影响GNSS基线解算结果的因素及应对方法

摘要：影响GNSS基线向量解算质量的因素较多，只有分析判别出影响GNSS基线解算结果的主要因素，并通过精化处理，才能获得高质量的定位点坐标和基线向量。本文介绍了GNSS基线解算的过程、基本原理，影响ＧＰＳ基线解算的因素及其应对方法。

关键词：GNSS；基线解算；基本原理；应对方法

中图分类号：P225.8 文献标识码：A文章编号：

概述：GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。

1、 GNSS基线解算的过程

每一个厂商所生产的接收机都会配备相应的数据处理软件，它们在使用方法都会有各自不同的特点，但是，无论是那种软件，它们在使用步骤上却是大体相同的。 GNSS基线解算的过程是：

1.1 原始观测数据的读入：在进行基线解算时，首先需要读取原始的GNSS观测值数据。一般说来，各接收机厂商随接收机一起提供的数据处理软件都可以直接处理从接收机中传输出来的GNSS原始观测值数据，而由第三方所开发的数据处理软件则不一定能对各接收机的原始观测数据进行处理，要处理这些数据，首先需要进行格式转换。目前，最常用的格式是RINEX格式，对于按此种格式存储的数据，大部分的数据处理软件都能直接处理。

1.2 外业输入数据的检查与修改：在读入了GNSS观测值数据后，就需要对观测数据进行必要的检查，检查的项目包括：测站名、点号、测站坐标、天线高等。对这些项目进行检查的目的，是为了避免外业操作时的误操作。

1.3设定基线解算的控制参数：基线解算的控制参数用以确定数据处理软件采用何种处理方法来进行基线解算，设定基线解算的控制参数是基线解算时的一个非常重要的环节，通过控制参数的设定，可以实现基线的精化处理。

1.4基线解算：基线解算的过程一般是自动进行的，无需过多的人工干预。

1.5 基线质量的检验：基线解算完毕后，基线结果并不能马上用于后续的处理，还必须对基线的质量进行检验，只有质量合格的基线才能用于后续的处理，如果不合格，则需要对基线进行重新解算或重新测量。基线的质量检验需要通过RATIO、RDOP、RMS、同步环闭和差、异步环闭和差和重复基线较差来进行。

2、 GNSS基线解算的基本原理

GNSS基线向量表示了各测站间的一种位置关系，即测站与测站间的坐标增量。GNSS基线向量与常规测量中的基线是有区别的，常规测量中的基线只有长度属性，而GNSS基线向量则具有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GNSS基线向量是GNSS同步观测的直接结果，也是进行GNSS网平差，获取最终点位的观测值。基线解算一般采用差分观测值，较为常用的差分观测值为双差观测值，即由两个测站的原始观测值分别在测站和卫星间求差后所得到的观测值。

3、影响GNSS基线解算结果的几个因素及其应对方法

3.1基线解算时所设定的起点坐标不准确，会导致基线出现尺度和方向上的偏差。要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GNSS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

3.2当某颗卫星的观测时间太短时，会导致与该颗卫星有关的整周未知数无法准确确定，而对与基线解算来讲，对于参与计算的卫星，如果与其相关的整周未知数没有准确确定的话，就将影响整个解算精度。若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

3.3在整个观测时段里，有个别时间段里周跳太多，致使周跳修复不完善。若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。

3.4在观测时段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大。由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

3.5对流层或电离层折射影响过大。对于对流层或电离层折射影响过大的问题，可以采用下列方法：

①提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

②分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

③如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

参考文献：

[1]刘经南，《GPS 网的布设与数据处理》，武汉测绘科技大学出版社， 1995

[2]许其凤，《GPS卫星导航与精密定位》，出版社，1994

[3]李征航、黄劲松，《ＧＰＳ测量与数据处理》，武汉大学出版社，2005