南方GPS数据处理软件基线解算分析

摘要:南方GPS后处理软件是GPS后处理常用的一种软件,适用于单频、双频GPS数据基线解算,平差处理。该软件包的功能有:选星计划、接收机设置、数据传输、基线向量处理、网平差、质量分析、坐标转换、报表生成、结果输出、Rinex格式转换等模块。south软件在使用过程中,如何提高基线解算精度是后续解算环节的关键,基线的解算成果直接影响到接下来的对观测点的三维平差、二维平差以及高程拟合的精度,再此就基线解算谈谈个人见解。

关键词:GPS;数据处理;基线解算;方差比

中图分类号:TN919.5

文献标识码:A

文章编号:16723198(2009)20027202

1南方GPS数据处理软件的安装和数据传输

1.1安装南方GPS数据处理软件4.0软件

南方GPS数据处理软件4.0软件安装文件中有名为GPSmax050823.exe的可执行文件,执行该文件可弹出安装界面,根据界面提示进行安装。

1.2南方静态数据传输Ver3.0 2006.07.26的基本操作

在数据传输前,在接收机和计算机都关机的状态下,用数据线连接,完成连接后运行南方GPS数据处理软件4.0,单击工具南方接收机数据下载,进入选择界面,对二者的通讯参数进行设置,并确认数据保存位置后,开始传输数据。选择对应的文件后,鼠标单击“开始”9600 上的数据就会传输到计算机对应的目录下。在该界面下,如果之前GPS外业测量过程中如果点名、天线高输入不准确,可以在传输数据时对点名、天线高和时段号进行更改。注意,输入点名必须为四个字母或数字组成。数据传输完毕后,断开连接,也要二者关机后,才能取下数据线,否则容易损坏数据线接口。

2基线解算步骤

在桌面上双击“南方测绘 GPS数据处理”图标或单击“开始”“程序”“南方测绘 GPS 4.0000 数据处理” “GPS数据处理”打开GPS数据处理软件,GPS数据处理软件界面如图1所示。

2.1新建项目,在菜单栏单击“文件”“新建”或在工具栏单击按钮打开如下图2所示界面

在上述界面中依次填入后,点击设置,进入控制网等级设置,选择所做GPS控制网等级,点击定义坐标系,进入后,选择相适应的坐标系,如果是独立坐标系,可以选择自定义坐标系。点击新建,输入中央子午线、坐标系名称、投影高,点击返回,回到上图界面,点击定义坐标系,选择新建的坐标系。然后会弹出如下图3所示的界面。

2.2添加外业GPS数据文件

在菜单栏单击“数据输入”“增加观测数据文件”或在工具栏单击图标,打下如下图4的界面。

选择路径中选中存放GPS外业数据文件的文件夹,然后在文件列表中选中所需要的数据文件,然后击确定 ,然后稍等片刻,调入完毕后,网图如图5所示。

2.3解算基线详解

选择解算全部基线,这一解算过程可能等待时间较长,处理过程若想中断,请点击停止。基线处理完全结束后,网图如下图,颜色已由原来的绿色变成红色或灰色,如图6。

基线双差固定解方差比大于3 的基线变红(软件默认值 3),小于3 的基线颜色变灰色。灰色基线方差比过低,可以进行重解。用鼠标直接在网图上双击该基线,选中基线由实线变成虚线后弹出基线解算对话框如图7,在对话框的显示项目中可以对基线解算进行必要的设置。

基线解算对话框各项设置的意义和使用说明如下:

“:显示当前处理的基线。

文件“S0043211”中“S004”表示点名,“321”表示测量日期是 1 年 365 天中的第321 天,“1”表示时段数。

“”:在白色小方框中单击鼠标左键后小方框中。

出现小勾,表示此功能已经被选中。“禁用”表现禁用当前的基线;“新增基线”表示当前基线为新增基线;“自动禁止使用”表示不合格的基线不参加组网,“选中基线”表示当前基线为正在处理的选中基线。

上图中数据选择系列中的条件是对基线进行重解的重要条件。对于解算不合格的基线,可以在图7的界面下对高度截至角和历元间隔进行组合设置完成基线的重新解算以提高基线的方差比,也就是通过调整高度截止角和历元间隔来重新解算不合格的基线,使该基线的方差大于3,但在调整的过程中,可能会出现很多的组合方案和以之相对应的方差比,一般来说方差比越大,解算效果越好,同时,在顾及方差比的同时,也要考虑图7中的X、Y、Z增量的大小,顾忌二者,选取最优化的结果。历元间隔中的左边第一个数字历元项为解算历元,第二项为数据采集历元。当解算历元小于采集历元时,软件解算采用采集历元,反之则远用设置的解算历元。“编辑”中的数字表示误差放大系数,参考卫星可进行选择,一般默认为自动选择接收信号效果最好的卫星,最小历元和最大历元数为限制解算的数据,一般可设为默认值即可。

“合格解选择”为设置基线解的方法。分别有“双差固定解”、“双差浮点解”、“三差解”三种,默认设置为双差固定解,为最好的解算精度。

在反复组合高度截至角和历元间隔进行解算仍不合格的情况下,可点击图6界面下的观测数据文件,选择不合格基线的点号,并双击,显示栏中会显示基线详情,如图8所示。

图8中详细列出了该测站点上的星历情况,以及基线解算处理中周跳、剔除、精度分析等处理情况。分别查看不合格基线2点的数据编辑,选取2点的卫星接收效果较好的同一颗卫星,在图7中点击参考卫星,选择2点在同时观测时接收信号都比较好的卫星,选择好参考卫星后,回到图8的界面,点中,然后按住鼠标左键拖拉圈住上图中有历元中断的地方即不完整断断续续的部分,可剔除无效历元。点中 可恢复剔除历元。在重新选择了参考卫星和删除了无效历元后,重复改变高度截止角、采样间隔,重新对不合格基线进行解算,如果基线解算仍然不合格,就应该考虑对不合格基线进行重测了。

2.4检查闭合环和重复基线

待基线解算合格后(少数几条解算基线不合格可让其不参与平差),在 “闭合环”窗口中进行闭合差计算。首先,对同步时段任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求进行同步环检核,然后计算异步环。程序将自动搜索所有的同步、异步闭合环。

有关同步、异步闭合环、重复基线的要求请查看全球定位系统(GPS)测量规范搜索闭合环点左边状态栏中闭合环,有下图9显示闭合差:

从上图中看出,此网所有的同步闭合环均小于 10ppm,小于四等网(≤10ppm)的要求。

闭合差如果超限,那么必须剔除粗差基线(基线选择的原则方法请查看使用提示)。点击“基线简表”状态栏重新算。根据基线解算以及闭合差计算的具体情况,对一些基线进行重新解算,具有多次观测基线的情况下可以不使用或者删除该基线。当出现孤点(即该点仅有一条合格基线相连)的情况下,必须野外重测该基线或者闭合环。