì)等非參數(shù)估計(jì)等 誤差理論及算法：誤差分類及特性；誤差及其影響的消除方法誤差理論及算法：誤差分類及特性；誤差及其影響的消除方法 模型法，消去法，參數(shù)法等模型法，消

5、去法，參數(shù)法等 軟件開(kāi)發(fā)軟件開(kāi)發(fā) 特殊應(yīng)用：定軌，氣象，大氣物理，確立基準(zhǔn)（參考框架），超高精度應(yīng)用等特殊應(yīng)用：定軌，氣象，大氣物理，確立基準(zhǔn)（參考框架），超高精度應(yīng)用等GPS數(shù)據(jù)處理 前言 GPS數(shù)據(jù)處理課程的內(nèi)涵和外延 技術(shù)、理論及算法層面黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理設(shè)置本課程的目的設(shè)置本課程的目的 應(yīng)用層面應(yīng)用層面了解一般過(guò)程了解一般過(guò)程掌握關(guān)鍵技術(shù)、方法掌握關(guān)鍵技術(shù)、方法 項(xiàng)目的設(shè)立及完成過(guò)程項(xiàng)目的設(shè)立及完成過(guò)程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)處理方法質(zhì)量控制、優(yōu)化技術(shù)質(zhì)量控制、優(yōu)化技術(shù) 軟件及其使用軟件及其使用 商用軟件（如：商用軟件（

6、如：GPSurvey）高精度數(shù)據(jù)處理軟件（如：高精度數(shù)據(jù)處理軟件（如：GAMIT）GPS數(shù)據(jù)處理 前言 設(shè)置本課程的目的 應(yīng)用層面黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 技術(shù)、理論及算法層面技術(shù)、理論及算法層面了解數(shù)據(jù)處理的內(nèi)部過(guò)程了解數(shù)據(jù)處理的內(nèi)部過(guò)程 掌握關(guān)鍵技術(shù)、理論及算法掌握關(guān)鍵技術(shù)、理論及算法 接收設(shè)備的遠(yuǎn)程控制技術(shù)接收設(shè)備的遠(yuǎn)程控制技術(shù) 解碼技術(shù)解碼技術(shù) 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)及算法數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)及算法 參數(shù)估計(jì)理論及算法參數(shù)估計(jì)理論及算法 基準(zhǔn)及基準(zhǔn)的建立基準(zhǔn)及基準(zhǔn)的建立了解本領(lǐng)域當(dāng)前的熱點(diǎn)、難點(diǎn)了解本領(lǐng)域當(dāng)前的熱點(diǎn)、難點(diǎn) 參數(shù)估計(jì)方法參數(shù)估計(jì)方法 數(shù)學(xué)模型

7、：穩(wěn)健，準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型：穩(wěn)健，準(zhǔn)確 算法：可靠，快速算法：可靠，快速 誤差理論誤差理論 基準(zhǔn)問(wèn)題基準(zhǔn)問(wèn)題 多源數(shù)據(jù)融合（如多源數(shù)據(jù)融合（如GPS，GLONASS，SLR等）等）GPS數(shù)據(jù)處理 前言 設(shè)置本課程的目的 技術(shù)、理論及算法層面黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 學(xué)生的研究工作、發(fā)展方向?qū)W生的研究工作、發(fā)展方向提供思路，幫助確定研究方向提供思路，幫助確定研究方向 提供分析、解決問(wèn)題的工具提供分析、解決問(wèn)題的工具GPS數(shù)據(jù)處理 前言 設(shè)置本課程的目的 學(xué)生的研究工作、發(fā)展方向黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理教學(xué)內(nèi)容及要求

8、教學(xué)內(nèi)容及要求 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 一般測(cè)量工程的過(guò)程、關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng)一般測(cè)量工程的過(guò)程、關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng) 商用軟件的使用商用軟件的使用 高精度軟件的使用高精度軟件的使用 數(shù)據(jù)處理理論及常用算法數(shù)據(jù)處理理論及常用算法 周跳探測(cè)與修復(fù)周跳探測(cè)與修復(fù) 利用廣播星歷計(jì)算衛(wèi)星位置利用廣播星歷計(jì)算衛(wèi)星位置 利用精密星歷計(jì)算衛(wèi)星位置利用精密星歷計(jì)算衛(wèi)星位置 偽距法單點(diǎn)定位偽距法單點(diǎn)定位 偽距法差分定位偽距法差分定位 載波相位法相對(duì)定位載波相位法相對(duì)定位 差分觀測(cè)值的形成差分觀測(cè)值的形成 觀測(cè)方程觀測(cè)方程 觀測(cè)值的權(quán)陣觀測(cè)值的權(quán)陣/方差協(xié)方差陣方差協(xié)方差陣 整周模糊度的確定整周模糊度的確定 GPS數(shù)據(jù)處

9、理 前言 教學(xué)內(nèi)容及要求 教學(xué)內(nèi)容黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 要求要求掌握基本理論、基本概念掌握基本理論、基本概念掌握軟件的操作使用方法掌握軟件的操作使用方法實(shí)現(xiàn)基本算法實(shí)現(xiàn)基本算法GPS數(shù)據(jù)處理 前言 教學(xué)內(nèi)容及要求 要求黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理參考資料參考資料 應(yīng)用層面應(yīng)用層面實(shí)用實(shí)用GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理，武漢測(cè)繪科技大學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)處理，武漢測(cè)繪科技大學(xué) GPS測(cè)量原理及應(yīng)用，武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，徐紹銓，測(cè)量原理及應(yīng)用，武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，徐紹銓，1998 Global Positioning Sys

10、tem Theory and Practice，F(xiàn)orth，revised edition，B.Hofmann-Wellenhof，etc.，Springer Wien New York，1997 技術(shù)、理論及算法層面技術(shù)、理論及算法層面 GPS應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，李洪濤等，科學(xué)出版社，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，李洪濤等，科學(xué)出版社，1999 Global Positioning System - Theory and Practice, Forth, revised edition，B.Hofmann-Wellenhof, etc., Springer Wien New York, 1997 Global P

11、ositioning System: Theory and Applications, vol.1 & vol.2, B.W. Parkinson, etc., American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 1996 GPS for Geodesy, 2nd edition, Peter J.G. Teunissen, Springer, 1998GPS數(shù)據(jù)處理 前言 參考資料黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇 GPS發(fā)展史發(fā)展史 GPS系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 用于導(dǎo)航定位

12、測(cè)時(shí)的用于導(dǎo)航定位測(cè)時(shí)的信號(hào)信號(hào) 觀測(cè)值觀測(cè)值 誤差誤差 測(cè)量定位方式測(cè)量定位方式 數(shù)據(jù)處理的目的數(shù)據(jù)處理的目的 GPS應(yīng)用的最新進(jìn)展應(yīng)用的最新進(jìn)展 GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS發(fā)展史發(fā)展史 1957年年10月月4日日 第一顆人造衛(wèi)星第一顆人造衛(wèi)星 Sputnik I （蘇）發(fā)射成（蘇）發(fā)射成功。功。 1958年年12月開(kāi)始設(shè)計(jì)月開(kāi)始設(shè)計(jì) NNSS(Navy Navigation Satellite System) TRANSIT，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。，即子午衛(wèi)星系統(tǒng)。1964年年1月該系月該系統(tǒng)正式運(yùn)行。統(tǒng)正式運(yùn)行。1967年年

13、7月系統(tǒng)解密以供民用。月系統(tǒng)解密以供民用。GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS發(fā)展史TRANSIT系統(tǒng)系統(tǒng) 衛(wèi)星：衛(wèi)星：6顆顆 極地軌道極地軌道 軌道高度：軌道高度：1100km 信號(hào)頻率：信號(hào)頻率：400MHz、150MHz 絕對(duì)定位精度：絕對(duì)定位精度：1m 相對(duì)定位精度：相對(duì)定位精度：0.1m0.5m 定位原理：多普勒定位定位原理：多普勒定位 存在問(wèn)題：衛(wèi)星少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；軌道低，存在問(wèn)題：衛(wèi)星少，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；軌道低，難以精密定軌；頻率低，難以消除電離層影響。難以精密定軌；頻率低，難以消除電離層影響。子午衛(wèi)星黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS發(fā)

14、展史（續(xù)）發(fā)展史（續(xù)） 1973年年12月，美國(guó)國(guó)防部（月，美國(guó)國(guó)防部（DOD）批準(zhǔn)研制）批準(zhǔn)研制GPS。 1978年年2月月22日，第日，第1顆顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。 1989年年2月月14日，第日，第1顆顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功工作衛(wèi)星發(fā)射成功。GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS發(fā)展史黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS發(fā)展史（續(xù)）發(fā)展史（續(xù)） 1991年，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，年，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。 1993年，年，IGS成立。成立。 1995年年7月月17日，日，GPS達(dá)到達(dá)到FOC 完全運(yùn)行能力

15、（完全運(yùn)行能力（Full Operational Capability）。）。 1999年年1月月25日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栃?，將斥資日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栃?，將斥資40億美億美圓，進(jìn)行圓，進(jìn)行GPS現(xiàn)代化?，F(xiàn)代化。 1999年年8月月21/22日子夜，日子夜，GPS發(fā)生發(fā)生GPS周結(jié)束翻轉(zhuǎn)周結(jié)束翻轉(zhuǎn)(EOW)問(wèn)題。問(wèn)題。 2000年年1月月1日，日，Y2K問(wèn)題。問(wèn)題。 2000年年5月月1日，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布，日，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布，GPS停止實(shí)施停止實(shí)施SA。（實(shí)際停止實(shí)施（實(shí)際停止實(shí)施SA是是5月月2日）日）GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS發(fā)展史黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)

16、用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成 由三部分組成由三部分組成 空間部分（空間部分（Space Segment） 地面部分（地面部分（Ground Segment） 用戶部分（用戶部分（User Segment）GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 空間部分空間部分 GPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 星座特性星座特性 設(shè)計(jì)星座：設(shè)計(jì)星座：21+3 21顆正式的工作衛(wèi)星顆正式的工作衛(wèi)星+3顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星顆活動(dòng)的備用衛(wèi)星 6個(gè)軌道面，平均軌道高度個(gè)軌道面，平均軌道高度20200km，軌道傾角，軌道傾角55 ，周期，周期11

17、h 58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次）重復(fù)一次） 保證在保證在24小時(shí)，在高度角小時(shí)，在高度角15 以上，能夠同時(shí)觀測(cè)到以上，能夠同時(shí)觀測(cè)到4至至8顆衛(wèi)星顆衛(wèi)星 當(dāng)前星座：當(dāng)前星座：28顆顆 GPS衛(wèi)星衛(wèi)星 作用：作用： 發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào)發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào) 其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測(cè)核暴等。其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測(cè)核暴等。 主要設(shè)備：原子鐘（主要設(shè)備：原子鐘（2臺(tái)銫鐘、臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘）、信號(hào)生成與發(fā)射裝置臺(tái)銣鐘）、信號(hào)生成與發(fā)射裝置 類型類型 試驗(yàn)衛(wèi)星：試驗(yàn)衛(wèi)星：Block 工作衛(wèi)星：工作衛(wèi)星：Blo

18、ck Block Block A Block R Block F（新一代的（新一代的GPS衛(wèi)星）衛(wèi)星）GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成 空間部分黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 地面部分地面部分 組成：主控站（組成：主控站（1個(gè)）、跟蹤站（個(gè)）、跟蹤站（5個(gè)）和注入站（個(gè)）和注入站（3個(gè)）個(gè)） 作用：監(jiān)測(cè)和控制衛(wèi)星運(yùn)行，編算衛(wèi)星星歷（導(dǎo)航電文），保持系統(tǒng)時(shí)作用：監(jiān)測(cè)和控制衛(wèi)星運(yùn)行，編算衛(wèi)星星歷（導(dǎo)航電文），保持系統(tǒng)時(shí)間。間。GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成 地面部分黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 主控站（

19、主控站（1個(gè)）個(gè)）作用：作用： 收集各檢測(cè)站的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)航電文，監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)；收集各檢測(cè)站的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)航電文，監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)； 通過(guò)注入站將衛(wèi)星星歷注入衛(wèi)星，向衛(wèi)星發(fā)送控制指令；通過(guò)注入站將衛(wèi)星星歷注入衛(wèi)星，向衛(wèi)星發(fā)送控制指令； 衛(wèi)星維護(hù)與異常情況的處理。衛(wèi)星維護(hù)與異常情況的處理。地點(diǎn)：美國(guó)克羅拉多州法爾孔空軍基地。地點(diǎn)：美國(guó)克羅拉多州法爾孔空軍基地。 跟蹤站（跟蹤站（5個(gè)）個(gè)）作用：接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送作用：接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站。給主控站。地點(diǎn)：夏威夷、主控站及三個(gè)注入站。地點(diǎn)：夏威夷、主控站及三個(gè)注入站。 注入站（注入站

20、（3個(gè)）個(gè)）作用：將導(dǎo)航電文注入作用：將導(dǎo)航電文注入GPS衛(wèi)星。衛(wèi)星。地點(diǎn)：阿松森群島（大西洋）、迪戈加西亞（印度洋）和卡瓦加地點(diǎn)：阿松森群島（大西洋）、迪戈加西亞（印度洋）和卡瓦加蘭（太平洋）。蘭（太平洋）。GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成 地面部分（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 用戶部分用戶部分 用戶部分：用戶部分：GPS信號(hào)接收機(jī)及相關(guān)設(shè)備信號(hào)接收機(jī)及相關(guān)設(shè)備 接收、跟蹤、變換和測(cè)量接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的設(shè)備信號(hào)的設(shè)備 多數(shù)采用石英鐘多數(shù)采用石英鐘 類型：測(cè)量型、導(dǎo)航型、守（授）時(shí)型；單頻，雙頻；類型：測(cè)量型、導(dǎo)航型、守（授

21、）時(shí)型；單頻，雙頻；C/A碼，碼，P碼碼GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成 用戶部分黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 接收機(jī)天線接收機(jī)天線 Choke Ring 天線的相位中心天線的相位中心 相位中心的偏差相位中心的偏差 相位中心的變化相位中心的變化 著名制造廠商著名制造廠商 Allen Osborne Associates, Incorporated GARMIN International, Inc. Leica Geosystems AG Magellan Corporation Topcon Positioning Systems, Inc T

22、rimble GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的系統(tǒng)組成 用戶部分（續(xù)） 黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS用于導(dǎo)航定位的信號(hào)用于導(dǎo)航定位的信號(hào)載波、導(dǎo)航電文和測(cè)距碼載波、導(dǎo)航電文和測(cè)距碼載波（載波（Carrier Phase） 目前目前 L1：頻率：頻率：1575.43MHz，波長(zhǎng)：，波長(zhǎng)：19cm L2：頻率：頻率：1227.60MHz，波長(zhǎng)：，波長(zhǎng)：24cm 現(xiàn)代化后現(xiàn)代化后 增加增加L5：1176.45MHz，波長(zhǎng)：，波長(zhǎng)：26cm導(dǎo)航電文（導(dǎo)航電文（Navigation Message/Data Message） 碼速：碼速：50bps 內(nèi)容：內(nèi)

23、容： 廣播星歷（導(dǎo)航信息）廣播星歷（導(dǎo)航信息） 衛(wèi)星鐘改正衛(wèi)星鐘改正 歷書（概略星歷）歷書（概略星歷） 電離層信息電離層信息 衛(wèi)星健康狀況衛(wèi)星健康狀況GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS用于導(dǎo)航定位的信號(hào)黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（續(xù)）用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（續(xù)） 測(cè)距碼（測(cè)距碼（Ranging Code） 目前目前 C/A（C1） 碼速：碼速：1.023MHz 碼元長(zhǎng)度：碼元長(zhǎng)度：300m P(Y)1、 P(Y)2 碼速：碼速：10.23MHz 碼元長(zhǎng)度：碼元長(zhǎng)度：30m 現(xiàn)代化后現(xiàn)代化后 C2 M1、M2 軍用碼軍用碼GPS數(shù)據(jù)處理

24、基礎(chǔ)篇 GPS用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS用于導(dǎo)航定位的觀測(cè)值用于導(dǎo)航定位的觀測(cè)值 偽距偽距 精度差精度差 載波載波 周跳，整周未知數(shù)周跳，整周未知數(shù) 多普勒多普勒GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS用于導(dǎo)航定位的觀測(cè)值黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS測(cè)量誤差測(cè)量誤差 誤差誤差 偶然誤差偶然誤差 系統(tǒng)偏差系統(tǒng)偏差 其它影響其它影響GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS測(cè)量誤差 概述黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)偏差系統(tǒng)偏差 與衛(wèi)星有關(guān)與衛(wèi)星有關(guān) 衛(wèi)星軌道

25、誤差衛(wèi)星軌道誤差 衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差 相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng) 頻率間延遲偏差頻率間延遲偏差 天線相位中心的偏差天線相位中心的偏差 與傳播途徑與傳播途徑 電離層折射電離層折射 對(duì)流層折射對(duì)流層折射 多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng) 與接收設(shè)備與接收設(shè)備 接收機(jī)鐘差接收機(jī)鐘差 不同頻率的延遲偏差不同頻率的延遲偏差 接收機(jī)天線相位中心的偏差及變化接收機(jī)天線相位中心的偏差及變化 相對(duì)的天線相位中心的偏差及變化相對(duì)的天線相位中心的偏差及變化 絕對(duì)的天線相位中心的偏差及變化絕對(duì)的天線相位中心的偏差及變化GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS測(cè)量誤差 系統(tǒng)偏差黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 其

26、它影響其它影響 地球潮汐地球潮汐 固體潮固體潮 負(fù)荷潮負(fù)荷潮GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS測(cè)量誤差 其它影響黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS測(cè)量定位類型測(cè)量定位類型 定位模式定位模式 絕對(duì)定位絕對(duì)定位 相對(duì)定位相對(duì)定位 差分定位差分定位 定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)定位時(shí)接收機(jī)天線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 靜態(tài)定位靜態(tài)定位 動(dòng)態(tài)定位動(dòng)態(tài)定位 獲得定位結(jié)果的時(shí)效獲得定位結(jié)果的時(shí)效 事后定位事后定位 實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位 觀測(cè)值類型觀測(cè)值類型 偽距測(cè)量偽距測(cè)量 載波相位測(cè)量載波相位測(cè)量GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS測(cè)量定位類型黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研

27、究所GPS數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的目的數(shù)據(jù)處理的目的 目的目的 通過(guò)數(shù)據(jù)處理，得到所需的參數(shù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和結(jié)果質(zhì)量通過(guò)數(shù)據(jù)處理，得到所需的參數(shù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和結(jié)果質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 質(zhì)量控制方法質(zhì)量控制方法 質(zhì)量指標(biāo)（算法、應(yīng)用）質(zhì)量指標(biāo)（算法、應(yīng)用） 數(shù)學(xué)模型（算法）數(shù)學(xué)模型（算法） 函數(shù)模型函數(shù)模型 隨機(jī)模型隨機(jī)模型 處理方法處理方法 參數(shù)修改（算法、應(yīng)用）參數(shù)修改（算法、應(yīng)用） 觀測(cè)值的剔除（算法、應(yīng)用）觀測(cè)值的剔除（算法、應(yīng)用）GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 數(shù)據(jù)處理的目的黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS的最新進(jìn)展的最新進(jìn)展 連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)

28、航服務(wù)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng) 多源數(shù)據(jù)的導(dǎo)航定位多源數(shù)據(jù)的導(dǎo)航定位 偽衛(wèi)星技術(shù)偽衛(wèi)星技術(shù) 衛(wèi)星定軌技術(shù)衛(wèi)星定軌技術(shù) 利用利用GPS信號(hào)進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行對(duì)地觀測(cè) 測(cè)定海面高測(cè)定海面高 大氣探測(cè)大氣探測(cè) 電離層探測(cè)電離層探測(cè) 對(duì)流層探測(cè)對(duì)流層探測(cè) 地球動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用地球動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用 維持參考框架維持參考框架GPS數(shù)據(jù)處理 基礎(chǔ)篇 GPS的最新進(jìn)展黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理應(yīng)用篇應(yīng)用篇 GPS網(wǎng)工程網(wǎng)工程 GPS基線解算原理基線解算原理 商用商用GPS基線解算程序的使用基線解算程序的使用 高精度數(shù)據(jù)處理軟件的使用高精度數(shù)據(jù)處理軟件的使用 GPS

29、網(wǎng)平差原理網(wǎng)平差原理 商用商用GPS網(wǎng)平差軟件使用網(wǎng)平差軟件使用GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS測(cè)量中的誤差及其影響測(cè)量中的誤差及其影響 GPS測(cè)量中的誤差測(cè)量中的誤差系統(tǒng)內(nèi)部的誤差系統(tǒng)內(nèi)部的誤差 偶然誤差（觀測(cè)噪聲）偶然誤差（觀測(cè)噪聲） 粗差粗差 周跳等周跳等 系統(tǒng)偏差系統(tǒng)偏差 與衛(wèi)星有關(guān)的、與傳播途徑有關(guān)的及與接收設(shè)備有關(guān)的與衛(wèi)星有關(guān)的、與傳播途徑有關(guān)的及與接收設(shè)備有關(guān)的 模型誤差模型誤差人為誤差人為誤差 對(duì)中誤差對(duì)中誤差 天線高量取天線高量取 氣象參數(shù)觀測(cè)誤差氣象參數(shù)觀測(cè)誤差 影響影響導(dǎo)致基線解算結(jié)果質(zhì)量下降，嚴(yán)重的導(dǎo)致解算

30、錯(cuò)誤。導(dǎo)致基線解算結(jié)果質(zhì)量下降，嚴(yán)重的導(dǎo)致解算錯(cuò)誤。GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS測(cè)量中的誤差及其影響黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)對(duì)方法應(yīng)對(duì)方法總體上講：精化模型，發(fā)現(xiàn)剔除粗差，消除或消弱誤差差的影響總體上講：精化模型，發(fā)現(xiàn)剔除粗差，消除或消弱誤差差的影響在應(yīng)用層面上在應(yīng)用層面上 制訂完善的項(xiàng)目實(shí)施方案，以利于進(jìn)行質(zhì)量控制制訂完善的項(xiàng)目實(shí)施方案，以利于進(jìn)行質(zhì)量控制 采用精化數(shù)據(jù)處理方法，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量采用精化數(shù)據(jù)處理方法，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量在技術(shù)、理論及算法層面上在技術(shù)、理論及算法層面上 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 載波相位觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù)載

31、波相位觀測(cè)值周跳的探測(cè)與修復(fù) 粗差基線的剔除粗差基線的剔除 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 函數(shù)模型函數(shù)模型 模型的精化完善（誤差的模型化、參數(shù)化）模型的精化完善（誤差的模型化、參數(shù)化） 隨機(jī)模型隨機(jī)模型 觀測(cè)值的定權(quán)（觀測(cè)值的權(quán)陣，方差分量估計(jì)）觀測(cè)值的定權(quán)（觀測(cè)值的權(quán)陣，方差分量估計(jì)） 算法算法 參數(shù)估計(jì)方法（最小二乘、濾波、整周未知數(shù)的確定等）參數(shù)估計(jì)方法（最小二乘、濾波、整周未知數(shù)的確定等）GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS測(cè)量中的誤差及其影響（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS基線向量網(wǎng)基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng)網(wǎng) GPS基線向量網(wǎng)基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng)網(wǎng)由由GPS

32、基線向量構(gòu)成基線向量構(gòu)成一般要求網(wǎng)中所有的圖形都是閉合的一般要求網(wǎng)中所有的圖形都是閉合的GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng)1-長(zhǎng)橫崗山4-2000135-黃田機(jī)場(chǎng)重力基點(diǎn)6-大嶺山047-廣深惠298- 黃石29-公明重力基點(diǎn)10-新大211-黃石612-I 廣深惠43基13-蛇口體育中心重力基點(diǎn)14-南頭環(huán)215-大南山17-大朗0819-松新9基20-石公321-公南1123-松新1624-白布825-I廣深惠5126-觀龍327-塘廈0322-黃江0328-庫(kù)桂329-龍深430-I廣深惠5531-龍坪22基32-筆架

33、山33-I廣深惠6434-龍坪3135-清溪1036-鳳崗0337-I廣深惠7438-清龍坪1141-20001242-龍松143-龍坪444-2000345-2000846-2000747-龍三1148-I廣深惠81基49-無(wú)名50-橫坪751-20001052-坪羅支453-I廣深惠8754-2000955-松坪1156-I廣深惠9657-2000658-2000559-葵大2060-葵大661-英管山62-2000463-2000165-葵大15-166-2000267- 虎門0168- 厚街0669-黃江0170-清溪0271-I穗普39-172-I廣深惠

34、11873-I廣惠5374-樟木頭0175-求水坳76-I穗普43-164-葵大16基深圳級(jí)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)圖GPS AB 、10.00.020.030.040.050.060.070.080.080.090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.070.010.00.020.030.040.050.060.070.080.080.090.0100.0110.0120.0130.0140.0150.0160.0170.0180.0190.0200.070.0黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 作用作

35、用應(yīng)用上應(yīng)用上 將多個(gè)點(diǎn)統(tǒng)一到同一基準(zhǔn)下將多個(gè)點(diǎn)統(tǒng)一到同一基準(zhǔn)下 保證測(cè)站間存在足夠數(shù)量的共視衛(wèi)星保證測(cè)站間存在足夠數(shù)量的共視衛(wèi)星質(zhì)量控制上質(zhì)量控制上 提供進(jìn)行質(zhì)量控制的檢核條件提供進(jìn)行質(zhì)量控制的檢核條件 評(píng)定測(cè)量精度評(píng)定測(cè)量精度GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) 作用黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 分類分類依精度依精度 精度指標(biāo)精度指標(biāo) 相鄰點(diǎn)距離中誤差相鄰點(diǎn)距離中誤差 GPS網(wǎng)的級(jí)別網(wǎng)的級(jí)別 A、B、C、D、EGPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) 分類)()10()()()(622kmDbmmammDba為相鄰點(diǎn)的距離為比

36、例誤差為固定誤差為相鄰點(diǎn)距離中誤差測(cè)量分類 固定誤差 a(mm) 比例誤差 b(ppm) 相鄰點(diǎn)距離(km) A 5 0.1 1002000 B 8 1 15250 C 10 5 540 D 10 10 215 E 10 20 110 黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理依用途依用途 A級(jí)網(wǎng)區(qū)域或國(guó)家框架網(wǎng)、區(qū)域動(dòng)力學(xué)網(wǎng)；級(jí)網(wǎng)區(qū)域或國(guó)家框架網(wǎng)、區(qū)域動(dòng)力學(xué)網(wǎng)；B級(jí)網(wǎng)為國(guó)家大地控制網(wǎng)級(jí)網(wǎng)為國(guó)家大地控制網(wǎng)或地方框架網(wǎng)；或地方框架網(wǎng)；C級(jí)網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)；級(jí)網(wǎng)為地方控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)；D級(jí)網(wǎng)為工程控級(jí)網(wǎng)為工程控制網(wǎng)；制網(wǎng)；E級(jí)網(wǎng)為測(cè)圖網(wǎng)。級(jí)網(wǎng)為測(cè)圖網(wǎng)。 美國(guó)聯(lián)

37、邦大地測(cè)量分管委員會(huì)（美國(guó)聯(lián)邦大地測(cè)量分管委員會(huì)（Federal Geodetic Control Subcommittee-FGCS）在）在1988年公布的年公布的GPS相對(duì)定位的精度標(biāo)準(zhǔn)中有相對(duì)定位的精度標(biāo)準(zhǔn)中有一個(gè)一個(gè)AA級(jí)的等級(jí)，其要求固定誤差級(jí)的等級(jí)，其要求固定誤差3mm，比例誤差，比例誤差0.01ppm，此，此等級(jí)的網(wǎng)一般為全球性的坐標(biāo)框架和地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量。等級(jí)的網(wǎng)一般為全球性的坐標(biāo)框架和地球動(dòng)力學(xué)測(cè)量。 不同部門的特殊要求不同部門的特殊要求 城建部門城建部門 工程單位工程單位GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) 分類（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星

38、應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 觀測(cè)方法觀測(cè)方法靜態(tài)觀測(cè)靜態(tài)觀測(cè) 跟蹤站式（跟蹤站式（AA、A級(jí)）級(jí)） 會(huì)戰(zhàn)式（會(huì)戰(zhàn)式（A、B級(jí)）級(jí)） 多基準(zhǔn)站式（多基準(zhǔn)站式（B、C級(jí)）級(jí)） 同步圖形擴(kuò)展式（同步圖形擴(kuò)展式（C、D級(jí)）級(jí)） 擴(kuò)展方式：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式和混連式擴(kuò)展方式：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式和混連式 單基準(zhǔn)站式（單基準(zhǔn)站式（D、E級(jí)）級(jí)）偽動(dòng)態(tài)觀測(cè)偽動(dòng)態(tài)觀測(cè)動(dòng)態(tài)觀測(cè)動(dòng)態(tài)觀測(cè)GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) 觀測(cè)方法 1 2 點(diǎn)連式 1 2 邊連式 1 2 網(wǎng)連式 黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)工程網(wǎng)工程 步驟步驟測(cè)前測(cè)前 項(xiàng)目可行性

39、研究項(xiàng)目可行性研究 項(xiàng)目完成周期估算及項(xiàng)目成本估算項(xiàng)目完成周期估算及項(xiàng)目成本估算 項(xiàng)目所需資料的收集項(xiàng)目所需資料的收集 測(cè)繪資料：地形圖，已知成果等測(cè)繪資料：地形圖，已知成果等 資質(zhì)證明資質(zhì)證明 儀器檢定資料儀器檢定資料 項(xiàng)目方案詳細(xì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案詳細(xì)設(shè)計(jì) 人員安排人員安排GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 步驟黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理測(cè)中測(cè)中 作業(yè)計(jì)劃作業(yè)計(jì)劃 作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸、備份數(shù)據(jù)傳輸、備份 基線處理基線處理 質(zhì)量控制質(zhì)量控制 測(cè)后測(cè)后數(shù)據(jù)處理分析（網(wǎng)平差）數(shù)據(jù)處理分析（網(wǎng)平差） 成果資料整理成果資料整理

40、總結(jié)報(bào)告總結(jié)報(bào)告 GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 步驟（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)測(cè)區(qū)概況測(cè)區(qū)概況項(xiàng)目概況項(xiàng)目概況項(xiàng)目要求：質(zhì)量要求，數(shù)量要求（密度要求），點(diǎn)位要求，時(shí)間要求，項(xiàng)目要求：質(zhì)量要求，數(shù)量要求（密度要求），點(diǎn)位要求，時(shí)間要求，費(fèi)用要求等費(fèi)用要求等設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容技術(shù)依據(jù)技術(shù)依據(jù)人員安排人員安排點(diǎn)位設(shè)計(jì)方案：基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，點(diǎn)位選擇方案點(diǎn)位設(shè)計(jì)方案：基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，點(diǎn)位選擇方案點(diǎn)位標(biāo)志設(shè)計(jì)點(diǎn)位標(biāo)志設(shè)計(jì)觀測(cè)方案設(shè)計(jì)：觀測(cè)時(shí)間，儀器設(shè)備，觀測(cè)參數(shù)觀測(cè)方案設(shè)計(jì)：觀測(cè)時(shí)間，儀器設(shè)備，觀測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)處理方案數(shù)據(jù)處

41、理方案軟件軟件處理方法處理方法質(zhì)量控制方案質(zhì)量控制方案質(zhì)量控制指標(biāo)質(zhì)量控制指標(biāo)提交成果內(nèi)容提交成果內(nèi)容GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 方案設(shè)計(jì)黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理項(xiàng)目周期的估算項(xiàng)目周期的估算依據(jù)點(diǎn)的重復(fù)設(shè)站（觀測(cè)）數(shù)，計(jì)算最少觀測(cè)期數(shù)，從而估算依據(jù)點(diǎn)的重復(fù)設(shè)站（觀測(cè)）數(shù)，計(jì)算最少觀測(cè)期數(shù)，從而估算出作業(yè)周期。出作業(yè)周期。 GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 項(xiàng)目周期的估算為儀器數(shù)。為重復(fù)設(shè)站數(shù)；為總點(diǎn)數(shù)；為最少觀測(cè)期數(shù)；其中：mRnsmRnsminmin黃勁松(email:) 武漢大

42、學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理項(xiàng)目費(fèi)用的估算項(xiàng)目費(fèi)用的估算作業(yè)成本的估算作業(yè)成本的估算項(xiàng)目投資的估算項(xiàng)目投資的估算GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 項(xiàng)目費(fèi)用的估算黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則成本效益的原則成本效益的原則在保證質(zhì)量的前提下提高效益在保證質(zhì)量的前提下提高效益質(zhì)量的原則質(zhì)量的原則質(zhì)量的兩個(gè)方面：精度和可靠性質(zhì)量的兩個(gè)方面：精度和可靠性如何保證質(zhì)量如何保證質(zhì)量提高可靠性的方法提高可靠性的方法 選點(diǎn)原則：開(kāi)闊，無(wú)干擾，方便，利于使用選點(diǎn)原則：開(kāi)闊，無(wú)干擾，方便，利于使用 增加觀

43、測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。 保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。 保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連。保證每點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連。 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 6。提高質(zhì)量的方法提高質(zhì)量的方法 網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得它們間的直接觀測(cè)基線。網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得它們間的直接觀測(cè)基線。 建立框架網(wǎng)。建立框架網(wǎng)。 最小異步環(huán)邊數(shù)不大于最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 6 。 適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊。適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊。 若要進(jìn)行高程擬合，水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來(lái)。若要進(jìn)行高程擬合，

44、水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來(lái)。 適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加觀測(cè)時(shí)段。適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加觀測(cè)時(shí)段。 選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻。選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻。GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線向量網(wǎng) GPS網(wǎng) GPS網(wǎng)工程 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS基線解算基線解算 概述概述觀測(cè)值觀測(cè)值 主要觀測(cè)值：載波相位觀測(cè)值（原始觀測(cè)值（非差觀測(cè)值）或差分觀主要觀測(cè)值：載波相位觀測(cè)值（原始觀測(cè)值（非差觀測(cè)值）或差分觀測(cè)值（單差、雙差或三差）測(cè)值（單差、雙差或三差） 輔助觀測(cè)值：偽距觀測(cè)值，多普勒觀測(cè)值

45、輔助觀測(cè)值：偽距觀測(cè)值，多普勒觀測(cè)值其它數(shù)據(jù)其它數(shù)據(jù) 測(cè)站信息（儀器類型，天線類型，天線高信息等）測(cè)站信息（儀器類型，天線類型，天線高信息等） 星歷（精密星歷或廣播星歷）星歷（精密星歷或廣播星歷） 氣象數(shù)據(jù)（溫度，濕度，氣壓；或干溫，濕溫，氣壓；傾斜的對(duì)流層氣象數(shù)據(jù)（溫度，濕度，氣壓；或干溫，濕溫，氣壓；傾斜的對(duì)流層水汽含量）水汽含量）結(jié)果結(jié)果 基線向量（基線向量（ X, Y, Z）/坐標(biāo)（坐標(biāo)（X, Y, Z） 參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差、方差協(xié)方差陣、相關(guān)矩陣；觀測(cè)值的中誤差（均方根參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差、方差協(xié)方差陣、相關(guān)矩陣；觀測(cè)值的中誤差（均方根誤差誤差RMS）、）、GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算

46、概述黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理類型類型 解算模式解算模式 單基線解（單基線解（Single Baseline/Baseline Mode） 模型簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)單 不顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性不顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性 多基線解（多基線解（Multiple Baseline/Session Mode） 模型較為復(fù)雜模型較為復(fù)雜 顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性 整體解（多站網(wǎng)解）（整體解（多站網(wǎng)解）（Campaign Mode） 模型最為嚴(yán)密模型最為嚴(yán)密 顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性顧及同一時(shí)段基線間的相關(guān)特性 基線之間相互約束

47、，結(jié)構(gòu)強(qiáng)基線之間相互約束，結(jié)構(gòu)強(qiáng) 結(jié)果類型結(jié)果類型 根據(jù)差分的類型根據(jù)差分的類型 單差解單差解 雙差解雙差解 三差解三差解 根據(jù)整周未知數(shù)確定的情況根據(jù)整周未知數(shù)確定的情況 固定解（整數(shù)解）固定解（整數(shù)解）(Fixed) 浮動(dòng)解（實(shí)數(shù)解）浮動(dòng)解（實(shí)數(shù)解）(Float)GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算 概述（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 軟件操作過(guò)程軟件操作過(guò)程設(shè)置設(shè)置 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 指定數(shù)據(jù)（本機(jī)格式，指定數(shù)據(jù)（本機(jī)格式，RINEX格式）格式） 坐標(biāo)先驗(yàn)值坐標(biāo)先驗(yàn)值 測(cè)站天線高測(cè)站天線高 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 星歷類型（廣播星歷星歷類型（廣播星

48、歷 本機(jī)或本機(jī)或RINEX格式，或精密星歷格式，或精密星歷 - SP3或或EF18格式）格式） 截止高度角截止高度角 數(shù)據(jù)采樣率數(shù)據(jù)采樣率 處理方法處理方法 需要?jiǎng)h除的衛(wèi)星需要?jiǎng)h除的衛(wèi)星 對(duì)流層折射改正方法：模型改正、參數(shù)改正對(duì)流層折射改正方法：模型改正、參數(shù)改正 電離層折射改正方法：模型改正、雙頻改正電離層折射改正方法：模型改正、雙頻改正 各類閾值（數(shù)據(jù)剔除準(zhǔn)則、整周未知數(shù)判定準(zhǔn)則）各類閾值（數(shù)據(jù)剔除準(zhǔn)則、整周未知數(shù)判定準(zhǔn)則）處理處理GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算 軟件操作過(guò)程黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理結(jié)果輸出結(jié)果輸出 解的類型（三差解，雙差

49、解，固定解，浮動(dòng)解等）解的類型（三差解，雙差解，固定解，浮動(dòng)解等） 不同系統(tǒng)下的輸入、輸出坐標(biāo)不同系統(tǒng)下的輸入、輸出坐標(biāo) 接收機(jī)的相關(guān)信息（如序列號(hào)等）接收機(jī)的相關(guān)信息（如序列號(hào)等） 坐標(biāo)分量估值的標(biāo)準(zhǔn)偏差坐標(biāo)分量估值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 所有坐標(biāo)參數(shù)（包括整周未知數(shù)參數(shù)等），的相關(guān)矩陣或方差所有坐標(biāo)參數(shù)（包括整周未知數(shù)參數(shù)等），的相關(guān)矩陣或方差-協(xié)方協(xié)方差陣差陣 衛(wèi)星幾何形狀的信息（如衛(wèi)星幾何形狀的信息（如RDOP值等）值等） 信號(hào)跟蹤記錄（數(shù)據(jù)記錄時(shí)間、衛(wèi)星、通道、信號(hào)質(zhì)量等）信號(hào)跟蹤記錄（數(shù)據(jù)記錄時(shí)間、衛(wèi)星、通道、信號(hào)質(zhì)量等） 數(shù)據(jù)刪除率，采樣率，數(shù)據(jù)剔除準(zhǔn)則數(shù)據(jù)刪除率，采樣率，數(shù)據(jù)剔除準(zhǔn)則 星歷

50、內(nèi)容綜述，健康標(biāo)志信息星歷內(nèi)容綜述，健康標(biāo)志信息 進(jìn)行的數(shù)據(jù)預(yù)處理措施（如對(duì)流層模型）進(jìn)行的數(shù)據(jù)預(yù)處理措施（如對(duì)流層模型） 觀測(cè)值改正數(shù)（殘差觀測(cè)值改正數(shù)（殘差Residual） 結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果 整周未知數(shù)的確定結(jié)果整周未知數(shù)的確定結(jié)果 解的質(zhì)量綜述解的質(zhì)量綜述GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算 軟件操作過(guò)程（續(xù)）黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 軟件內(nèi)部處理過(guò)程軟件內(nèi)部處理過(guò)程數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)導(dǎo)入 原始觀測(cè)數(shù)據(jù)原始觀測(cè)數(shù)據(jù) 其它數(shù)據(jù)（星歷、測(cè)站信息、天線信息、氣象數(shù)據(jù)等）其它數(shù)據(jù)（星歷、測(cè)站信息、天線信息、氣象數(shù)據(jù)等）生成差分觀測(cè)值生成差

51、分觀測(cè)值數(shù)據(jù)預(yù)處理：周跳探測(cè)與修復(fù)數(shù)據(jù)預(yù)處理：周跳探測(cè)與修復(fù)組成觀測(cè)方程（組成觀測(cè)方程（L+v=BX），同時(shí)生成觀測(cè)值的權(quán)陣），同時(shí)生成觀測(cè)值的權(quán)陣 模型中需顧及包括對(duì)流層、電離層、鐘、相對(duì)論效應(yīng)、地球潮汐等各模型中需顧及包括對(duì)流層、電離層、鐘、相對(duì)論效應(yīng)、地球潮汐等各類影響。類影響。 根據(jù)指定星歷計(jì)算衛(wèi)星位置根據(jù)指定星歷計(jì)算衛(wèi)星位置方程初始解算（結(jié)果中整周未知數(shù)為實(shí)數(shù)）方程初始解算（結(jié)果中整周未知數(shù)為實(shí)數(shù)）整周未知數(shù)的確定（確定整周未知數(shù)的整數(shù)值）整周未知數(shù)的確定（確定整周未知數(shù)的整數(shù)值） 搜索算法搜索算法 判斷準(zhǔn)則判斷準(zhǔn)則 RATIO值值方程最終解算方程最終解算GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GP

52、S基線解算 軟件內(nèi)部處理過(guò)程1 ;22, 1tnnFisiiTmmT黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 GPS基線質(zhì)量控制基線質(zhì)量控制質(zhì)量評(píng)定的指標(biāo)質(zhì)量評(píng)定的指標(biāo) 相對(duì)指標(biāo)相對(duì)指標(biāo) 觀測(cè)值的觀測(cè)值的RMS：反映觀測(cè)值的質(zhì)量：反映觀測(cè)值的質(zhì)量 數(shù)據(jù)剔除率：反映觀測(cè)值的質(zhì)量數(shù)據(jù)剔除率：反映觀測(cè)值的質(zhì)量 驗(yàn)后方差因子：反映觀測(cè)值的質(zhì)量驗(yàn)后方差因子：反映觀測(cè)值的質(zhì)量 RDOP值：衛(wèi)星幾何圖形的好壞值：衛(wèi)星幾何圖形的好壞 RATIO值：整周未知數(shù)確定可靠性的高低值：整周未知數(shù)確定可靠性的高低 半相對(duì)半絕對(duì)的指標(biāo)半相對(duì)半絕對(duì)的指標(biāo) 同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差 絕對(duì)指標(biāo)絕對(duì)指

53、標(biāo) 異步環(huán)閉合差異步環(huán)閉合差 重復(fù)基線的互差重復(fù)基線的互差注：閉合環(huán)的閉合差注：閉合環(huán)的閉合差分量閉合差：分量閉合差：全長(zhǎng)閉合差：全長(zhǎng)閉合差：相對(duì)全長(zhǎng)閉合差：相對(duì)全長(zhǎng)閉合差：GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算 GPS基線質(zhì)量控制 質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)ZYXZYX,222ZYXtStr黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 影響基線質(zhì)量的因素影響基線質(zhì)量的因素應(yīng)用層面應(yīng)用層面 基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確基線解算時(shí)所設(shè)定的起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確 （設(shè)定較準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)，采（設(shè)定較準(zhǔn)確的起點(diǎn)坐標(biāo)，采用同一點(diǎn)或同一點(diǎn)的衍生點(diǎn)起算）用同一點(diǎn)或同一點(diǎn)的衍生點(diǎn)起算） 少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)

54、間太短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確確定少數(shù)衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間太短，導(dǎo)致這些衛(wèi)星的整周未知數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確確定（剔除觀測(cè)時(shí)間太短的衛(wèi)星）（剔除觀測(cè)時(shí)間太短的衛(wèi)星） 在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段或個(gè)別衛(wèi)星周跳太多，致使周跳無(wú)在整個(gè)觀測(cè)時(shí)段里，有個(gè)別時(shí)間段或個(gè)別衛(wèi)星周跳太多，致使周跳無(wú)法完全修復(fù)（剔除周跳多的衛(wèi)星，截去周跳多的時(shí)間段）法完全修復(fù)（剔除周跳多的衛(wèi)星，截去周跳多的時(shí)間段） 在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大（剔在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)，多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重，觀測(cè)值的改正數(shù)普遍較大（剔除受多路徑影響嚴(yán)重的觀測(cè)值）除受多路徑影響嚴(yán)重的觀測(cè)值） 對(duì)流層折射或電離層折射影響太大（模型改正、

55、采用對(duì)流層折射或電離層折射影響太大（模型改正、采用Iono-Free觀測(cè)值）觀測(cè)值）理論、技術(shù)、算法層面理論、技術(shù)、算法層面 周跳的處理方法周跳的處理方法 整周未知數(shù)的確定方法整周未知數(shù)的確定方法 模型不完善模型不完善 函數(shù)模型和隨機(jī)模型的不完善函數(shù)模型和隨機(jī)模型的不完善GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS基線解算 GPS基線質(zhì)量的評(píng)定 影響基線質(zhì)量的因素黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差 概述概述觀測(cè)值觀測(cè)值 基線向量及其權(quán)陣（參見(jiàn)基線向量解）基線向量及其權(quán)陣（參見(jiàn)基線向量解）結(jié)果結(jié)果 待定點(diǎn)的坐標(biāo)待定點(diǎn)的坐標(biāo) 其它待定參數(shù)：尺度、旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)速度

56、其它待定參數(shù)：尺度、旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)速度 各類精度指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)差，參數(shù)的相關(guān)性，點(diǎn)位誤差（橢圓）（絕對(duì)），各類精度指標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)差，參數(shù)的相關(guān)性，點(diǎn)位誤差（橢圓）（絕對(duì)），基線誤差（橢圓）（相對(duì)）基線誤差（橢圓）（相對(duì)）作用作用 發(fā)現(xiàn)剔除粗差發(fā)現(xiàn)剔除粗差 確定待定點(diǎn)坐標(biāo)及其它參數(shù)（在指定基準(zhǔn)下）確定待定點(diǎn)坐標(biāo)及其它參數(shù)（在指定基準(zhǔn)下） 基線向量不含有位置基準(zhǔn)基線向量不含有位置基準(zhǔn) 精度評(píng)定精度評(píng)定GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS網(wǎng)平差 概述黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理 觀測(cè)值觀測(cè)值單基線解單基線解GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS網(wǎng)平差 觀測(cè)值 單基線解niiiiiiiiiiiiiiiiiiiBBBZZYZXZZYYYXYZXYXXXBiiiiDDDDDZYXB0000.00000000),(21黃勁松(email:) 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院衛(wèi)星應(yīng)用研究所GPS數(shù)據(jù)處理多基線解多基線解GPS數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用篇 GPS網(wǎng)平差 觀測(cè)值 多基線解1,1,2,1 ,0000.00000000.),(),.,(211,1,2,1,1 ,2,1,2,2,2,1 ,1 ,1,1 ,2,1 ,1 ,DPDDDDDDDDDDDDDDDZYXbbbbBnmimiimiiimiiiiiimiiiiiilikikikilikikikiliki