【正文】 參考文獻l 周忠謨：《GPS衛(wèi)星測量與應用》，測繪出版社，1997年第二版。后 記經過近兩個月的時間，在即將完成這篇論文、離開美麗的校園的時候，我十分感謝四年來在我的生活、學習和工作中給了我知識、教會我做人的各位老師，在查閱資料、做實驗、撰寫論文的過程中，我深刻得體會到這些知識對我來說是多麼的重要，而自己也深深感到所學知識的有限，我想我在將來的學習、工作和生活中一定會堅持不懈的學習，不斷充實自己的頭腦，更加努力的工作，以此來報答各位老師的教導之恩。有的誤差，如多路徑誤差，即不能采用求差的方法來解決也不無法距離改正模型，削弱它的唯一辦法是選用較好的天線，仔細選擇測站，遠離反射物和干擾源。其殘余誤差（即星歷誤差對相對定位的影響）一般可用下列的經驗公式估算：。利用相距不太遠的兩個測站上的同步觀測值進行相對定時，由于兩站至衛(wèi)星的幾何圖形十分相似，因而星歷誤差對兩站坐標的影響也很相似。同樣，一臺接收機對多顆衛(wèi)星進行同步觀測時，將觀測值在衛(wèi)星間求差即可消除接收機鐘誤差的影響。仔細分析誤差對觀測值或平差結果的影響，安排適當的觀測綱要和數據處理方法（如同步觀測，相對定位等），利用誤差在觀測值之間的相關性或在定位結果之間的相關性，通過求差來消除或大幅度地削弱其影響的方法稱為求差法。誤差模型的精度好壞不等。然而由于改正模型本身的誤差以及所獲取的改正模型中所需的各參數的誤差，仍會有一部分偏差殘留在觀測值中。而各種對流層折射模型則大體上屬于綜合模型。在多數情況下則是同時采用兩種方法而建立的綜合模型。消除或大幅度削弱這些誤差所造成的影響的主要方法有：這些誤差改正模型既可以是通過對誤差的特性、機制以及產生的原因進行研究分析，推導而建立起來的理論公式。第二節(jié) 消除、削弱誤差影響的措施上述各項誤差對測距的影響可達數十米，有時甚至可超過百米，比觀測噪聲大幾個數量級。4)天線的相位中心位置偏差在GPS測量中，無論是測碼偽距或測相偽距，觀測值都是一接收機天線的相位中心位置為準的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應保持一致。這種情況稱為整周變跳。當用戶接收機收到衛(wèi)星信號并進行實時跟蹤（鎖定）后，載波信號的整周數便可有接收機自動地計數。因而，在測相偽距觀測值中，將存在整周待定值的影響。該項誤差對偽距測量和載波相位測量的影響也相同。同一臺接收機對多顆衛(wèi)星進行同步觀測時，接收機鐘差對各相應觀測值的影響是相同的，且各接收機的鐘差之間可視為相互獨立。該項誤差的大小主要取決于鐘的質量，和使用環(huán)境也有一定關系。與衛(wèi)星鐘一樣接收機鐘也有鐘誤差。載波相位測量中殘留在觀測值中的整周跳變（未被發(fā)現或錯誤地進行修復所造成的）以及整周未知數確定的不正確，都會使載波測量值中產生系統(tǒng)的誤差，它們通常也被歸入與傳播有關的誤差中。多路徑誤差對偽距測量的影響較載波相位測量的影響更為嚴重。對流層折射對偽距測量和載波相位測量的影響相同。2)對流層折射衛(wèi)星信號通過對對流層時傳播速度要發(fā)生變化，從而使測量結果產生系統(tǒng)誤差。但是，這種的數學模型還在完善中。為了減小電離層的影響，在GPS測量中通常采取以下措施：?利用雙頻觀測，由于電離層的影響是信號頻率的函數，所以利用不同頻率的電磁波信號進行觀測，便可能確定其影響的大小，以便對觀測量進行改正。電離層折射的大小取決于外界條件（時間、太陽黑子數、地點等）和信號頻率。與衛(wèi)星有關的誤差對偽距測量和載波相位測量造成的影響相同。所以嚴格地說，將其歸入與衛(wèi)星有關的誤差不完全準確。各個衛(wèi)星鐘的誤差預報也是看成是互相獨立的。SA技術實施后，衛(wèi)星鐘誤差中又引入了由于人為原因而造成的信號隨機抖動。因此隨機誤差也就成為衡量鐘的重要標志。經過以上的鐘差模型改正，各衛(wèi)星之間的同步差可保持在20ns以內，由此引起的等效距離偏差將不會超過6m。系統(tǒng)誤差遠比隨機誤差大，但前者可以通過模型來加以改正。2)衛(wèi)星鐘的鐘誤差衛(wèi)星上雖然使用了高精度的原子鐘，但它們仍不可避免地與理想的GPS時之間存在著難以避免的偏差，這些偏差總量在1ms以內，由此引起的等效距離誤差可達300km。GPS衛(wèi)星距地面的最大距離約為25000km，如果基線測量的允許誤差為1cm，則當基線長度不同時，允許的軌道誤差大致如表34所示，可見，在相對定位中隨著基線長度的增加，衛(wèi)星軌道誤差將成為影響定位精度的主要因素。由于美國政府的SA技術，星歷誤差中還引入了大量的由人為原因而造成的誤差，它們主要也呈系統(tǒng)誤差特性。星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)的質量，如跟蹤站的數量及空間分布，觀測值的數量及格精度，軌道計算時所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度等。1)衛(wèi)星星歷誤差由廣播星歷或其它軌道信息所給出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為星歷誤差（也稱軌道誤差）。為了減弱和修正系統(tǒng)誤差對觀測量的影響，以便根據系統(tǒng)誤差產生的原因而采取不同的措施，其中包括：l 引入相應的未知參數，在數據處理中聯同其它未知參數一并解算；l 建立系統(tǒng)誤差模型，對觀測量加以修正；l 將不同觀測站對系統(tǒng)衛(wèi)星的同步觀測值求差，以減弱或消除系統(tǒng)誤差的影響；l 簡單地忽視某些系統(tǒng)誤差的影響。表5—1所列對過程距離的影響，即為與相應誤差等效的距離偏差。這些誤差的細節(jié)及其影響參見表3—1。 圖310GPS測量的方式與經典測量的方式完全不同，在經典的測量方式中是以測邊和測角為基礎的，然后進行平差計算，而GPS測量完全擺脫了傳統(tǒng)的邊角方式，他所測得的結果是待測點的點位坐標，在測得坐標之后即在它自己的坐標系中即WGS84坐標系中進行解算，它所得的結果也是在WGS84坐標系中的結果，而不是我們所需的結果，這樣就必須進行坐標系的設置，才能得到我們所需的結果。當以上設置完成后，就可以進行“自由網平差”、“三維約束平差”、（見圖311） “二維約束平差” （見圖312）和“高程擬合” （見圖313）。一般情況下要求輸入兩個以上的平面坐標，三個以上的高程聯測點，具體的要求按實際的要求。見圖310。當出現弧點（即該點僅有一條基線相連）的情況下，必須重測該基線或者閉合環(huán)。點擊“搜索最小獨立閉合環(huán)”，軟件將對所有的同步閉合環(huán)、異步閉合環(huán)、重復基線進行搜索。點擊該欄將列出整個閉合環(huán)個基線分量。首先對同步時段任一三邊同步環(huán)的坐標分量閉合差和全長相對閉合差按獨立環(huán)閉合差進行同步檢核。如果出現不合格基線，可以點擊“選取全部不合格基線”，然后重新設置“基線解算條件”，比如將高度截止角由20改為15，再點擊“處理選定基線” 重新進行處理。 圖37 圖38 基線解算結束后，桌面上顯示如圖38，這里包含“基線名”、“方差比”、“中誤差”、“X增量”、“ Y增量”、“Z增量”、“距離”等項?；€解算合格具體標準可以查看使用提示中“基線解算條件的設置”，一般情況下邊長在5公里以內，中誤差小于15mm，可以認為符合等級網的要求，非等級網則可以相對降低要求。 圖36在“網圖”狀態(tài)下將顯示基線處理的過程，正在處理的基線將從藍色的細線逐漸變粗解算不合格的基線將仍然為細線。 圖34 圖35全部原始數據讀入后，點擊“基線處理設置”如圖36 ，一般選擇默認設置，即高度截止角為20度，采樣間隔為60秒。 圖43 建立新建的項目文件，然后NGS200界面下用“增加觀測文件” 讀入所要處理的原始數據。本設計所采用的實驗數據是由是200型GPS數據處理軟件，如下圖片均剪自此軟件系統(tǒng)。為此開發(fā)許多集成運行的GPS數據處理軟件包，其使用的方便性、可能性大大提高了作業(yè)生產效益，也促進了GPS定位技術的普及應用。l 自動化程度高。l 處理的方法形式多。簡單地說可以分成GPS測量數據的基線向量解算和GPS基線向量網與地面各類數據的聯合處理兩個階段。l 處理過程復雜。GPS數據處理與常規(guī)測量數據處理相比具有以下顯著特點：l 數據量大。第六節(jié) GPS數據處理6．1 GPS數據處理的特點GPS接收機采集的是接收天線至衛(wèi)星的距離和衛(wèi)星星歷等數據，而不是常規(guī)技術所測的地面點間的相對關系（如邊長、角度、高差等）。4．當自檢通過，就可以開始采集數據。2. 首先接收機進行自檢工作并搜尋GPS衛(wèi)星。安置儀器好儀器后，在觀測前后各量天線高一次。2．小心打開儀器箱，取出基座，將其安放在腳架上，并在測點上對中、整平基座。第五節(jié) 觀測工作觀測工作主要包括：天線安置、觀測工作，觀測作業(yè)、觀測記錄和觀測數據的質量判斷等。l GPS網選點圖。6．點位選定后（包括方位點），均應按規(guī)定繪制點之記，其主要內容包括點位及點位略圖，點位的交通情況及選點情況等。4．觀測站應選在交通方便的地方，并且便于用其他測量手段聯測和擴展。在視場內周圍障礙物的高度角，根據情況一般應小于10176。2．觀測站附近不應有大面積的水域，或對電磁反射（或吸收）強烈的物體，以減弱多路徑效應的影響。選點工作通常應遵循的原則是：1．觀測站應遠離大功率的無線電發(fā)射臺貨物高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。第四節(jié) 選點由于GPS測量觀測站之間不要相互通視，而且網的圖形選擇也比較靈活，所以選點工作，遠較經典控制測量的選點工作簡單。在一般情況下，對于一些區(qū)域性GPS網，如城市、礦山和工程GPS網，其是否精確位于地心坐標系統(tǒng)，并不特別重要，因此，這時多采用最小約束平差法。雖然從理論上說，在網的平差計算中，給所有的已知位置以適當的權，是最為嚴格的方法，但是，如何適當的確定已知位置的權，及其與網中其他觀測量的比例關系，則是一個需要慎重考慮的問題。約束平差法，在確定網的基準位置的同時，對GPS網的定向與尺度也會產生影響，其影響程度，與約束條件的多少，及所取觀測值的精度有關。確定網的基準位置，通?？筛鶕闆r，選取如下方法：①選取網中一點的坐標值并加以固定，或給以適當的權；②網中的點均不固定，通過自由網偽逆平差或擬穩(wěn)平差，確定網的基準；③在網中選若干點的坐標值并加以固定；④選取網若干點（直至全部點）的坐標值并給以適當的權；前兩種方法，對GPS網定位的約束條件最少，所以，通常稱為最小約束法；而后兩種方法對平差計算