一种高精度GPS基线网平差及软件研制

针对高精度GPS基线向量网平差所涉及的理论技术问题,系统地论述了GPS基线向量网平差的流程,着重研究讨论了基线协方差、抗差估计、系统参数、基准模型等在GPS基线网平差中的应用,最后介绍了基于上述理论方法所编的高精度GPS基线向量网平差软件HPGPSADJ1.0,通过解算实例,与精密水准结果相比较,分析讨论软件解算精度。     

高精度GPS网数据处理中的系统误差分析

分析了高精度GPS网系统误差产生的原因和分类，推导了消除和估计GPS网系统误差的整体平差函数模型。     

地表移动观测站GPS连接测量控制网坐标系统转换

为监测潘一东区1252(1)首采面开采引起的地表移动变形规律,布设了由1条全走向线和一条全倾向观测线、12个控制点和186个监测点构成的地表移动观测站。在采用GPS定位技术实施观测站平面连接测量过程中,为克服转换基准点中存在的位移对求解的转换参数的影响,采用了抗差估计理论,并建立转换后GPS网的质量评价模型。根据对GPS连接测量平面控制网的处理结果分析,采用抗差估计求参,有利于保留GPS技术高精度的特点。     

基于抗差估计的地表移动观测站GPS控制网坐标系统转换

为监测潘一东区1252（1）首采面开采引起的地表移动变形规律,布设了由1条全走向线和一条全倾向观测线、12个控制点和186个监测点构成的地表移动观测站.在采用GPS定位技术实施观测站平面连接测量过程中,为克服转换基准点中存在的位移对求解的转换参数的影响,采用了抗差估计理论,并建立转换后GPS网的质量评价模型.根据对GPS连接测量平面控制网的处理结果分析,采用抗差估计求参,有利于保留GPS技术高精度的特点.     

顾及基准点位移的高崩溃污染率坐标转换模型研究

针对矿区基准点布设时间较早,容易发生位移的特点,为确保高精度GPS控制网坐标系统转换后的质量,克服基准点位移对转换成果的影响,提出顾及基准点位移的高崩溃污染率抗差估计理论,建立坐标转换参数的估计模型和转换后GPS网的质量评价体系.以兖州某矿区为例进行分析,结果表明,该模型可以选择分布合理且稳定的基准点,很好地保留了GP...     

相关GPS基线向量网的抗差估计

首先介绍了相关观测抗差估计的IGGⅢ方案，针对GPS基线向量网的特点，对原IGGⅢ方案作了部分改进，最后通过一个算例表明，改进后的相关观测抗差估计权函数能有效地抵抗GPS基线向量观测异常的影响，且能节省计算时间。验证了相关信息对高精度GPS网络数据结果的影响。     

抗差秩亏自由网平差在GPS网平差中的应用

在讨论抗差估计与秩亏自由网平差2个模型的基础上,将抗差估计与秩亏自由网联合,建立抗差秩亏自由网平差模型,并且将此模型应用于GPS基线向量网平差。经过实际数据验证的结果表明,此模型能有效地抑制粗差影响。     

全国GPS网的抗差平差

从1991年至1997年，我国先后完成了全国GPS一、二级网的布测，该网覆盖了整个中国大陆，通过该网的平差，建立了我国高精度的GPS参考框架，在全国GPS网平差中，我们专门设计了一种新的相关GPS基线向量抗差估计方案，并应用了方差分量估计方法，结果表明，应用该抗差估计和方差分量估计方法，测站点坐标估计值的内外符合精度有了较大提高，基于相同的数学模型和平差方案，由两个不同的部门，独立开发了两套软件系统：“GPS平差之星2000”和“VECADJ”，并进行了相互比对，在自由网平差中，两套软件解算的所有坐标分量最大差值为1毫米；引入某些GIS站固定基准后，其坐标分量最大差值为6毫米。最终点的均方误差大约为8．6厘米，所有GPS点位的均方误差均值约为1．2厘米。     

高精度GPS向量网抗差估计

以RECO方案[1]为基础,对其抗差估计模型进行改进,并介绍了解算步骤.在此基础上,对GPS一、二级网的七个子网进行了抗差估计,取得较满意的结果,证明提供的模型是有效的.     

高精度GPS形变监测网数据处理的理论与方法

分析了高精度GPS形变监测网数据处理中系统误差的影响,给出了顾及系统误差影响的自由网平差模型;针对粗差在GPS观测数据中存在的广泛性,在对平差模型进行整体性检验的基础上,采用检验方法消除粗差对平差结果的影响;结合抗差估计,对中国地壳运动观测网络工程1999~2003年观测数据进行了处理,验证了模型的精度和可靠性。     

高精度GPS基线向量网平差

系统地论述了利用基线向量作为虚拟观测量进行平差的基本原理，着重对双因子抗差估计、系统参数求解、方差分量估计等在GPS基线网平差中的应用进行了分析，最后简单介绍了基线向量网平差软件GPSADJ。     

GPS向量网的抗差方差分量估计

GPS向量网的整体平差中，基线向量间的精度往往存在评定标准不一的问题，如各同步区采用不同的基线解算软件，各同步区观测环境不同等。这类问题可能会造成权比的失调，并因此影响最后的平差结果。另外，由于GPS观测量的粗差出现率也较常规大地控制网的粗差出现率高，若不采用有效措施，也会影响最后的平差结果，本文针对上述情况，讨论了抗差方差分量估计，并给出了算例。     

GPS高程转换的模型参数优选与稳健估计

在进行GPS高程拟合时,如果所用函数模型中未知参数个数不恰当,或者随机模型中采用了一个不合理的权阵,都将导致所建数学模型和客观实际存在较大偏差,而影响最终的拟合精度。文中研究了GPS高程拟合时对所建立的数学模型进行参数优化选择和稳健估计,计算数据表明该方法比常规方法在精度上有所提高。     

国家高精度GPS网整体平差中的粗差分析

分析了国家高精度ＧＰＳ网中的粗差观测量的特点,提出了采用相关分析的粗差探测理论,对国家高精度ＧＰＳ网的各子网和相邻子网进行粗差探测,并采用稳健估计的平差方法,消除粗差对平差结果的影响,大大提高了国家高精度ＧＰＳ网的整体平差精度。     

基于标准化残差的相关观测抗差估计模型

根据观测误差与解差函数的关系,建立了山标准化残差构造的相关观测抗差估计模型。     

一种高精度北斗基线解算软件的研制与性能分析

针对高精度载波相位相对定位解算的需求,研制了北斗基线解算软件BGO（BeiDou Navigation Satellite System/Global Positioning System Office）。BGO能单独处理北斗及GPS数据,也可以将北斗与GPS观测数据进行联合解算。结合一高速铁路基础平面控制网（basic plane control network,CPI）的测试表明,BGO解算北斗基线X、Y、Z方向的分量精度分别优于1 mm、2 mm、1 mm,能满足高精度高速铁路CPI控制网的要求;BGO处理GPS数据的精度与TGO（Trimble Geomatics Office）软件、Bernese软件基本一致,处理北斗与GPS联合基线性能与TBC（Trimble Business Center）软件相当。相比独立系统,联合处理北斗和GPS数据能有效提高基线解算合格率与精度。     

北斗应用于高铁CPI控制测量的算法与试验研究

针对高速铁路CPI控制网,对北斗/GPS系统的单独与联合基线解算模型进行研究,开发北斗/GPS基线处理软件,并应用于高铁控制网建设。对川藏铁路成都-雅安段CPI控制网测试的结果表明:北斗基线解算精度X,Z方向优于1mm,Y方向优于2mm;北斗重复基线较差、同步环和异步环闭合差的合格率与GPS相当;北斗无约束平差最弱边相对中误差为3.1ppm,精度与GPS基本一致;北斗CPI控制网测试各项指标均满足《高速铁路工程测量规范》要求,可用于高速铁路测量控制网的建立。     

精密星历与广播星历下C级GPS网解算精度分析

分别在精密星历与广播星历下采用TBC 2.8数据处理软件进行C级全球定位系统（GPS）控制网基线解算,并采用GAMIT加载精密星历文件进行基线解算,在COSAGPS软件中进行环闭合差统计及平差计算．针对上述方法得出的数据进行比较,分析TBC软件采用不同星历解算对C级GPS基线解算及网平差成果的影响,研究发现TBC在两种星历下均可进行C级GPS数据解算,但在精密星历下的基线解算精度较高,在工作中可根据实际情况采取恰当的方法作业.