南方GPS處理軟件說明書.doc

1、 南方GPS靜態(tài)處理軟件第一章 靜態(tài)處理軟件簡介和安裝1.1 軟件簡介和計算機配置要求1.1.1 軟件簡介GPSADJ基線處理與平差軟件主要是對GPS星歷數(shù)據(jù)進行基線處理，并將結果進行約束整網(wǎng)平差，得出控制網(wǎng)最后成果。本軟件能處理南方公司的靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)各種進口GPS接收機RINEX標準格式的數(shù)據(jù)。軟件界面友好，采用風格的全中文操作環(huán)境，流程化管理與操作，具有更出色的圖形操作界面和良好的圖形服務功能，可進行包括基線網(wǎng)圖、誤差橢圓等各種圖形的輸出、打印。平差軟件與前期軟件相比有了很大改進。因采用建立項目文件的管理方式，工程以項目文件的形式存在，大大加強了軟件的可靠性。通過本軟件，用戶可方便地自定

2、義橢球投影參數(shù)和選擇不同的坐標系統(tǒng)。整個處理過程，包括基線解算、網(wǎng)平差等操作，都在以gpsadj為后綴的南方公司專有格式的文件中進行。軟件自動記錄所有操作，在任何時候可以把上一次保存的處理進度調出，查閱成果或者繼續(xù)進行處理。在功能方面，具有比以往版本功能更強大、自動化程度更高、操作更方便的基線向量解算、閉合環(huán)搜索、網(wǎng)平差處理等功能。使用本軟件進行基線解算，可以方便地對任一基線的解算條件和解算類型進行設置。對于獨立的同步環(huán)、異步環(huán)以及重復基線，均可自動進行搜索。在網(wǎng)平差處理中，增加了三維約束平差和多種約束方法。輸出的平差成果精度評定更加完善詳細。1.1.2 軟件運行環(huán)境和計算機配置要求一、軟件環(huán)

3、境操作系統(tǒng)：WINDOWS98、WINDOWSME、WINDOWS2000、WINDOWSXP二、硬件環(huán)境CPU：PII MMX200HZ以上內存：32M以上 推薦配置 128M硬盤：4G以上、至少100M硬盤存儲空間顯示屏：15CRT，至少256色、800*600的分辨率鼠標或其它指定設備建議采用優(yōu)于以上配置有利軟件正常運行。1.2 軟件安裝步驟雙擊軟件壓縮包，彈出圖示如圖1-1所示，軟件開始自解壓，解壓完畢進入軟件安裝的提示窗口如圖1-2所示。圖1-1 解壓窗口圖1-2 安裝提示窗口在“安裝提示窗口”中用鼠標單擊 “下一步”，彈出圖示有關軟件使用協(xié)議說明如圖1- 3所示：圖1-3 協(xié)議窗口

4、同意安裝協(xié)議并用鼠標單擊圖1-3“是”，安裝將繼續(xù)，窗口提示軟件安裝到計算機中的安裝路徑如圖1-4所示：圖1-4 安裝路徑提示窗口點擊圖示1-4中的“瀏覽”，可選擇自定義安裝本軟件的路徑，當然也可使用圖示默認路徑“C:Program Files南方測繪儀器公司GPSSouth”安裝，選擇好路徑后用鼠標單擊“下一步”彈出圖1-5：圖1-5 軟件安裝過程窗口進度條達到100后，彈出圖 1-6所示界面，點擊“完成”， 軟件安裝完畢。圖 1-6結束窗口軟件安裝完畢后，在計算機的桌面自動生成“南方GPS數(shù)據(jù)處理”和“南方GPS后處理差分”快捷方式。1.3 軟件啟動和操作步驟點擊“南方GPS數(shù)據(jù)處理”桌面

5、快捷方式進入基線處理軟件，界面如圖 1-7：圖 1-7 GPS處理軟件界面主界面軟件主界面由菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄以及當前窗口組成，并采用了工程化的管理模式，因此，在使用之前必須按照要求創(chuàng)建工程項目。軟件的基本操作步驟如下：一、點擊“文件”菜單下的“新建”項目，彈出界面如圖1-8所示，圖1-8 新建工程項目在對話框中按照要求填入“項目名稱”、“施工單位”、“負責人”，選擇相應的“坐標系統(tǒng)”、“分度帶”、“控制網(wǎng)等級”、“基線剔除方式”，最后點擊“確定”按鈕，完成操作。二、增加野外觀測數(shù)據(jù)將野外GPS采集數(shù)據(jù)調入軟件，這些數(shù)據(jù)是南方公司的專用格式*.STH。三、GPS基線處理處理合格后要檢查異步

6、、同步環(huán)閉合差四 、對整網(wǎng)進行約束平差五 、檢查和打印成果上述各項操作將在下面文中分章節(jié)進行詳述。第二章 軟件功能和菜單介紹2.1 軟件基本功能及界面GPSADJ4.0基線處理平差軟件是對GPS星歷單、雙頻數(shù)據(jù)進行處理和平差的專業(yè)GPS內業(yè)解算軟件。本軟件用VC+編寫，采用面向對象的編程方法和管理方案，功能強大，操作方便，可視化界面友好。2.1.1 主要功能：1、能對南方公司各種型號GPS接收機所采集靜態(tài)測量和后差分的數(shù)據(jù)進行完全解算，如NGS200、NGS100、9800、9600等。2、軟件工具中自帶坐標轉換及四參數(shù)計算。3、軟件的星歷預報功能，以便選擇最佳星歷情況進行野外作業(yè)。4、軟件基

7、線處理結果更為嚴密，平差模型更加可靠。5、能根據(jù)需要，方便地輸出各種格式的平差成果。6、既可全自動處理所有基線，也可進行手動單條處理。2.1.2 主界面：軟件界面非常直觀，由菜單欄，工具欄、狀態(tài)欄以及當前窗口組成。點擊相應的狀態(tài)欄，當前窗口將顯示程序的相應狀態(tài)。在新建項目后，軟件主窗口如圖2-1所示：圖2-1 主界面界面左邊的快捷狀態(tài)欄是按照軟件的操作步驟按順序排列的。網(wǎng)圖顯示：用以顯示網(wǎng)圖和誤差橢圓。測站數(shù)據(jù)：顯示每個原始數(shù)據(jù)文件的詳細信息，包括所在路徑，每個觀測站數(shù)據(jù)的文件名、點名、天線高、采集日期、開始和結束時間、單點定位的經(jīng)緯度大地高等。在該狀態(tài)下，可以增加或者刪除數(shù)據(jù)文件以及修改點名

8、和天線高?；€簡表：顯示基線解的信息，包括基線名、比值、方差、X增量、Y增量、Z增量?；€詳解：查看基線解算的詳細報告。閉合環(huán)：查看最小獨立閉合環(huán)、最小獨立同步閉合環(huán)、最小獨立異步閉合環(huán)、重復基線、任意選定基線組成閉合環(huán)的閉合差。成果輸出：查看自由網(wǎng)平差、三維約束平差、二維約束平差、高程擬合等成果以及相應的精度分析。菜單欄執(zhí)行程序的各種功能，分別是 “文件”菜單、“編輯”菜單，“基線解算”菜單、“閉合環(huán)”菜單、“網(wǎng)平差”菜單、“工具”菜單、“查看”菜單、“幫助”菜單。具體功能下文將分節(jié)詳細介紹。工具欄執(zhí)行菜單中的某一功能，從左至右分別是“新建文件”，“打開文件”，“保存文件”，“增加觀測文件”

9、，“剪切”，“復制”，“粘貼”，“處理全部基線”，“ 自動求閉合差”，“自由網(wǎng)平差”，“三維約束平差”，“二維約束平差”，“高程擬合”，“坐標轉換”， “打印”，“打印預覽”，“關于”（顯示軟件版本信息），“幫助”等。2.2 文件從本節(jié)開始我們將依次敘述菜單欄中各菜單功能，文件菜單如下圖2-2所示：圖2-2 文件菜單新建：建立工程項目文件打開：打開已經(jīng)保存過的項目文件保存：保存當前進度的項目文件另存為：將當前進度的項目文件存儲到另外的硬盤空間或是軟盤、優(yōu)盤等關閉項目：關閉當前窗口的處理項目項目屬性：可更改項目屬性信息增加觀測數(shù)據(jù)文件：在新建文件或者在當前項目文件中增加新的觀測文件，可以選擇讀入

10、南方測繪*.sth觀測文件和標準的RINEX 2.0觀測文件。可以在不同的路徑中任意選擇，如圖2-3所示。圖2-2 增加新的觀測文件窗口注：南方GPS測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件除了處理南方的數(shù)據(jù)外，還可對其它廠商的接收機所采集的數(shù)據(jù)進行處理。處理的方法是先把其它非南方GPS接收機采集的數(shù)據(jù)轉換為標準的RINEX 2.0（兼容RINEX 1.0）格式，讀入觀測文件后進行向量解算以及網(wǎng)平差。打?。捍蛴‘斍按翱诘木W(wǎng)圖或平差成果打印預覽：顯示默認打印機以及默認設置下的文件或者圖形。打印設置：對Windows下的打印機進行設置，可以選擇打印機、設置紙的大小、打印的方向等。最近文件：調用上一次處理的項目文件退

11、出：退出程序2.3 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入菜單如圖2-3所示：圖2-3 數(shù)據(jù)錄入坐標數(shù)據(jù)錄入：在需要原始觀測數(shù)據(jù)錄入的情況下，點擊“坐標數(shù)據(jù)錄入”，界面如圖2-4所示： 圖2-4 錄入已知坐標在點擊上圖中“請選擇”時，即可輸入網(wǎng)圖中已知控制點坐標。2.4 基線解算基線解算菜單如圖2-5所示：圖2-5 基線解算基線處理設置：在基線處理前對基線的解算條件進行設置，點擊次按鈕彈出基線設置對話框如圖2-6所示。圖2-6 基線處理設置窗口圖2-6基線基本信息各項目的含義是：設置作用選擇：全部解算：對所有調入軟件的觀測數(shù)據(jù)文件進行解算。當一條基線解算結束并解算合格（一般情況下要求比值即方差比大于3.0）后，網(wǎng)圖

12、上表示的基線邊將變紅。不合格的基線將維持灰色。新增基線：對新增加進來的基線單獨解算不合格基線：軟件只處理上次解算后不合格的基線高度截止角：即衛(wèi)星高度角截止角，通常情況下取其值為20.0（度），用戶也可以適當?shù)卣{整使其增大或者減小，但應當注意，當增大衛(wèi)星高度截止角時，參與處理的衛(wèi)星數(shù)據(jù)將減少，因此要保證有足夠多的衛(wèi)星參與運算，且GDOP良好，在衛(wèi)星較多時，取20.0較為適宜。默認的設置為20.0。歷元間隔：指運算時的歷元間隔，該值默認取5秒， 可以任意指定，但是必須是采集間隔的整數(shù)倍。例如，采集數(shù)據(jù)時設置歷元間隔為15秒，而采樣歷元間隔設定20秒，則實際處理的歷元間隔將為30秒。粗差容忍系數(shù)：默

13、認值為3.5。合格解選擇：可以選擇合格固定解、固定解、浮動解、三差解、由基線獨立選擇。當選擇合格固定解、固定解、浮動解和三差解時，是對控制網(wǎng)的全部基線進行統(tǒng)一的設置，要對任一基線進行獨立設置則必須選擇“由基線獨立選擇”。最小同步時間：同步觀測時間小于設定值的同步基線將不參與計算。2.5 平差處理平差處理菜單如圖2-7所示圖2-7 平差菜單平差參數(shù)設置：圖2-8 平差參數(shù)設置本項設置為選擇已知點坐標與坐標系匹配的檢查和高程擬合方案。在圖2-8中的“二維平差選擇”中作了選擇后，在進行平差計算時，若輸入的已知點坐標和概略坐標差距過大，軟件將不進行平差。反之，沒有選擇，軟件對平差已知點不作任何限制。無

14、論輸入怎樣的已知點坐標，都能計算平差結果。高程擬合方按選取適當?shù)囊阎疁庶c來擬合GPS高程控制網(wǎng)，最大限度減少高程異常帶來的誤差或錯誤。自動處理：基線處理完后點此菜單，軟件將會自動選擇合格基線組網(wǎng)。重復基線：搜索重復基線長互差閉合環(huán)閉合差：檢查閉合環(huán)包括同步環(huán)和異步環(huán)閉合差手工計算閉合差：根據(jù)用戶需要在網(wǎng)圖或基線簡表中選定需要計算的基線組成閉合環(huán)后進行閉合差計算三維平差：對空間三維坐標點進行平差。自由網(wǎng)平差提供各控制點在WGS-84系下的三維坐標（經(jīng)度、緯度、大地高），各基線向量三個坐標差觀測值的總改正數(shù)，基線邊長以及點位邊長的精度信息、誤差橢圓。二維平差：對平面位置點進行二維約束平差，約束平

15、差提供在北京54、全國80，WGS-84坐標系，或者城市獨立坐標系的二維平面坐標、基線向量改正數(shù)、基線邊長，以及坐標、基線邊長的精度信息、轉換參數(shù)、誤差橢圓等。高程擬合：測量工作是在地面進行的，而地球的自然表面是一個不規(guī)則的復雜曲面，不能用準確的數(shù)學模型來描述，也就不能作為基準面。在實際測量中采用與平靜海平面相重合大地水準面來代替地球的實際表面，而在全球定位系統(tǒng)中采用的坐標系統(tǒng)是WGS84坐標，這就存在一個轉換問題如圖2-9所示：水準點 地面 H h 大地水準面N WGS84 橢球面圖2-9 高程適宜圖h海拔高；HWGS84大地高；NWGS84橢球面與大地水準面的高程異常；南方網(wǎng)平差軟件采用二

16、次曲面擬合求取各點的高程異常N來對GPS高程進行改正。注意：輸入二個點可以進行平移；輸入三個或三個點以上，六個點以下可進行平面擬合；輸入六個以上點進行二次曲面擬合。網(wǎng)平差計算：約束平差提供在北京54、全國80、WGS-84坐標系，或城市獨立坐標系的三維坐標、基線向量改正數(shù)、基線邊長以及坐標、基線邊長的精度信息、轉換參數(shù)、誤差橢圓等。2.6 成果成果菜單如下圖2-10所示：圖2-10 成果菜單基線解輸出:南方測繪Gps基線解算結果 Ver 1.00格式在此菜單項下文本輸出，輸出結果可用其它平差軟件進行平差計算。成果文本輸出:將平差成果和基線詳解成果文本輸出，直接在記事本可以打開文件。Rinex輸

17、出:將采集的GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)換成標準Renix格式文本輸出。成果輸出設置:執(zhí)行本命令后，出現(xiàn)下圖界面，用戶可根據(jù)需要自行設定所需設置。 圖2-11 成果輸出設置成果報告預覽:打印前預覽報告成果報告打印:打印報告成果報告(Word文檔)：以Word文檔形式輸出成果報告。以上四項均為了將軟件處理后的基線結果和平差結果輸出文本，輸出后，文件自動保存在軟件安裝路徑下，例如：軟件安裝在D盤program files目錄下，則文本文件輸出在D:program files南方測繪儀器公司Gpssouthexample下。2.7 工具工具菜單如下圖2-12所示：2-12圖工具菜單本菜單集成了一些常用的小工具工程

18、文件合并：合并不同的工程文件。北極星9600數(shù)據(jù)傳輸：參見9600型GPS測量系統(tǒng)操作手冊。傻瓜機通訊：參見NGS100靜態(tài)測量系統(tǒng)用戶手冊。與HP采集器通訊：用作GPS野外采集記錄的采集器，可通過隨機的數(shù)據(jù)通訊電纜和通訊軟件與用作基線向量處理和網(wǎng)平差計算的微機進行數(shù)據(jù)和文件的傳輸。若用戶的微機是帶有PCMCIA槽的便攜機的話，也可用PCMCIA卡來進行拷貝，這樣更方便快捷。若用戶的微機或便攜機支持紅外傳輸，則不需要數(shù)據(jù)傳輸電纜，而可通過紅外直接進行傳輸。野外采集的數(shù)據(jù)文件（*.STH）需拷入微機進行處理，如果采集器上的采集軟件遭到了破壞，也需要通過數(shù)據(jù)傳輸電纜將軟件從計算機（計算機上有它的備

19、份文件）傳輸?shù)讲杉鲀?。傳輸?shù)木唧w操作如下：1 確保微機與采集器電源關閉，用數(shù)據(jù)傳輸電纜將兩者正確連接，注意插頭的方向及正反，切忌大力插拔。2 采集器上的操作：確保電纜已連接好，打開采集器電源，按F鍵，進入應用程序管理界面。 再按，則進入文件管理器界面。此時，界面最下排所列功能鍵的含義如下：Help Copy Move Filter Joto Remote Split View Type ConnectF1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10F1幫助，進入幫助后可按ESC退出F2拷貝文件F3移動文件F4選擇顯示文件F5進入指定驅動器、子目錄F6使當前窗口為遠程窗口；再按，則

20、又為當前窗口F7使屏幕分為兩個窗口F8觀察文件內容F9列出當前驅動器下的子目錄樹；再按，則返回文件列表F10與遠程機建立通訊；再按，則中斷通訊進入通訊參數(shù)的設置要想正確順利地進行通訊，就必須將采集器和微機的通訊參數(shù)設置成完全一致。這一步很重要，千萬不能忽略。按“ALT”+“C” ，再按“R”，進入Remote Settings 窗口，按“TAB”依次可進入Band (波特率）、Interface(接口）、Phone（電話）和Sever Mode(服務器模式）四個窗口，在每個窗口設置好波特率、接口，而服務器模式都設置為Enabled。一般地，通信參數(shù)設置如下：波特率（BAND）：設為最大值115

21、200通信接口（Interface）：采集器設為Com1；微機則要根據(jù)所用接口，一般可以設在Com1；如用戶要通過紅外傳輸，則需把采集器設為Infrared（紅外），微機則設為Com2。按F7鍵將屏幕分好兩個窗口，一為本地窗口，一為遠程窗口。3 在微機上的操作：用鼠標雙擊“HP200通訊軟件”圖標后，單擊“HP Palmtop”，則微機出現(xiàn)圖2-13的菜單。再點擊“HP Palmtop”的級聯(lián)菜單 “Serial Communications”，將出現(xiàn)下面的對話框：點擊上下按鈕“”選擇串口，一般來說按微機具體的配置來選擇，默認是串口1。然后再選擇傳輸率。選中后，點擊“OK”。然后點擊“Conn

22、ect to HP”，連接成功后屏幕將顯示分兩欄顯示微機以及采集器上的內容。 注意：數(shù)據(jù)傳輸率一定要與采集器上的波特率一致！文件拷貝的方法與Windows98的拷貝方法一致，可以打開“File”菜單對文件進行刪除、拷貝、粘貼等處理，也可以通過按“Ctrl”鍵的同時用鼠標點擊要選擇的文件， 再拖至微機（或采集器）相應欄內，界面顯示見圖2-14：圖2-13圖2-14圖2-15拷貝結束后，點擊“Disconnect From HP”，斷開聯(lián)系。注意：可以用此軟件備份HP200上的所有程序及數(shù)據(jù)，亦可以從微機上恢復HP200上的程序及數(shù)據(jù)。Sth To Rinex：運行本項彈出如下界面圖2-16這個工

23、具主要是將各種類型的南方單雙頻靜態(tài)GPS，例如NGS200、NGS100、NGS212、9800、9700等GPS采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)*.sth轉換成標準的Rinex格式，以便各種型號GPS混合解算。使用時在點擊“輸入路徑”選擇要轉換的*.sth，然后點擊“輸出路徑”，將數(shù)據(jù)格式轉換成Rinex格式保存到某一目錄下。坐標轉換：對于北京54、全國80、WGS-84以及自定義的坐標系，可以實現(xiàn)空間直角坐標、大地坐標系、平面直角坐標系之間的轉換。圖2-17對于自定義坐標系，可以輸入相應的參數(shù)進行設置。圖2-18星歷預報：在本章第十節(jié)單獨介紹使用和特點與PSION采集器通信：1 確保微機與采集器電源關閉，用

24、數(shù)據(jù)傳輸電纜將兩者正確連接，注意插頭的方向及正反，切忌大力插拔。2 在采集器上的操作：將掌上機處于命令交互狀態(tài)下（即一般的DOS狀態(tài)）。按Menu鍵出現(xiàn)如下界面。圖2-19選擇“Special”菜單項中的Remote Link，出現(xiàn)設置串口的對話框，如下所示：圖2-20按左右方向鍵可以打開或關閉Remote line，同樣的方式選擇波特率 Baud 車鍵確定。一般對話框中的多選一項均可按左右鍵切換。3 在微機上的操作：在數(shù)據(jù)傳輸軟件中，通過“通訊”菜單項中選擇“連接”，或者直接點擊連接按鈕。等待連通后，即可進行各種文件的復制、改名等操作。圖2-21首先設置通信參數(shù)，在通信菜單欄下選擇“設置”，

25、選擇串口以及波特率（與采集器上的一致）：圖2-22然后在通信菜單欄下選擇“連接”，或者點擊 圖標，連接采集器與微機。左邊的窗口顯示的是微機上的文件，右邊的窗口顯示采集器上的文件。左邊窗口以及右邊窗口第一欄顯示的是目錄結構。第二欄顯示的是當前目錄下的文件，在該欄可以選擇以*.sth、*.img、*.dbf、*.pdd、*.pic、*.lib、*.ldd、*.cfg等后綴或者任意*.*的文件。選擇目錄文件的方法與WINDOWS98的文件操作一致。圖2-23圖2-24可以通過文件菜單對文件進行操作，例如刪除、復制文件、建目錄等。也可點擊快捷鍵 拷貝文件，或者通過快捷鍵 刪除文件。圖2-25拷貝結束，

26、點擊 斷開，或者在通信菜單選擇“斷開”。然后在文件菜單欄選擇“退出”。2.8 查看查看菜單如下：圖2-26工具欄圖2-27工具欄中的圖標皆為軟件各菜單的快捷方式： 新建項目 關閉項目 打開已保存項目 保存項目 增加觀測數(shù)據(jù) 解算所有基線 解算新增基線 解算不合格基線 解算選定基線 輸入已知點數(shù)值 關于 基線選擇 圖形移動 圖形放大 圖形縮小 全圖顯示 圖上量距 網(wǎng)平差 數(shù)據(jù)自動主網(wǎng) 三維自由網(wǎng) 二維約束平差 高程擬合 打印狀態(tài)欄已在本章第一節(jié)有詳細介紹，這里不再贅述。2.9 幫助幫助菜單項圖2-28關于Gpsadj：圖2-29 軟件版本號注冊：軟件首次使用時需要注冊，并根據(jù)用戶名生成注冊碼例如

27、：某一客戶使用單位名“GPS9800”，由此自動生成序列號“6E484309”和內部ID號“E97655B2”，你只需將以上三個信息告訴南方測繪GPS部，我們將反饋給你一個注冊碼輸入即可運行軟件。圖2-30 測試注冊2.10 星歷預報在工具菜單下的星歷預報軟件主要作用是預報GPS衛(wèi)星情況。軟件利用網(wǎng)上下載的最新星歷文件即可預報30天之內的衛(wèi)星分布，PDOP值，衛(wèi)星個數(shù)，衛(wèi)星分布時段等。我們根據(jù)衛(wèi)星預報，就可以選擇好的時段進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，保證外業(yè)采集數(shù)據(jù)的質量。而在星歷較差時采集數(shù)據(jù)容易導致返工重測，造成人力物力浪費。星歷預報軟件使用如下：首先打開軟件左邊狀態(tài)欄窗口下的“參數(shù)設置”圖 2-31

28、先設定你要觀測衛(wèi)星的時間段，例如開始“8：00”，結束“18：00”然后在上圖星歷文件下點擊“瀏覽”，選擇已采集的星歷文件后彈出界面如下圖圖2-32從上圖可看到許多有效衛(wèi)星情況：1、任一時間段當?shù)厣峡沼袔最w衛(wèi)星。例如上圖預報2002年7月26日上午10點30分有七顆衛(wèi)星，中午14點有10顆衛(wèi)星。2、任一時間衛(wèi)星分布PDOP值。3、還能顯示每顆衛(wèi)星在天空出現(xiàn)的時間段4、有衛(wèi)星分布圖和衛(wèi)星軌道圖。注意：星歷文件有效期為30天，也就是說，只能預報星歷文件采集的時刻往后推30天的星歷。過期后請重新采集或者下載新星歷文件。第三章 軟件使用典型算例3.1 處理基本步驟現(xiàn)以某控制網(wǎng)為例學習軟件全過程。3.1

29、.1 新建工程圖3-1 建立項目圖3-2 坐標系統(tǒng)設置在圖3-1建立項目中根據(jù)要求完成各個項目的填寫并點擊“確認”按鈕確認。在選擇坐標系時若是自定義坐標系點擊“定義坐標系統(tǒng)”按鈕，彈出對話框如圖3-2所示，根據(jù)“系統(tǒng)參數(shù)”中的配置完成自定義坐標系。注：以前版本的基線處理軟件要求在定義坐標系時輸入中央子午線經(jīng)度，而新軟件自動默認三度帶或六度帶中央子午線經(jīng)度，不必再輸入中央子午線經(jīng)度。若是地方中央子午線，可用自定義坐標系，中央子午線經(jīng)度在對話框中輸入。3.1.2 增加觀測數(shù)據(jù)將野外采集數(shù)據(jù)調入軟件，可以用鼠標左鍵點擊文件，一個個單選，也可“全選”所有文件圖3-3 數(shù)據(jù)文件錄入菜單點擊“確定”按鈕，

30、彈出數(shù)據(jù)錄入進度條如圖3-1-3所示：圖3-4 處理進度然后稍等片刻，調入完畢后，網(wǎng)圖如下圖3-5所示：圖3-5 演示網(wǎng)圖3.1.3 解算基線選擇解算全部基線，有自動計算進度條顯示如下圖3-6這一解算過程可能等待時間較長,處理過程若想中斷,請點擊停止?；€處理完全結束后，網(wǎng)圖如下圖，顏色已由原來的綠色變成紅色或灰色?；€雙差固定解方差比大于2.5的基線變紅(軟件默認值2.5),小于2.5的基線顏色變灰色?；疑€方差比過低,可以進行重解。例如對于基線“Q009-Q007”，用鼠標直接在網(wǎng)圖上雙擊該基線，選中基線由實線變成虛線后彈出基線解算對話框如圖3-6,在對話框的顯示項目中可以對基線解算進行

31、必要的設置。圖3-7 基線情況基線解算對話框各項設置的意義和使用說明如下：“”：顯示當前處理的基線。當基線“Q009-Q007”中存在重復基線，可點擊右端的小三角框選擇要修改的重復基線，如圖圖3-1-5所示圖3-8注：文件“Q0092041”中“Q009”表示點名，“204”表示測量日期是1年365天中的第204天，“1”表示時段數(shù)?！啊保涸诎咨》娇蛑袉螕羰髽俗箧I后小方框中出現(xiàn)小勾，表示此功能已經(jīng)被選中?！敖谩北憩F(xiàn)禁用當前的基線；“新增基線”表示當前基線為新增基線；“選中基線”表示當前基線為正在處理的選中基線?！啊睌?shù)據(jù)選擇系列中的條件是對基線進行重解的重要條件?？梢詫Ω叨冉刂两呛蜌v元間隔進

32、行組合設置完成基線的重新解算以提高基線的方差比。歷元間隔中的左邊第一個數(shù)字歷元項為解算歷元，第二項為數(shù)據(jù)采集歷元。當解算歷元小于采集歷元時，軟件解算采用采集歷元，反之則遠用設置的解算歷元。“編輯”中的數(shù)字表示誤差放大系數(shù)?！昂细窠膺x擇”為設置基線解的方法。分別有“雙差固定解”、“雙差浮點解”、“三差解”三種，默認設置為雙差固定解。在反復組合高度截至角和歷元間隔進行解算仍不合格的情況下，可點狀態(tài)欄基線簡表查看該條基線詳表。點擊左邊狀態(tài)欄中“基線簡表”，點擊基線“Q0092041-Q0072041”，顯示欄中會顯示基線詳情，如圖3-9所示。圖3-9 基線詳解圖3-10 數(shù)據(jù)編輯圖3-9中詳細列出了

33、每條基線的測站、星歷情況，以及基線解算處理中周跳、剔除、精度分析等處理情況。在基線簡表窗口中將顯示基線處理的情況，先解算三差解，最后解算出雙差解，點擊該基線可查看三差解、雙差浮動解、雙差固定解的詳細情況。無效歷元過多可在左邊狀態(tài)欄中觀測數(shù)據(jù)文件下剔除，例如在Q0072041.STH數(shù)據(jù)雙擊彈出數(shù)據(jù)編輯框。 點中,然后按住鼠標左鍵拖拉圈住上圖中有歷元中斷的地方即可剔除無效歷元,點中可恢復剔除歷元。在刪除了無效歷元后從解基線，若基線仍不合格，就應該考慮對不合格基線進行重測了。3.1.4 檢查閉合環(huán)和重復基線待基線解算合格后（少數(shù)幾條解算基線不合格可讓其不參與平差），在 “閉合環(huán)”窗口中進行閉合差計

34、算。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)閉合差要求進行同步環(huán)檢核，然后計算異步環(huán)。程序將自動搜索所有的同步、異步閉合環(huán)。有關同步、異步閉合環(huán)、重復基線的要求請查看使用提示“外業(yè)成果質量檢核標準”（頁），或者參照有關國家規(guī)范。（后面章節(jié)專門介紹）搜索閉合環(huán)點左邊狀態(tài)欄中閉合環(huán)，有下圖顯示閉合差：圖3-11 閉合環(huán)從上圖中看出，此網(wǎng)所有的同步閉合環(huán)均小于10ppm，小于四等網(wǎng)（10ppm）的要求。閉合差如果超限，那么必須剔除粗差基線（基線選擇的原則方法請查看使用提示）。點擊“基線簡表”狀態(tài)欄重新算。根據(jù)基線解算以及閉合差計算的具體情況，對一些基線進行重新解算，具有

35、多次觀測基線的情況下可以不使用或者刪除該基線。當出現(xiàn)孤點（即該點僅有一條合格基線相連）的情況下，必須野外重測該基線或者閉合環(huán)。3.1.5 網(wǎng)平差及高程擬合一、數(shù)據(jù)錄入：輸入已知點坐標，給定約束條件。本例控制網(wǎng)中Q007、Q049為已知約束點在點擊“數(shù)據(jù)輸入”菜單中的“坐標數(shù)據(jù)錄入”彈出對話框如圖3-12，在“請選擇”中選中“Q007”,單擊“Q007”對應的“北向X”的空白框后，空白框就被激活，此時可錄入坐標。通過以上操作最終完成已知數(shù)據(jù)的錄入。圖3-12錄入已知數(shù)據(jù)二、平差處理：進行整網(wǎng)無約束平差和已知點聯(lián)合平差。根據(jù)以下步驟依次處理。1、自動處理：基線處理完后點此菜單,軟件將會自動選擇合格

36、基線組網(wǎng)，進行環(huán)閉合差。2、三維平差：進行WGS-84坐標系下的自由網(wǎng)平差。3、二維平差：把已知點坐標帶入網(wǎng)中進行整網(wǎng)約束二維平差。但要注意的是，當已知點的點位誤差太大時，軟件會提示如圖3-1-12所示。在此時點擊“二維平差”是不能進行計算的。用戶需要對已知數(shù)據(jù)進行檢合。圖3-134、高程擬合：根據(jù)“平差參數(shù)設置”中的高程擬合方案對觀測點進行高程計算注：“網(wǎng)平差計算”的功能可以一次實現(xiàn)以上幾個步驟。3.1.6平差成果輸出或者打印(參看第二章第六節(jié))3.2 特例處理本節(jié)主要針對一些特別數(shù)據(jù)的基線處理和平差的方法進行介紹。我們平常野外采集的GPS數(shù)據(jù)在內業(yè)處理軟件中不一定能一次性解算合格。平差時需

37、要剔除一些粗差大或不合格基線并選擇不同已知點來約束平差以求得最佳成果。下面還是以實例來講解：3.2.1 基線處理特例 下面以某單位的施工控制網(wǎng)為例說明基線處理的基本原則和操作，施工網(wǎng)圖如圖3-14所示： 圖3-14 施工網(wǎng)圖上圖網(wǎng)中的基線TH01-SXCW這條重復基線解算后的方差比太低，如圖3-14所示：圖3-14 對此觀測數(shù)據(jù)質量差的數(shù)據(jù)進行重新解算,一般我們采用以下三種措施:一.確定合適的歷元間隔我們可從圖3-14看到 TH012082-SXCW2082 這條基線約有10km,而同步觀測時間只有72分鐘,如果使用歷元間隔60秒來解算,則一共有72個歷元的數(shù)據(jù)參與解算，我們可看到圖3-14解

38、算后方差比較低為1.4,沒達到成為合格固定雙差解的條件。由于基線越長，所觀測的采集時間也越長，而我們野外觀測時間只有72分鐘，現(xiàn)在可調整縮小歷元間隔為30秒來解算，這時參與計算的一共有144個歷元的數(shù)據(jù)，比用歷元間隔60秒來解算多一倍的數(shù)據(jù)量，這樣可彌補觀測時間不足?，F(xiàn)在用30秒間隔來算結果如圖3-15所示：圖3-15此時方差比為1.0,反而比1.4更低,我們可查看基線詳解圖3-2-4,數(shù)據(jù)某些時間段出現(xiàn)周跳或中斷,數(shù)據(jù)量多同時也帶進了更多的質量差的數(shù)據(jù),這時又要求縮小歷元間隔。圖3-16綜上所述確定合適的歷元間隔原則：1、對基線同步觀測時間較短時，可縮小歷元間隔,讓更多的數(shù)據(jù)參與解算。同步觀

39、測時間較長時,要增加歷元間隔，讓更少的數(shù)據(jù)參與解算。2、 數(shù)據(jù)周跳較多時，要增加歷元間隔,這樣可跳過中斷的數(shù)據(jù)繼續(xù)解算。二、 如何確定合適的高度截止角如果更改歷元間隔來解算無法使基線方差比增加，我們再來調整高度截止角。當高度截止角較低時，參與解算的衛(wèi)星數(shù)目多，但低空衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊容易被外界干擾，低空衛(wèi)星質量差的數(shù)據(jù)較多；當高度截止角較高時，參與解算的衛(wèi)星數(shù)目少，但高空衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊不容易被外界干擾，高空衛(wèi)星質量好的數(shù)據(jù)較多。如圖3-2-3的高度截止角設為25度時方差比為1.0,改為高度截止角35度時,如圖3-16, 方差比為5.6,已滿足合格固定雙差解的條件。綜上所述確定合適的高度截止角原則：1

40、當基線詳解中查看到衛(wèi)星數(shù)目足夠多，適當增加高度截止角，盡量讓高空衛(wèi)星數(shù)據(jù)進入解算；2 當基線詳解中查看到衛(wèi)星數(shù)目比較少時（最低解算要求4顆以上衛(wèi)星），適當降低高度截止角，盡量讓多一些衛(wèi)星數(shù)據(jù)進入解算。圖3-17三、 如何剔除無效歷元從圖3-16，我們看到TH012082歷元有中斷的地方較多，我們雙擊左狀態(tài)欄的TH01282.STH數(shù)據(jù)雙擊彈出數(shù)據(jù)編輯框。圖中紅線代表接收機對衛(wèi)星L1載波信號的跟蹤情況，每一條紅線對應一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星序號為圖左端所示。紅線中斷處表示當時衛(wèi)星信號失鎖，為無效歷員。刪除無效歷員時點中,然后按住鼠標左鍵拖拉框選圈住上圖中有歷元中斷的地方即可剔除無效歷元,點中可恢復剔除歷元

41、。圖3-18無效歷元剔除后將變灰如下圖:圖3-19退出數(shù)據(jù)編輯框，重新解算剔除無效歷元后的基線TH012082-SXCW2082。用以上三種方法綜合交叉使用來解算基線合格后要檢核異步環(huán)、同步環(huán)和重復基線限差(限差要求見第四章)合格后才能網(wǎng)平差。所述三種基線解算條件只是一個大致的原則，用戶可以根據(jù)基本原則合理的相互配合進行設置，以使基線解算達到要求。在基線解算中還要求同步環(huán)中各條基線解算設置條件盡量保持一致，而修改了基線設置后又很難使其保持一致從而造成閉合環(huán)差過大。因此，我們一般只對基線方差比小于解算通過條件的基線進行重解，其他基線不作改動。注意：同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率其值宜小于數(shù)據(jù)總量10

42、（GPS國家規(guī)范要求）第四章 使用提示和注意事項在本章將對在使用中的具體要求給出一些提示以及建議，用戶可結合具體的工程應用進行適當?shù)脑O置。4.1 基線向量處理條件設置原則在解算基線向量中，由于實際作業(yè)中對采用的作業(yè)模式、測量精度等要求都可能有所不同，因此有必要在解算時指定具體的解算條件，例如所采用基線的類型，基線合格的條件以及具體指定基線解算的歷元間隔、衛(wèi)星高度角、處理的無效歷元等。另一方面，雖然在絕大部分情況下9600型GPS測量系統(tǒng)的成果都能自動處理出來，但在測量中不可避免地受外界環(huán)境的影響，如信號的遮擋，可觀測衛(wèi)星的多少，衛(wèi)星在空中分布的圖形強度大小，測站附近強磁場的干擾，多路徑效應的影

43、響等等。因此，除了在野外觀測必須按要求采取相應措施減小各種不利因素的影響外，還需要在必要時通過一定的手段來改進基線向量成果。一般來說，基線向量處理設置條件時必須遵守如下的原則：一、 選取適當?shù)幕€解算類型處理基線中，解算整周模糊度的能力與基線的長度有關，獲得全部模糊度參數(shù)整數(shù)解的結果稱為雙差固定解，只獲得雙差模糊度參數(shù)整數(shù)解的結果稱為雙差浮動解，對于較長的基線，浮動解也不能得到較好的結果，只能用三差解。同一級別的GPS網(wǎng)，根據(jù)基線長度的不同，可采用不同的基線解算類型。根據(jù)相應的國家GPS測量規(guī)范，在8公里以內的基線必須采用雙差固定解；30公里以內的基線，可在雙差固定解和雙差浮動解中選擇最優(yōu)結果

44、，所謂最優(yōu)解即是基線處理中基線解的中誤差最小，特別是在異步環(huán)和復測基線檢驗中閉合差最小的那一種解算結果。30公里及其以上的基線，可采用三差解作為基線解算的最終結果。對于所有同步觀測時間短于35min的快速定位基線，應采用符合要求的雙差固定解作為基線解算的最終結果。對于8公里以內的短基線以及采用快速定位來確定的基線，在按照操作手冊的要求進行觀測時，應該能獲得滿足整周模糊度參數(shù)固定解的能力，若得不到好的固定解，不是觀測條件太差（如靠近強無線電干擾源，高壓線，強發(fā)射體，處于樹蔭下等），就是衛(wèi)星星座的幾何條件不好或是信號不正常的衛(wèi)星太多，這樣的觀測量是不能采用的。二、 確定適當?shù)幕€解算條件通過設置衛(wèi)

45、星高度角、采樣間隔、有效歷元等參數(shù)可以對基線進行優(yōu)化。1 衛(wèi)星高度截止角衛(wèi)星高度角的截取對于數(shù)據(jù)觀測和基線處理都非常重要，觀測較低仰角的衛(wèi)星有時會因為衛(wèi)星信號強度太弱、信噪比較低而導致信號失鎖，或者信號在傳輸路徑上受到較大的大氣折射影響，而導致整周模糊度搜索的失敗。但選擇較大的衛(wèi)星高度角可能出現(xiàn)觀測衛(wèi)星數(shù)的不足或衛(wèi)星圖形強度欠佳，因此同樣不能解算出最佳基線。在本系統(tǒng)中，采集衛(wèi)星高度截止角默認為10度，而處理基線中默認設置為20度。如果同步觀測衛(wèi)星數(shù)太少或者同步觀測時間不足，對于短基線來說，可以適當降低高度角后重新試算。這樣可能會獲得滿足要求的基線結果，此時應注意，要求測站的數(shù)據(jù)要穩(wěn)定，且環(huán)視條

46、件要好，解算后的基線應進行外部檢核（如同步環(huán)和異步環(huán)檢核）以保證其正確性。如果用默認設置值解算基線失敗，且連續(xù)觀測時間較長、觀測的衛(wèi)星數(shù)較多、圖形強度因子GDOP值較小，則適當提高衛(wèi)星的高度角重新進行解算可能會得到較好的結果。這主要是觀測環(huán)境和低仰角的衛(wèi)星信號產(chǎn)生了較嚴重的多路徑和時間延遲所引起的。2 采樣間隔9600型接收機具有較高的內部采樣率（指野外作業(yè)設置的數(shù)據(jù)采集間隔，由1秒至255秒自由設置，默認為15秒）。而處理基線中并不是所有的數(shù)據(jù)都參與處理，而是從中根據(jù)優(yōu)化原則選取其中的一部分數(shù)據(jù)采樣進行處理。采集高質量的載波相位觀測值是解決周跳問題的根本途徑，而適當增加其采集密度，又是診斷和

47、修復周跳的重要措施，因此，在采用快速靜態(tài)作業(yè)或者該基線觀測時間較短的情況下，可以適當把采樣間隔縮短。由于軟件處理周跳能力比較強大，默認的60秒采樣間隔一般能滿足要求。3. 無效歷元在某些情況下，例如該衛(wèi)星的健康情況惡劣，或者測站環(huán)境不理想，受電磁干擾而導致某些衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號經(jīng)常失鎖，又或者低仰角的衛(wèi)星有時會因為衛(wèi)星信號強度太弱、信噪比較低而導致信號失鎖，以及信號在傳輸路徑上受到較大的大氣折射影響而導致整周模糊度搜索的失敗。此時應該對該衛(wèi)星的星歷進行處理。通過查看基線詳解，可以對衛(wèi)星觀測中周跳的情況進行檢查，對于經(jīng)常失鎖的衛(wèi)星或者歷元段過短的星歷進行剔除。4.2 外業(yè)成果質量檢核標準觀測成果的外業(yè)

48、檢核是確保外業(yè)觀測質量，達到預期平差精度要求的重要環(huán)節(jié)。因此，在觀測任務結束后，必須在測區(qū)及時（最好是當天）對外業(yè)的觀測數(shù)據(jù)質量進行檢核和評價，以便及時發(fā)現(xiàn)不合格成果，并根據(jù)情況采取措施，刪除重測或補測等。檢核一般采用以下幾種方法：一、 同步觀測邊的檢核檢核基線方差比（ratio）及均方差（rms）。一般來說，基線在10公里以內，基線方差比大于3.0，可以認為是符合等級網(wǎng)的測量要求。隨著基線長度的增加，其中誤差也相對會有所增加。如果僅作為加密控制，或者要求較低的情況下亦可以相對放寬條件，例如方差比大于2.0。二、 重復基線邊的檢核同一基線邊觀測了多個時段得到的多個基線邊稱為重復基線邊。對于不同

49、觀測時段的基線邊的互差，其差值應小于相應級別規(guī)定精度的倍。而其中任一時段的結果與各時段平均值之差不能超過相應級別的規(guī)定精度。三、 異步觀測環(huán)和同步觀測環(huán)閉合差的檢核根據(jù)國家全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范、全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程的要求，對于非同步以及同步觀測邊所構成的閉合圖形（又稱異步環(huán)，同步環(huán)）各點坐標閉合差必須符合一定的要求。1 異步環(huán)其中：閉合環(huán)中的邊數(shù)；相應級別規(guī)定的基線向量的弦長精度（按平均邊長計算，參見第二章確定基線精度）2 同步環(huán)同步環(huán)坐標分量以及全長相對閉合差的規(guī)定如下表1（）等級限差類型二等三等四等一級二級坐標分量相對閉合差2.03.06.09.09.0環(huán)線全長相對閉合差

50、3.05.010.015.015.0表1注：軟件中采用環(huán)線全長相對閉合差為指標。4.3平差條件、基線向量的選擇基線經(jīng)質量檢核合格后進行GPS網(wǎng)平差，選擇正確的平差條件包括坐標系統(tǒng)、約束條件、基線邊的剔除等影響到整個平差成果，因此平差時必須遵循以下的原則。一、 選擇適當?shù)淖鴺讼到y(tǒng)1 標準坐標系統(tǒng)采用標準的WGS-84、北京54以及國家80坐標系可以直接在網(wǎng)平差設置里選擇，但是必須按要求輸入正確的原點經(jīng)度（投影中央子午線）。2 自定義坐標系統(tǒng)（或者工程橢球） 已知參數(shù)一般的自定義坐標系（或工程橢球）是從標準的國家坐標系轉換而來，大多數(shù)情形下是對加常數(shù)或者中央子午線、投影橢球高重新進行定義，因此必須

51、選擇相應的參數(shù)，包括所用橢球的參數(shù)、加常數(shù)、投影中央子午線、投影橢球高等。 未知參數(shù)假如是完全獨立自定義的工程坐標系，尤其是沒有辦法與國家點聯(lián)測、又或者投影變形超過規(guī)范要求的，可以選用標準橢球，例如北京54橢球參數(shù)，然后采用固定一點和一個方位角的辦法來處理。具體方法如下：采用基線某一端點的單點定位解作為起點，然后用高精度的紅外激光測距儀測出到基線另一端點的邊長，經(jīng)過嚴格的改正后，投影到指定高度（一般是測區(qū)的平均高程面），然后假定一個方位角（一般是采用真北方向）算出基線終點的坐標，以此兩點作為約束點，然后采用與前面一致的橢球參數(shù)，投影橢球高，此時注意原點經(jīng)度（中央子午線）可以采用測區(qū)中央的子午線

52、。這樣，一方面使得其變形滿足規(guī)范要求，另一方面在小比例尺的圖上可以與國家標準坐標系聯(lián)系起來。二、 給出符合精度要求的已知點選取已知點必須符合下面的要求：1 盡量選取等級高，同一整體網(wǎng)、同一時期的控制點。在實際作業(yè)中，由于大量的國家點遭到破壞，而且點位的資料通常比較難以搜集齊全，因此盡量選取等級高的已知點。在面積較大時，最好能聯(lián)測一些二等點。而采用三等點以及四等點則必須經(jīng)過仔細的檢核分析，值得注意的是，不同時期、不同一個整體網(wǎng)所得的成果，通常會有所差異，因此最好選取同一時期、同一方法的已知點。高程已知點要求采用不低于四等水準測量的方法進行水準聯(lián)測。2 已知點必須分布合理并且盡量聯(lián)測更多的高程已知

53、點分布均勻合理的已知點，尤其是高程已知點對于提高整個約束平差精度起著相當重要的作用。在聯(lián)測的水準點分布比較合理均勻時，輸入足夠多的高程已知點（三個以上，六個以下只能作平面擬合，六個以上才能進行曲面擬合）采用二次曲面擬合的方法可以獲得精度較高的高程異常值，從而使GPS點的高程達到等外水準或者四等水準的要求。3 選取兼容性較好的已知點采用三個平面已知點作為二維約束平差的約束條件是比較合適的，當聯(lián)測更多的已知控制點時，一般不將它們都作為固定點，而是用它們的原坐標對成果進行分析。可以通過選用不同組合的已知點進行網(wǎng)平差質量檢核，剔除不兼容的起算點（具體方法見下一節(jié)平差成果質量檢核）?？梢园阉械囊阎c輸入，然后在網(wǎng)平差設置中把要參與平差的已知點設定為“有