GPS卫星定位处理软件简介

1、GPS 处理软件简介1 概述由于 GPS 定位技术具有高精度、 高速度和全天侯等优点， 在大范围的首级控制测量 工作中已基本取代传统测量方法。使用 GPS进行控制测量时，可采用静态和动态两种观 测方法。其中静态观测方法精度较高普遍应用于控制测量工作。 GPS接收机观测数据是使 用与之配套的平差软件来解算的。国内外 GPS接收机和与之配套的处理软件产品很多， 较为知名的国外生产厂商有美国 Trimble （天宝）导航公司， Ashtech （阿什泰克）测量 系统，瑞士 Leica Geosystems （徕卡测量系统） ，日本 TOPCO（N拓普康）公司，美国 Magellan （麦哲伦）公司，

2、国内生产厂商有中海达、中纬、南方等测绘公司。本节举例 介绍 GPS处理软件功能及操作步骤。2 GPS 处理软件主要功能虽然 GPS接收机产品种类繁多，但与之配套的处理软件功能大体相同，主要有以下 几个功能模块：2.1 文件管理模块主要功能是新建 GPS数据处理文件，也可以打开原有文件，并对文件进行编辑和保 存等操作。2.2 项目属性模块 可以建立参考椭球，输入投影椭球参数、投影参数、观测精度、控制网精度等级等 相关数据。2.3 数据转换及导入从 GPS接收机下载观测数据，并将观测数据导入程序，准备进行下一步基线解算。 一些处理软件自带数据转换模块，可将其他数据文件格式转换为该软件数据文件格式，

3、 再导入观测数据。2.4 基线解算模块 导入观测数据后，按照对应时段输入相应接收机的天线高及测点名称，进行基线解 算参数设置，其中包括：选择解算基线，卫星高度截止角，采集历元间隔，参考卫星， 方差比，观测时段长，合格解选择等内容。基线解算完成后可显示基线边、同步环、异步环相对精度。解算成果合格可进行下一步平差解算工作。若成果不合格通过调整基线 解算参数，删减观测数据，删减不合格基线等方法，再次重新解算不合格基线直至解算 合格。2.5 平差解算模块 该模块功能主要是进行三维自由网平差，二维约束平差，高程拟合平差，且显示出 平差成果及各项平差精度。2.6 成果报告模块平差成果报告内容，输出文件格式

4、均可在该模块中进行编辑，预览和打印。3 TGO 处理软件简介3.1 概述Trimble Geomatics Office 是 Trimble 公司 GPS后处理软件，可以进行静态 GPS 数 据后处理以及 RTK 测量数据处理。它可以处理所有 Trimble GPS 的原始测量数据和其他 品牌的 GPS 数据（ RINEX），还有传统光学测量仪器采集的数据以及激光测距仪的数据。整个软件包由多个模块构成。包括：数据通讯模块、星历预报模块、静态后处理、动态计算模块、 坐标转换模块、基线处理、网平差模块、 RTK 测量数据处理模块、 DTMlink模块、 ROADlink 模块。3.2 软件界面项目

5、项目名称系统按图形窗口缩放指示器状态3.3 静态数据处理3.2.2 TGO 软件建立坐标系统打开 TGO软件，在功能菜单下选择坐标系统编辑模块( Coordinate System Manager )1) 创建新的椭球进入坐标系统管理器，单击 编辑/ 增加椭球 输入定义坐标系统的椭球名称、地球的长半轴、扁率，短半轴和偏心率会自动计算出来。2）创建新的基准转换组 单击增加基准转换 /Molodensky （即三参数转换 ） 选择 创建新的基准转换组，点击 确认 输入基准转换名称，并选择已新建 beijing54 椭球3）增加坐标系统组和选择投影方式 输入坐标系统组名称 在增加坐标系统中选择 横轴

6、墨卡托投影 选择 beijing54 ，点击 确认 输入坐标系统组名称，点击 下一步 选择无大地水准面模型，点击 下一步 输入投影参数，点击 完成 最后保存，完成建立坐标系统操作。3.2.3 TGO 软件新建项目1）新建项目 进入文件菜单，点击 新建项目 选择 Metric 模板，输入项目名称，点击 确认2）项目属性设置 进入项目属性菜单，选择坐标系统选卡，改变坐标系统设置 北京 54 或西安 80系选择第一项，若点校正确定的独立坐标系则选第二项 选择 beijing54 ，点击 下一步 点击 完成 点击确认，新建项目完成1）导入（*.dat 或 RINEX）数据 选择 *.dat 文件，点击

7、确认 查找 *.dat 文件目录，导入观测数据2）检查 GPS数据测站外业信息 依据外业记录表， 编辑测点名称，选择天线类型，输入天线高度，测量方法等信息。 GPS网的图形显示出来后，若需显示每个点的名称，可点击右键选择点名称 选择名称，点击 确认3.2.5 GPS 基线处理1）设置处理形式 处理 GPS 基线前，可以设置 GPS 处理形式。 主要是改变卫星高度截止角、电离层模型改正方式、对流层天顶延迟等。 建议：基线的质量控制指标只作为了解判断单条基线结果是否合格的辅助信息。2）基线处理 处理完毕可以看到基线长度、解算类型（需固定解，否则要重新处理） 、 比率（一般要 求大于 3）、参考变量

8、（ 5 或更小）、均方根（越小越好）等因子，生成基线文件保存并3）基线详细解算报告 看每条基线详细解算报告，查看未得到固定解结果的基线，其共用卫星图、卫星残差等 信息 残差应一般沿相位中线分布成上下无规律的一系列离散点。若离散幅度比较大，或存在 系统性趋势，则说明此颗卫星信号质量差，应对其整个时段或部分时间段的数据进行禁 止。基线质量不够时，可用 timeline 来编辑，重新处理基线，提高基线精度。 对于一些数据很不连续部分使用左键框起后，点击右键禁止使用，不允许此数据参与解 算； 在观测很短时间就消失的卫星要去掉，刚开始观测就出现了数据不连续的部分可去时间管理 数据文件 测量元 观测元 观

9、测元 卫星跟4）查看环闭合差报告设置查看环闭合差报告只有当所有环闭合差报告都达到相应等级 GPS网规范里的要求， 才能进行下 一步的无约 束平差工作。否则应重新解算问题基线，或禁止问题基线，直到环闭合差全部通过为止。3.2.6 GPS 网的无约束平差1）选择投影基准在平差/ 基准下选择 WGS 84，进行无约束平差2）平差样式 选择平差样式 选择 95%置信界限 查看和编辑平差样式3）无约束平差查看网平差报告，在统计总结下显示迭代平差是否通过 如果不通过，判断原因，然后采取相应对策如：禁止粗差基线、选择加权策略 选择交替的，点击 确认 ，重新平差 再次进行平差，直到通过为止，然后查看网平差报告

10、，查看点位误差分量及边长相对中 误差4）无约束网平差疑难解决3.2.7 GPS 网的约束平差1）选择投影基准2）加载水准模型 选择水准面后，点击 装载，确认。若无大地水准面不用进行此部操作。3）输入已知点数据点击平差/ 点，对于平面坐标，固定至少 2 3 个点。而对于高程， 则要求 3 7大地水 准点。4）约束平差进行平差，通过结果报告看未知点坐标，及坐标误差分量、 边长相对中误差等。 1）输出坐标输出坐标：选择 导出/ 自定义2）输出基线 输出基线：选择 ASC格式文件3.2.9 GPS 点校正 有些地方采用地方独立坐标，不知道已知点资料所属坐标系的椭球参数以及投影中央子 午线，此时应采用点

11、校正的方法。一般情况下，采用这种方法作业时，应该联测三个以 上已知点，且已知点应均匀分布，基本覆盖整个控制网区域。1）新建项目 新建项目时，坐标系统采用默认值2）GPS点校正 网的无约束平差完成之后，意味着得到了准确的 WGS-84系下坐标，这时不继续进行约束 平差，而是直接执行点校正：选择 测量/GPS 点校正 一般情况下，在“更新缺省投影起点”、 “水平平差”前划“”； “设置比例尺为” 前 不划“”，让软件自动计算比例尺；如果有足够多的已知高程点也参与平差，那么在 “垂直平差” 前也划“” 在点列表中输入已知点对的坐标数据，点击确认；然后进行校正计算，将计算结果保存 为新的点校正坐标系，

12、应用到项目属性中即可。4 使用 CosaGPS软件处理 TGO基线数据简介4.1 导出基线数据通过 3.2.5 GPS 基线处理全部基线合格后，选主菜单 文件/导出 在测量选卡中，选择 Trimble 数据交换格式（ *.asc ）导出文件格式，点击 确认 定义文件名，并选择保存路径，完成基线数据导出操作4.2 CosaGPS 基线数据 可进行定义工程名称，选择工程文件保存路径，定义控制网等级，选择坐标系统，编辑 中央子午线经度，测区平均纬度，选择投影类型等设置1）输入三维已知坐标 必须至少输入一个点的三维坐标，可以是三维空间直角坐标（X，Y，Z），也可以是大地坐标（纬度 B，经度 L，大地高

13、 H）, B、L的格式为 :DDD.MMS，S X、Y、Z、H的单位是米。 不能将（ X，Y，Z）与（B，L，H）混合输入，并注意不要将三维空间直角坐标（ X，Y，Z） 中的（X，Y）与平面坐标（x,y ）弄混。应特别注意点名必须与基线向量中的点名（起点、 终点）完全一致。2）三维已知坐标 起作用是为二维联合平差输入地面公共点坐标，一般至少需要两个公共点，若仅有一个 公共点，则应采用“固定一点一方位”的平差模式。 应特别注意点名必须与基线向量中 的点名（起点、终点）完全一致。将 TGO软件导出的（ *.asc ）基线数据文件，添加至已选基线文件中作用是在 WGS84空间直角坐标系中进行三维向量网平差，首先需要至少输入一个点的三 维坐标，并生成基线向量文件（ *.GPS3dVector ）。对于独立的 GPS网，可取一个点的单 点定位解（从基线解文件查取）作为固定坐标，进行无约束平差；若网中联测了多个国 家 GPS点（比如 A级点、B级点），可全部作为固定点输入， 进行约