GPS数据处理及其流行软件的使用
随着全球定位系统(GPS)的不断改进及计算机技术的迅猛发展,GPS在测绘中得到了广泛的应用,如用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等,甚至GPS控制测量已完全取代了传统控制测量。GPS数据处理作为GPS测量中的一个重要环节,它对提高工作效率及定位成果精度有着直接的影响,因此,GPS数据处理成为了当今测绘界关注的一个焦点。现在,GPS数据处理技术不断的完善,已形成一套完整的理论,而且市场上数据处理软件可谓百家争鸣,但在一些细节问题上仍存在缺陷,比如在基线解算质量通不过时,如何进行人工干预就没有很明确的观点。
GPS数据处理是将空间原始采集的数据以最佳的方法进行平差,归化到参考椭球面上并投影到所采用的平面上,得到点的准确位置。本文将对GPS数据处理的几个重要环节,即基线解算、网平差及坐标转换进行论述,着重就如何人工干预进行探讨,并以市场上较流行的三大软件(Trimble Geomatics Office、Ashtech Solutions、LEICA Ski-Pro)为平台进行具体操作,分别对清涧网观测数据进行处理,根据处理实例对软件的使用进行说明及提出软件的优缺点。希望能在GPS数据处理时工作效率、成果精度更高。
1 ·GPS概述及其定位原理
1.1GPS概述
五十年代未,原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星,美国科学家在对其的跟踪研究中,发现了多普勒频移现象,并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位系统TRANsIT的建成,在军事和民用方面取得了极大的成功,是导航定位史上的一次飞跃。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低,轨道精度难以提高,使得定位精度较低,以满足大地测量或工程测量的要求,更不可能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星定位的精度,美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS,并于1989年开始发射正式工作卫星,并于1994年全部建成,投入使用。GPS系统的空间部分由24颗卫星组成,均匀分布在6个轨道面上,地面高度为20000余公里,轨道倾角为55度,周期约为12小时,卫星向地面发射两个波段的载波信号,卫星上安装了精度很高的原子钟,以确保频率的稳定性,在载波上调 制有表示卫星位置 的广播星历,用于测距的C/A码和P码,以及其它系统信息,能在全球范围内,向任意多用 户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。
GPS系统是一种单程系统,用户只接收而不必发射信号,因此用户的数量也是不受限制的。虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的,但很快在民用方面得到了极大的发展,各类GPS接收机和处理软件纷纷涌现出来。目前在中国市场上出现的 接收机主要有R0GUE、ASHTECH、TRIMBLE、LEICA、S0KKIA、T0PC
对于测绘界的用户而言, GPS已在测绘领域引起了革命性的变化,目前,范围上数公里至几千公里的控制网或形变监测网,精度上从百米至毫米级的定位,一般都将GPS作为首选手段,随着RTK技术的日趋成熟,GPS已开始向分米乃至厘米级的放样、高精度动态定位等领域渗透。
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