GPS空间基线向量网与地面控制网的联合平差模型

利用全球定位系统(GPS)所建立的空间基线向量网,对于改善已有地面网,分析网的系统误差和进行地球动力学的监测等具有广泛的意义。本文着重讨论了上述空间基线向量网和地面控制网的三维联合平差和二维联合平差的方法和模型。指出,为了避免地面网高程误差以及引入地面网尺度因子的模型误差对三维联合平差结果的影响,在二维大地坐标系统中进行上述两网联合平差的方法具有重要的现实意义。     

联合平差中的方差分量估计问题的探讨

参加天文大地网与GPS2000网联合平差的空间网与地面网,都经过了单独平差。获得了各自的坐标平差值及协方差;天文大地网平差后也形成坐标平差值及协方差。从理论上讲联合平差可采用坐标及协方差参与平差或观测值直接参与平差,前者平差模型比较简单。但由于二者     

全国天文大地网与空间大地网联合平差

天文大地网与空间大地网联合平差,对于检核、控制与加强天文大地网以及建立与扩展地心坐标系,都具有重要意义,全国天文大地网与全国ＧＰＳ大地网联合平差（Ｉ期）于１９９８年初完成,本文报告平差采用的原则和模型,并提出平差结果,通过联合平差,消除了天文大地网尺度的系统偏差,减弱了它的局部变形,改善了它的整体精度,更重要的是建立了由近５万个大地点坐标体现的地心参考系,其地心坐标的水平分量精度好于０．５ｍ。     

天文大地网与GPS2000网联合平差数据处理方法

介绍了天文大地网与GPS2000网联合平差数据处理中的主要数学模型、大规模稀疏矩阵的有效解算方法,用Helmert方差分量估计算法进行地面网的方差分量估计,并用该方法对我国天文大地网的观测数据及空间网数据进行联合平差,得出全网平均点位的点位中误差为0.11 m,点位精度95.5%优于0.3 m。     

大地坐标和地心坐标精度对联合平差的精度影响

采用影响系数、影响率的概念可以精确地讨论不同类观测值精度对平差结果的影响。本文着重讨论影响率的概念以及在地面网与卫星网联合平差中的计算公式；通过对模拟的联合平差中平差结果之影响率的数字分析，讨论大地经纬度、大地高和地心坐标精度对两网公共点的大地坐标及转换参数的精度影响情况，提出了一些看法，并对有关微分公式的准确性作了考察。     

联合平差中的方差分量估计问题的探讨

天文大地网与GPS空间网联合平差从大的方面分为空间网与地面网两部分。空间网主要是GPS点的三维地心坐标及协方差阵 ;而地面网又涉及到多类观测值 ,主要包括方向观测、导线边、天文方位角三类观测值 ,且各类观测值又分为不同等级的观测。空间网与地面网之间、地面网不同类观测之间及同一类不同观测等级之间的权比不正确将直接影响平差结果 ,因此 ,各类观测值的最佳权匹配就成为联合平差的一个关键。本文就Helmert方差分量简化算法及Baumker简化公式用于联合平差中方差分量估计问题进行讨论 ,并用我国天文大地网 1万点的地面观测数据进行实算、比较、分析 ,以确定联合平差中方差分量估计的方法     

推广的半动态法及其在多级工程控制网精度评定中的应用

为了合理地求定按附合网平差的网点坐标的实际精度,本文推广了半动态法,籍此可在首级网的基准下,统一求定顾及各级控制网测量误差影响精度的全部网点坐标的方差—协方差阵。本文所提出的方法适用于种种情况下的精度估计:等级数不受限制的平面、高程或三维网,本级网平差中的固定数据以及待估计的平差值函数可以包含不同级的网点,从而克服了半动态法原有的局限性。     

卫星网与地面网联合平差坐标转换模型的等价性

本文阐述了卫星网与地面网联合平差中Bursa模型所确定的参考椭球中心位置与Мололецский和Veis两个模型所确定的参考中心几何意义上的差别,导出了三个模型转换参数之间的变换矩阵,进而证明了以上三个模型在确定转换参数的联合平差中的等价性。指出三个模型方程状态上的差异对联合平差及坐标系统转换的最后结果和精度来说,并无丝毫影响。     

高精度海底大地控制网建立方法分析与比较

海底大地测量控制网是陆基大地控制网在海底的自然延伸,是空间数据基础设施的重要组成部分。本文从作业方式、数学模型、测距误差、定位精度等方面比较了圆心法、非差法和历元间单差法建立海底大地控制网的异同。结果表明:圆心法须事先测定海底应答器阵列的几何结构,且仅能获得几何中心水平分量的高精度坐标;非差法可以获得控制点高精度的水平分量坐标,但高程分量精度较差;历元间单差法可以同时获得高精度的水平分量和高程分量坐标,并与航迹线、声学测距精度、GNSS动态定位精度等密切相关。最后,面对CGCS 2000向海底延伸的任务需求,为建立我国高精度永久性的海底大地控制网,提出了提高海底控制点精度的改进措施。     

静态GNSS控制网三维无约束平差及精度分析

结合两个不同精度级别的GNSS静态控制网典型实例,详细探讨了三维无约束平差后XYZ或BLH坐标分量的精度分布特点,无论是一般GNSS控制网还是高精度GNSS控制网,XYZ坐标分量的精度明显不一致,其大小存在较大的差异;而B、L精度基本一致,但是大地高H的精度则成倍低于B/L。因此,不宜采用现行相关规范中基线分量完全一致的精度评定方法(如独立环与基线向量改正数等)进行静态GNSS控制网的精度评定,建议在实际数据处理过程中,采用平面B\L与高程H坐标分量进行精度评定,且H的精度指标宜低于B\L的3倍以上。     

利用PICS导航数据进行独立模型法区域网联合平差的研究

用PICS导航系统所记录的摄站坐标作控制点，进行独立模型法区域网联合平差，用二次多项式作摄站坐标控制方程式中的附加参数，以消除导航定位数据中的系统误差。研究分三个阶段进行。首先，用带有各种误差的模拟数据进行平差方法试验；然后，用真区域网进行稠密地面控制加密并分析PICS记录坐标的精度；最后，用PICS导航数据和稀疏布设的地面控制点进行了区域网联合平差。本文介绍的研究结果表明，摄站坐标随机误差对区域网加密精度的影响，平面元素存在跳跃而失去其使用价值，而PICS的摄站高程坐标可减少大量的高程控制点，加密精度能满足中、小比例尺加密的要求。     

基于坐标模式的广义网平差模型研究

提出了以坐标分量为观测量的基于坐标模式的广义网平差模型,讨论了基于坐标模式的不同子网(包括地面网和GPS网)联合平差处理的具体方法     

稀少控制下机载InSAR区域网联合地理编码方法

针对机载InSAR未经地理编码的斜距高程图,提出机载InSAR斜距高程图绝对定向模型,用于定位和地理编码。模型利用斜距的高程信息进行斜地距转换,消除了影像像点之间的相对位移,然后将转换后的地距高程图视为刚体,进行相似变换,转换到物方空间坐标系下,从而建立由影像坐标和相对高程信息到地面三维坐标的映射关系。在绝对定向模型的基础上,以每个地距高程图作为单元模型,利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域,利用少量的控制点进行区域网平差,求得各模型的定向参数和加密点的坐标,实现了稀少控制下的机载InSAR多片联合地理编码。利用我国西部横断山脉地区3个条带2.5 m分辨率的机载InSAR数据组成区域网进行平差试验,通过对多种控制点布设方案进行比较,确定区域网平差控制点布设方案,结果显示在9个控制点的情况下精度趋于稳定,满足1∶50 000测图要求。     

对我国多普勒网和天文大地网联合平差方案的几点建议(提供讨论)

本文对我国多普勒网与天文大地网联合平差提出了下列几点建议：（一）在两个网各自单独平差的基础上，分别求定两个网公共点的方差——协方差矩阵；（二）两个网的公共点上，将多普勒定位求得的坐标值看作为对天文大地网中相应点坐标值的虚拟的相关观测值；（三）用分阶段平差方法（Phased adjustment）进行两个网的严格平差；（四）用带有先验权的参数平差方法，使在联合平差中同时兼顾两个网的定向和尺度因子的信息；（五）对两个网的三维和二维的联合平差步骤和有关公式作了具体阐述。     

基于VB平台桥网间接平差的设计与实现

本文采用间接平差方法,利用VB语言,结合高校教学项目,设计编程了一套基于VB平台的间接平差方法软件,运行解算桥网未知控制点的坐标平差值及高程平差值,并解算其点位精度。结果表明,点位精度不超过3 mm,误差改正数不超过2 mm,解算精度较高,符合要求。由此说明了利用间接平差方法解算桥网的正确性及可行性,并将其运用到高校平差解算其他平面控制网。     

全国天文大地网精度分析

全国天文大地网与空间网联合平差二期工程已经完成,由此建立起来的坐标系也将投入使用。本文计算了全国参加联合平差的天文大地网点的精度,并按三角锁网布设的等级进行分析,结果表明：我国天文大地网平差结果可靠,内部精度优于0．3m、外符合精度优于0．5m.     

天文大地网与GPS2000网联合平差的地壳形变改正研究

按照中国大陆地质构造情况，将中国大陆划分成不规则的曲线网格．利用高精度GPS网平差得到的GPS速度、地震矩张量和活断层滑动速率。采用双三次样条函数拟合的方法。求出了中国大陆现今地壳运动速度场和变形场；利用中国大陆现今地壳运动速度场和变形场模型。研究分析了天文大地网与GPS2000网联合平差中是否需要对天文大地网地面观测值进行形变改正问题。研究结果表明。天文大地网观测点坐标需要改正，但不需要在联合平差中对天文大地网地面观测数据(边长、方位角)进行改正，可以省去天文大地网约30万个观测量的地壳形变改正工作。     

激光干涉测距三维秩亏网的拟稳平差

激光跟踪仪采用激光干涉测距原理,其测距精度远远高于测角精度。利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值,构成空间三维激光干涉测边网,可以消除测角误差对空间点位的影响,大幅度提高三维点坐标精度。由于激光干涉测距三维网存在数亏问题,且整网控制点的稳定性不同,因此采用秩亏自由网平差模型,分别以测站点和定向点为拟稳点对测量数据进行平差解算。平差结果表明,在拟稳点选择合理的情况下,空间点三维坐标平差值反算的距离与测量距离的差值优于±10μm;点位误差可以优于±20μm。     

GPS网已知点坐标差分及其比值法粗差检测

在GPS约束平差中,地面已知点的粗差或错误会导致GPS网形扭曲变形,给平差结果带来失真。当平差结果不能通过可靠性检验时,如何确定含有粗差的点以及估计粗差的大小显得很重要。在论证WGS一84地心平面坐标差与国家(如北京54坐标)或地方参心平面坐标差的一致性基础上,通过分析两种坐标对应点的差值及其比值确定粗差点。     

我国天文大地网与卫星多普勒网联合平差的初步方案

本文提出的联合平差方案的要点是,先将天文大地网和卫星多普勒网按原定方案分别单独平差,然后将天文大地网和多普勒网的公共点的单独平差成果进行联合平差。在联合平差时,将公共点上的大地经纬度作为随机参数(即信号),以在天文大地网平差得到的这些点的经纬度值及其方差,作为信号的先验期望和先验方差,而以多普勒网平差得到的这些点在美国的 NWL—10D 地心坐标系统的坐标值作为相关观测值,列出它们的包含信号和另外几个参数的观测方程式,然后按最小二乘配置法进行平差。