GPS數據處理及其流行軟件的使用
隨著全球定位系統(GPS)的不斷改進及計算機技術的迅猛發展,GPS在測繪中得到了廣泛的應用,如用于各種類型的施工放樣、測圖、變形觀測、航空攝影測量、海測和地理信息系統中地理數據的采集等,甚至GPS控制測量已完全取代了傳統控制測量。GPS數據處理作為GPS測量中的一個重要環節,它對提高工作效率及定位成果精度有著直接的影響,因此,GPS數據處理成為了當今測繪界關注的一個焦點。現在,GPS數據處理技術不斷的完善,已形成一套完整的理論,而且市場上數據處理軟件可謂百家爭鳴,但在一些細節問題上仍存在缺陷,比如在基線解算質量通不過時,如何進行人工干預就沒有很明確的觀點。
GPS數據處理是將空間原始采集的數據以最佳的方法進行平差,歸化到參考橢球面上并投影到所采用的平面上,得到點的準確位置。本文將對GPS數據處理的幾個重要環節,即基線解算、網平差及坐標轉換進行論述,著重就如何人工干預進行探討,并以市場上較流行的三大軟件(Trimble Geomatics Office、Ashtech Solutions、LEICA Ski-Pro)為平臺進行具體操作,分別對清澗網觀測數據進行處理,根據處理實例對軟件的使用進行說明及提出軟件的優缺點。希望能在GPS數據處理時工作效率、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,原蘇聯發射了人類的第一顆人造地球衛星,美國科學家在對其的跟蹤研究中,發現了多普勒頻移現象,并利用該原理促成了多普勒衛星導航定位系統TRANsIT的建成,在軍事和民用方面取得了極大的成功,是導航定位史上的一次飛躍。但由于多普勒衛星軌道高度低、信號載波頻率低,軌道精度難以提高,使得定位精度較低,以滿足大地測量或工程測量的要求,更不可能用于天文地球動力學研究。為了提高衛星定位的精度,美國從1973 年開始籌建全球定位系統GPS,并于1989年開始發射正式工作衛星,并于1994年全部建成,投入使用。GPS系統的空間部分由24顆衛星組成,均勻分布在6個軌道面上,地面高度為20000余公里,軌道傾角為55度,周期約為12小時,衛星向地面發射兩個波段的載波信號,衛星上安裝了精度很高的原子鐘,以確保頻率的穩定性,在載波上調 制有表示衛星位置 的廣播星歷,用于測距的C/A碼和P碼,以及其它系統信息,能在全球范圍內,向任意多用 戶提供高精度的、全天候的、連續的、實時的三維測速、三維定位和授時。
GPS系統是一種單程系統,用戶只接收而不必發射信號,因此用戶的數量也是不受限制的。雖然GPS系統一開始是為軍事目的而建立的,但很快在民用方面得到了極大的發展,各類GPS接收機和處理軟件紛紛涌現出來。目前在中國市場上出現的 接收機主要有R0GUE、ASHTECH、TRIMBLE、LEICA、S0KKIA、T0PC
對于測繪界的用戶而言, GPS已在測繪領域引起了革命性的變化,目前,范圍上數公里至幾千公里的控制網或形變監測網,精度上從百米至毫米級的定位,一般都將GPS作為首選手段,隨著RTK技術的日趨成熟,GPS已開始向分米乃至厘米級的放樣、高精度動態定位等領域滲透。
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