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1、南方GPSADJ静态数据处理与精度评估,【项目导航】重点： 南方GPSADJ静态数据处理的操作步骤及流程。难点： 基线解算中，困难基线的处理方法及步骤。任务： 掌握GPSADJ软件的静态数据处理步骤与流程。作业： 对外业采集的静态相对观测数据进行数据处理，并对结果进行精度评估。,流程：,南方GPSADJ静态数据处理的操作步骤按上述操作进行，操作过程自上而下，处理过程中如果出现问题，应从头至尾一步一步进行检核。南方GPSADJ静态数据处理按上述流程分：【任务一】GPSADJ静态数据处理与【任务二】基线详细解算。,图4-1 南方GPSADJ静态数据处理流程,任务目的 （1）掌握南方GPSADJ静态
2、数据处理操作步骤与流程； （2）掌握南方GPSADJ基线解算的详细步骤。任务分析 静态数据处理是将外业获取的静态相对观测数据，导入到数据处理软件中，进行解算最终得到测量工作坐标系中的合格坐标。南方GPSADJ数据处理软件是南方公司编制的，可以处理该公司的静态GPS数据及各种进口GPS接收机RINEX标准格式的数据。 软件进行基线解算时，可以方便地对任一基线的解算条件和解算类型进行设置。对于同步环、异步环以及重复基线，均可自动进行搜索。在网平差处理中，可进行三维自由网、约束平差和多种约束方法。,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,任务要求（1）掌握利用GPSADJ软件进行新建项目（坐标系统设置
3、，控制网设置等）；（2）掌握观测数据导入的步骤，并对数据进行修改（天线高、量高方式、天线类型等）；（3）掌握基线解算与网平差的方法、步骤。任务准备（1）仪器准备：计算机设备等，能够保证正常工作使用；（2）软件准备：南方GPSADJ软件；（3）人员准备：按照实习任务，事先分好小组，轮流操作；（4）记录准备：准备记录板，本子、笔等学习用具。任务实施 南方GPSADJ数据处理按以下几个活动进行：活动一：新建项目，活动二：观测数据导入，活动三：基线解算，活动四：重复基线与闭合环的检查，活动五：网平差，活动六：成果输出。,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动一 新建项目 操作1-1：打开GPSAD
4、J软件，点击【文件】，选择【新建】。进入“建立项目”界面，输入项目名称，单位，负责人，固定误差以及比例误差系数，选择基线剔除方式，选择控制网等级，点击【定义坐标系统】（图4-2）。进入“坐标系统设置”界面（图4-3）。,图4-2 建立项目,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2：“坐标系统设置”界面，选择【自定义坐标系统】，输入坐标系统名称，点击【椭球】页面，从下拉框中选择相应椭球（图4-3）。点击【投影】页面并进入（图4-4）。,图4-3 坐标系统设置椭球,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-3：【投影】页面，设置如图4-4，点击【新建】，新建的坐标系统显示在“坐标系统列
5、表”中，点击【返回】。返回到“建立项目”界面（图4-6）。,图4-4 坐标系统设置投影,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-4：“建立项目”界面，从坐标系统下拉框中选择新建的坐标系统，点击【确定】（图4-5）。返回到GPSADJ软件主界面（图4-6）。,图4-5 建立项目,图4-6 GPSADJ软件主界面,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动二：观测数据导入 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【数据输入】，选择【增加观测数据文件】（图4-7）。进入“选择加入数据文件”界面（图4-8）。,图4-7 增加观测数据文件,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2： “选择加
6、入数据文件”界面，选择文件路径及文件夹，选择文件类型，点击【全选】，或手动选择，点击【确定】（图4-8）。进入GPSADJ软件，并显示网图（图4-9）。,图4-8 选择加入数据文件,图4-9 GPSADJ软件界面（网图显示）,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-3：GPSADJ软件界面，界面左边的快捷状态栏中点击【观测数据文件】，观测数据信息显示在界面右边。点击对应的项目（天线高、量取方式、类型），可以修改（图4-10）。,图4-10 天线信息修改,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动三：基线解算基线全部解算 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【基线解算】，选择【静态基线处
7、理设置】。进入“基线解算设置”界面，设置如图所示，一般默认即可，点击【确定】（图4-11）。,图4-11 基线解算设置,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2：GPSADJ软件界面，点击【基线解算】，选择【全部解算】。进入图4-12，基线正在解算（图4-12）。基线解算完毕，点击【确定】（图4-13）。基线解算完毕后，在界面左边的快捷状态栏中点击【网图显示】（图4-14）。,图4-11 基线全部解算,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,说明：基线解算后，方差比超限或中误差超限的不合格基线，会在相应数值前会出现红色叉。,图4-12 基线正在解算,图4-13 基线解算完毕,任务一：南方
8、GPSADJ静态数据处理,图4-14 基线解算完毕（网图显示） 说明：基线解算后，颜色已由原来的绿色变成红色或灰色，基线双差固定解方差比大于设定值的基线变红，小于方差比的基线颜色变灰色，灰色基线方差比过低时，可以进行重解,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,不合格基线解算 操作：GPSADJ软件界面，点击【基线解算】，选择【静态基线处理设置】。进入“基线解算设置”界面，勾选【不合格基线】，设置相关项目，点击【确定】（图4-15）。点击【基线解算】，选择【重解不合格基线】（图4-16）。,图4-15 基线解算设置（不合格基线）,图4-16 重解不合格基线,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,
9、选定基线解算 操作：GPSADJ软件界面，点击【网图显示】，双击某一基线。进入“基线情况”界面，勾选【选中基线】，设置相关项目，点击【解算】，解算该选定基线（图4-17）。,图4-17 解算选定基线 说明：一般可以对截止高度角和历元间隔进行反复组合设置，进行重新解算以提高基线方差比。反复组合进行解算仍不合格的情况可参考任务二基线的详细解算。,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动三：重复基线与闭合环的检查待基线解算合格后（少数几条基线解算不合格可让其不参与平差），需进行重复基线和闭合环的检查。操作：GPSADJ软件界面，点击界面左边的【闭合环】或【重复基线】，界面右边显示如图4-18和图4
10、-19。,图4-18 闭合环检查,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,图4-19 重复基线检查 说明：超限的闭合环有红色叉显示。闭合差、重复基线如果超限，那么必须剔除粗差基线。点击“基线简表”状态栏重新算。根据基线解算以及闭合差计算的具体情况，对一些基线进行重新解算，具有多次观测基线的情况下可以不使用或者删除该基线。当出现孤点（即该点仅有一条合格基线相连）的情况下，必须野外重测该基线或者闭合环,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动四：网平差已知数据录入 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【数据输入】，选择【坐标数据录入】。进入“录入已知坐标”界面，点击【请选择】下拉框，选择Q007
11、（图4-20）。,图4-20 录入已知坐标（选择点）,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2：图4-21界面，点击Q007【状态】项目，选择【xyH】，分别点击北向、东向和高程，输入已知坐标，并输入Q049已知坐标，点击【确定】（图4-21）。回到GPSADJ界面，点击【图形显示】，录入已知坐标后，图形显示如图（图4-22）。,图4-21 录入已知坐标,图4-22 图形显示（录入已知坐标后）,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,自动处理 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【自动处理】（图4-23）。自动处理结果显示如图4-24。,图4-23 自动处理,说明：基
12、线处理完后进行自动处理，软件会自动选择合格基线组网，进行环闭合差检验。,图4-24 自动处理结果,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,三维平差 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【平差参数设置】。进入“平差参数设置”界面，可以选择是否采用T检验，点击【确定】（图4-25）。,图4-25 自动处理结果,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2：GPSADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【三维平差】（图4-26）。完成三维平差并生产报告如图4-27所示。,图4-27 三维平差报告,图4-26 三维平差,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,二维约束平差 操作：GP
13、SADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【二维平差】（图4-28）。完成二维平差并生产报告显示如图4-29。,图4-28 二维约束平差,图4-29 二维平差报告,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,高程拟合 操作1-1：GPSADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【平差参数设置】。进入“平差参数设置”界面，选择高程拟合方式及已知点个数，点击【确定】（图4-30）。,图4-30 平差参数设置,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,操作1-2：GPSADJ软件界面，点击【平差处理】，选择【高程拟合】（图4-31）。完成高程拟合并生产报告显示如图4-32。,图4-31 高程拟合,说明：三维自由网平
14、差用于内部符合精度的检验，可采用t分布在置信水平接近99.7%时进行检验。经过二维约束平差与高程拟合后，可查看平差结果的精度，并与已知点进行较差的比较，评定外部符合精度（具体标准参考规范）。,图4-32 高程拟合报告,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,活动五：成果输出 操作：GPSADJ软件界面，点击【成果】，可以分别选择【基线解输出】、【Rinex输出】、【平差报告（文本文档）】、【网平差成果】输出相应成果（图4-33）。输出时，可进行基本的设置，选择输出路径即可（图4-34图4-36）。,图4-33 成果输出,图4-34 基线解输出,图4-35 Rinex与平差报告（文本文档）输出,图
15、4-36 网平差成果输出,任务一：南方GPSADJ静态数据处理,介绍了南方GPSADJ静态数据处理的步骤及流程，按照流程分别讲述了GPSADJ软件的以下几个内容：新建项目、观测数据导入、基线解算、重复基线与闭合环的检查、网平差及成果输出。 任务考核 （1）填写南方GPSADJ数据处理流程图。,图4-37 南方GPSADJ静态数据处理流程,任务小结,（2）找出方差比小的同步观测边并填写下表。,注：一般来说，基线在10公里以内，基线方差比大于3.0，可认为是符合等级网的测量要求。如果仅作为加密控制，或者要求较低的情况下亦可以相对放宽条件，如方差比大于2.0。,表4-1 同步观测边检核,3）找出GP
16、S控制网中的重复基线并填写下表。 表4-2 重复基线,注：对于不同观测时段的基线边的互差,，应小于相应级别规定精度（,，,计算时采用外业测量时采用的GPS接收机标称精度计算）；而其中任一时段的结果与各时段平均值之差不能超过相应级别的规定精度。,（4）找出GPS控制网中同步环与异步环并填写下表。表4-3 同步环,注：同步环坐标分量以及全长相对闭合差的限差规定参考规范。,表4-4 异步环,注：非同步观测边所构成的闭合图形（异步环），各点坐标闭合差必须符合一定的要求。BCDE级各坐标分量闭合差（Wx、Wy、Wz）和坐标闭合差（Ws）应满足相关公式要求（,Wx3,、,Wy3,Wy3,、,、,Ws=,n
17、为闭合环边数，,为基线测量中误差，单位：mm）。,（5）平差后坐标及点位精度。表4-5 平差后坐标及点位精度,（6）参数转换结果。表4-6 参数转换结果,（7）高程拟合及精度。表4-7 高程拟合及精度,任务扩展在南方GPSADJ静态数据处理的基础上，学习如何将其它接收机厂商的静态观测数据导入软件，并进行处理。,任务目的（1）掌握GPSADJ基线解算的操作步骤及方法；（2）掌握GPSADJ困难基线解算的方法、步骤。任务分析 基线解算是静态数据处理中关键的一步，是获得可靠结果的保证。该任务依据影响基线解算的因素，以南方GPSADJ软件为工具，讲述了利用历元间隔、截止高度角、剔除无效历元等手段来高效
18、解算基线的方法。一般基线解算全部解算后，如有数目不多的基线不合格，可采取单条解算的方法来对这些困难基线进行解算，本任务主要讲述单一困难基线的解算。,任务二：基线详细解算,任务要求（1）掌握确定合适历元间隔的原则与方法；（2）掌握确定合适的截止高度角的原则与方法；（3）掌握如何剔除无效历元的原则与方法。任务准备（1）仪器准备：计算机设备等，能够保证正常工作使用；（2）软件准备：南方GPSADJ软件；（3）人员准备：按照实习任务，事先分好小组，轮流操作；（4）记录准备：准备记录板，本子、笔等学习用具。任务实施 单一困难基线的处理按以下几个活动进行：活动一：确定合适的历元间隔，活动二：确定合适的截止
19、高度角，活动三：剔除无效历元。,任务二：基线详细解算,活动一：确定合适的历元间隔 操作1-1：打开GPSADJ软件，点击界面左边的【基线简表】，选择解算后不合格的基线或方差比小的基线，并右单击该基线。进入该基线“基线情况”界面（图4-38）。,任务二：基线详细解算,图4-38 基线情况（间隔：60秒）说明：从图4-38中看到TH012082-SXCW2082这条基线约有10km，而同步观测时间只有72分钟，如果使用历元间隔60秒来解算，则一共有72个历元的数据参与解算，我们可看到图中解算后方差比较低为1.4，没达到成为合格固定双差解的条件。由于基线越长，所观测的采集时间也越长，而我们野外观测时
20、间只有72分钟，现在可调整缩小历元间隔为30秒来解算，这时参与计算的一共有144个历元的数据，比用历元间隔60秒来解算多一倍的数据量，这样可弥补观测时间不足。现在用30秒间隔来解算，结果如图4-39所示：,活动一：确定合适的历元间隔,说明：上图可以看出，此时方差比为1.0，反而比1.4更低，此时我们可查看基线详解。,操作1-2： “基线情况”界面，点击历元间隔后的【 】图标，调整大小至30秒（图4-39）。点击【解算】并查看基线结算后的“基线情况”（图4-39）。,图4-39 基线情况（间隔：30秒）,活动一：确定合适的历元间隔,操作1-3：GPSADJ软件界面，点击界面左边的【基线简表】前的
21、【+】展开，选择该基线查看基线详解中的追踪总结。,图4-40 基线追踪总结说明：图4-40中，数据某些时间段出现周跳或中断，数据量多的同时也带进了更多的质量差的数据，这时又要求缩小历元间隔。综上所述确定合适历元间隔的原则为：1）对基线同步观测时间较短时，可缩小历元间隔，让更多的数据参与解算。同步观测时间较长时，要增加历元间隔，让更少的数据参与解算。2）数据周跳较多时，要增加历元间隔，这样可跳过中断的数据继续解算。,活动一：确定合适的历元间隔,“基线情况”界面（图4-39），点击高度截止角的【 】图标，调整大小至35。点击【解算】并查看基线结算后的“基线情况”（图4-41）。,图4-41 基线情
22、况（高度截止角：35）,活动二：确定合适的高度截止角,说明：图4-39的高度截止角设为25度时方差比为1.0，改为高度截止角35度时，如图4-41，方差比为5.6，已满足合格固定双差解的条件。 综上所述确定合适的高度截止角原则为：1）当基线详解中查看到卫星数目足够多，适当增加高度截止角，尽量让高空卫星数据进入解算；2）当基线详解中查看到卫星数目比较少时（最低解算要求4颗以上卫星），适当降低高度截止角，尽量让多一些卫星数据进入解算。,活动二：确定合适的高度截止角,在图4-40中，我们看到TH012082历元有中断的地方较多，因此我们可以剔除无效历元来提高解算效果。,操作1-1： GPSADJ软件
23、界面，点击界面左边的【观测数据文件】，从界面右边双击一观测文件（如：TH01282.STH）。进入观测文件“数据编辑”界面（图4-42）。,活动三：剔除无效历元,说明：图4-42中，红线代表接收机对卫星L1载波信号的跟踪情况，每一条红线对应一颗卫星，卫星序号为图左端所示。红线中断处表示当时卫星信号失锁，为无效历员。,图4-42 数据编辑（剔除前）,活动三：剔除无效历元,图4-43 数据编辑（剔除后）,说明：规范规定，同一时段观测值的数据剔除率其值宜小于数据总量 10。,活动三：剔除无效历元,介绍了单一困难基线的处理的三种方法：确定合适的历元间隔，确定合适的截止高度角，剔除无效历元。 所述三种基
24、线解算方法只是一个大致的原则，用户可以根据基本原则合理的相互配合进行设置，以使基线解算达到要求。在基线解算中还要求同步环中各条基线解算设置条件尽量保持一致，而修改了基线设置后又很难使其保持一致从而造成闭合环差过大。因此，我们一般只对基线方差比小于解算通过条件的基线进行重解，其他基线不作改动。 用以上三种方法综合交叉使用来解算基线合格后要检核异步环、同步环和重复基线限差合格后才能网平差。,任务小结,（1）写出确定合适历元间隔的原则。（2）写出确定合适截止高度角的原则。（3）写出剔除无效历元的方法步骤。,任务考核,任务扩展,利用南方GPSADJ软件进行基线解算，一般只能进行短基线的解算，在此基础上，完成中长基线的解算，并查看结算结果，思考两者间的区别与联系。,
