項(xiàng)目四南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理與精度評(píng)估

南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理與精度評(píng)估測(cè)繪地理信息行業(yè)職業(yè)培訓(xùn)包【項(xiàng)目導(dǎo)航】重點(diǎn)南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理的操作步驟及流程。難點(diǎn)基線解算中，困難基線的處理方法及步驟。任務(wù)掌握GPSADJ軟件的靜態(tài)數(shù)據(jù)處理步驟與流程。作業(yè)對(duì)外業(yè)采集的靜態(tài)相對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)估。流程南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理的操作步驟按上述操作進(jìn)行，操作過(guò)程自上而下，處理過(guò)程中如果出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)從頭至尾一步一步進(jìn)行檢核。南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理按上述流程分：【任務(wù)一】GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理與【任務(wù)二】基線詳細(xì)解算。圖4-1南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理流程任務(wù)一：南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理任務(wù)目的（1）掌握南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理操作步驟與流程；（2）掌握南方GPSADJ基線解算的詳細(xì)步驟。任務(wù)分析靜態(tài)數(shù)據(jù)處理是將外業(yè)獲取的靜態(tài)相對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到數(shù)據(jù)處理軟件中，進(jìn)行解算最終得到測(cè)量工作坐標(biāo)系中的合格坐標(biāo)。南方GPSADJ數(shù)據(jù)處理軟件是南方公司編制的，可以處理該公司的靜態(tài)GPS數(shù)據(jù)及各種進(jìn)口GPS接收機(jī)RINEX標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)。軟件進(jìn)行基線解算時(shí)，可以方便地對(duì)任一基線的解算條件和解算類型進(jìn)行設(shè)置。對(duì)于同步環(huán)、異步環(huán)以及重復(fù)基線，均可自動(dòng)進(jìn)行搜索。在網(wǎng)平差處理中，可進(jìn)行三維自由網(wǎng)、約束平差和多種約束方法。任務(wù)要求（1）掌握利用GPSADJ軟件進(jìn)行新建項(xiàng)目（坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置，控制網(wǎng)設(shè)置等）；（2）掌握觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入的步驟，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改（天線高、量高方式、天線類型等）；（3）掌握基線解算與網(wǎng)平差的方法、步驟。任務(wù)準(zhǔn)備（1）儀器準(zhǔn)備：計(jì)算機(jī)設(shè)備等，能夠保證正常工作使用；（2）軟件準(zhǔn)備：南方GPSADJ軟件；（3）人員準(zhǔn)備：按照實(shí)習(xí)任務(wù)，事先分好小組，輪流操作；（4）記錄準(zhǔn)備：準(zhǔn)備記錄板，本子、筆等學(xué)習(xí)用具。任務(wù)實(shí)施南方GPSADJ數(shù)據(jù)處理按以下幾個(gè)活動(dòng)進(jìn)行：活動(dòng)一：新建項(xiàng)目，活動(dòng)二：觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入，活動(dòng)三：基線解算，活動(dòng)四：重復(fù)基線與閉合環(huán)的檢查，活動(dòng)五：網(wǎng)平差，活動(dòng)六：成果輸出。活動(dòng)一新建項(xiàng)目操作1-1：打開GPSADJ軟件，點(diǎn)擊【文件】，選擇【新建】?！M(jìn)入“建立項(xiàng)目”界面，輸入項(xiàng)目名稱，單位，負(fù)責(zé)人，固定誤差以及比例誤差系數(shù)，選擇基線剔除方式，選擇控制網(wǎng)等級(jí)，點(diǎn)擊【定義坐標(biāo)系統(tǒng)】（圖4-2）?！M(jìn)入“坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置”界面（圖4-3）。

圖4-2

建立項(xiàng)目操作1-2：“坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置”界面，選擇【自定義坐標(biāo)系統(tǒng)】，輸入坐標(biāo)系統(tǒng)名稱，點(diǎn)擊【橢球】頁(yè)面，從下拉框中選擇相應(yīng)橢球（圖4-3）?！c(diǎn)擊【投影】頁(yè)面并進(jìn)入（圖4-4）。圖4-3

坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置－橢球操作1-3：【投影】頁(yè)面，設(shè)置如圖4-4，點(diǎn)擊【新建】，新建的坐標(biāo)系統(tǒng)顯示在“坐標(biāo)系統(tǒng)列表”中，點(diǎn)擊【返回】?！祷氐健敖㈨?xiàng)目”界面（圖4-6）。圖4-4

坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置－投影操作1-4：“建立項(xiàng)目”界面，從坐標(biāo)系統(tǒng)下拉框中選擇新建的坐標(biāo)系統(tǒng)，點(diǎn)擊【確定】（圖4-5）?！祷氐紾PSADJ軟件主界面（圖4-6）。圖4-5

建立項(xiàng)目圖4-6GPSADJ軟件主界面活動(dòng)一：觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)輸入】，選擇【增加觀測(cè)數(shù)據(jù)文件】（圖4-7）?！M(jìn)入“選擇加入數(shù)據(jù)文件”界面（圖4-8）。圖4-7

增加觀測(cè)數(shù)據(jù)文件操作1-2：

“選擇加入數(shù)據(jù)文件”界面，選擇文件路徑及文件夾，選擇文件類型，點(diǎn)擊【全選】，或手動(dòng)選擇，點(diǎn)擊【確定】（圖4-8）。→進(jìn)入GPSADJ軟件，并顯示網(wǎng)圖（圖4-9）。圖4-8

選擇加入數(shù)據(jù)文件圖4-9GPSADJ軟件界面（網(wǎng)圖顯示）操作1-3：GPSADJ軟件界面，界面左邊的快捷狀態(tài)欄中點(diǎn)擊【觀測(cè)數(shù)據(jù)文件】，觀測(cè)數(shù)據(jù)信息顯示在界面右邊。點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目（天線高、量取方式、類型），可以修改（圖4-10）。圖4-10

天線信息修改活動(dòng)二：基線解算基線全部解算操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【基線解算】，選擇【靜態(tài)基線處理設(shè)置】。→進(jìn)入“基線解算設(shè)置”界面，設(shè)置如圖所示，一般默認(rèn)即可，點(diǎn)擊【確定】（圖4-11）。圖4-11

基線解算設(shè)置操作1-2：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【基線解算】，選擇【全部解算】?！M(jìn)入圖4-12，基線正在解算（圖4-12）。→基線解算完畢，點(diǎn)擊【確定】（圖4-13）?！€解算完畢后，在界面左邊的快捷狀態(tài)欄中點(diǎn)擊【網(wǎng)圖顯示】（圖4-14）。圖4-11

基線全部解算說(shuō)明：基線解算后，方差比超限或中誤差超限的不合格基線，會(huì)在相應(yīng)數(shù)值前會(huì)出現(xiàn)紅色叉。圖4-12

基線正在解算圖4-13基線解算完畢圖4-14

基線解算完畢（網(wǎng)圖顯示）說(shuō)明：基線解算后，顏色已由原來(lái)的綠色變成紅色或灰色，基線雙差固定解方差比大于設(shè)定值的基線變紅，小于方差比的基線顏色變灰色，灰色基線方差比過(guò)低時(shí)，可以進(jìn)行重解

不合格基線解算操作：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【基線解算】，選擇【靜態(tài)基線處理設(shè)置】。→進(jìn)入“基線解算設(shè)置”界面，勾選【不合格基線】，設(shè)置相關(guān)項(xiàng)目，點(diǎn)擊【確定】（圖4-15）?！c(diǎn)擊【基線解算】，選擇【重解不合格基線】（圖4-16）。圖4-15

基線解算設(shè)置（不合格基線）圖4-16

重解不合格基線選定基線解算操作：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【網(wǎng)圖顯示】，雙擊某一基線。→進(jìn)入“基線情況”界面，勾選【選中基線】，設(shè)置相關(guān)項(xiàng)目，點(diǎn)擊【解算】，解算該選定基線（圖4-17）。圖4-17

解算選定基線說(shuō)明：一般可以對(duì)截止高度角和歷元間隔進(jìn)行反復(fù)組合設(shè)置，進(jìn)行重新解算以提高基線方差比。反復(fù)組合進(jìn)行解算仍不合格的情況可參考任務(wù)二基線的詳細(xì)解算。活動(dòng)三：重復(fù)基線與閉合環(huán)的檢查待基線解算合格后（少數(shù)幾條基線解算不合格可讓其不參與平差），需進(jìn)行重復(fù)基線和閉合環(huán)的檢查。操作：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊界面左邊的【閉合環(huán)】或【重復(fù)基線】，界面右邊顯示如圖4-18和圖4-19。圖4-18

閉合環(huán)檢查圖4-19

重復(fù)基線檢查說(shuō)明：超限的閉合環(huán)有紅色叉顯示。閉合差、重復(fù)基線如果超限，那么必須剔除粗差基線。點(diǎn)擊“基線簡(jiǎn)表”狀態(tài)欄重新算。根據(jù)基線解算以及閉合差計(jì)算的具體情況，對(duì)一些基線進(jìn)行重新解算，具有多次觀測(cè)基線的情況下可以不使用或者刪除該基線。當(dāng)出現(xiàn)孤點(diǎn)（即該點(diǎn)僅有一條合格基線相連）的情況下，必須野外重測(cè)該基線或者閉合環(huán)

活動(dòng)四：網(wǎng)平差已知數(shù)據(jù)錄入操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)輸入】，選擇【坐標(biāo)數(shù)據(jù)錄入】?！M(jìn)入“錄入已知坐標(biāo)”界面，點(diǎn)擊【請(qǐng)選擇】下拉框，選擇Q007（圖4-20）。圖4-20

錄入已知坐標(biāo)（選擇點(diǎn)）操作1-2：圖4-21界面，點(diǎn)擊Q007【狀態(tài)】項(xiàng)目，選擇【xyH】，分別點(diǎn)擊北向、東向和高程，輸入已知坐標(biāo)，并輸入Q049已知坐標(biāo)，點(diǎn)擊【確定】（圖4-21）。→回到GPSADJ界面，點(diǎn)擊【圖形顯示】，錄入已知坐標(biāo)后，圖形顯示如圖（圖4-22）。圖4-21

錄入已知坐標(biāo)圖4-22

圖形顯示（錄入已知坐標(biāo)后）自動(dòng)處理操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【自動(dòng)處理】（圖4-23）。→自動(dòng)處理結(jié)果顯示如圖4-24。圖4-23

自動(dòng)處理說(shuō)明：基線處理完后進(jìn)行自動(dòng)處理，軟件會(huì)自動(dòng)選擇合格基線組網(wǎng)，進(jìn)行環(huán)閉合差檢驗(yàn)。圖4-24自動(dòng)處理結(jié)果三維平差操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【平差參數(shù)設(shè)置】。→進(jìn)入“平差參數(shù)設(shè)置”界面，可以選擇是否采用T檢驗(yàn)，點(diǎn)擊【確定】（圖4-25）。圖4-25

自動(dòng)處理結(jié)果操作1-2：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【三維平差】（圖4-26）?！瓿扇S平差并生產(chǎn)報(bào)告如圖4-27所示。圖4-27

三維平差報(bào)告圖4-26

三維平差二維約束平差操作：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【二維平差】（圖4-28）?！瓿啥S平差并生產(chǎn)報(bào)告顯示如圖4-29。圖4-28

二維約束平差圖4-29

二維平差報(bào)告高程擬合操作1-1：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【平差參數(shù)設(shè)置】。→進(jìn)入“平差參數(shù)設(shè)置”界面，選擇高程擬合方式及已知點(diǎn)個(gè)數(shù)，點(diǎn)擊【確定】（圖4-30）。圖4-30

平差參數(shù)設(shè)置操作1-2：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【平差處理】，選擇【高程擬合】（圖4-31）?！瓿筛叱虜M合并生產(chǎn)報(bào)告顯示如圖4-32。圖4-31

高程擬合說(shuō)明：三維自由網(wǎng)平差用于內(nèi)部符合精度的檢驗(yàn)，可采用t分布在置信水平接近99.7%時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)二維約束平差與高程擬合后，可查看平差結(jié)果的精度，并與已知點(diǎn)進(jìn)行較差的比較，評(píng)定外部符合精度（具體標(biāo)準(zhǔn)參考規(guī)范）。圖4-32高程擬合報(bào)告活動(dòng)五：成果輸出操作：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊【成果】，可以分別選擇【基線解輸出】、【Rinex輸出】、【平差報(bào)告（文本文檔）】、【網(wǎng)平差成果】輸出相應(yīng)成果（圖4-33）?！敵鰰r(shí)，可進(jìn)行基本的設(shè)置，選擇輸出路徑即可（圖4-34~圖4-36）。圖4-33

成果輸出圖4-34

基線解輸出

圖4-35Rinex與平差報(bào)告（文本文檔）輸出圖4-36

網(wǎng)平差成果輸出任務(wù)小結(jié)介紹了南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理的步驟及流程，按照流程分別講述了GPSADJ軟件的以下幾個(gè)內(nèi)容：新建項(xiàng)目、觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、基線解算、重復(fù)基線與閉合環(huán)的檢查、網(wǎng)平差及成果輸出。任務(wù)考核（1）填寫南方GPSADJ數(shù)據(jù)處理流程圖。圖4-37

南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理流程（2）找出方差比小的同步觀測(cè)邊并填寫下表。注：一般來(lái)說(shuō)，基線在10公里以內(nèi)，基線方差比大于3.0，可認(rèn)為是符合等級(jí)網(wǎng)的測(cè)量要求。如果僅作為加密控制，或者要求較低的情況下亦可以相對(duì)放寬條件，如方差比大于2.0。同步觀測(cè)邊基線方差比（ratio＜3）均方差（rms）表4-1同步觀測(cè)邊檢核3）找出GPS控制網(wǎng)中的重復(fù)基線并填寫下表。表4-2

重復(fù)基線重復(fù)基線△X增量與均值之差(mm)△Y增量與均值之差(mm)△Z增量與均值之差(mm)中誤差基線長(zhǎng)(m)相對(duì)誤差注：對(duì)于不同觀測(cè)時(shí)段的基線邊的互差，應(yīng)小于相應(yīng)級(jí)別規(guī)定精度（

，計(jì)算時(shí)采用外業(yè)測(cè)量時(shí)采用的GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度計(jì)算）；而其中任一時(shí)段的結(jié)果與各時(shí)段平均值之差不能超過(guò)相應(yīng)級(jí)別的規(guī)定精度。（4）找出GPS控制網(wǎng)中同步環(huán)與異步環(huán)并填寫下表。表4-3

同步環(huán)同步環(huán)(環(huán)中點(diǎn))△X(mm)△Y(mm)△Z(mm)△邊長(zhǎng)(mm)環(huán)總長(zhǎng)(m)相對(duì)誤差注：同步環(huán)坐標(biāo)分量以及全長(zhǎng)相對(duì)閉合差的限差規(guī)定參考規(guī)范。表4-4

異步環(huán)異步環(huán)(環(huán)中點(diǎn))△X(mm)△Y(mm)△Z(mm)△邊長(zhǎng)(mm)環(huán)總長(zhǎng)(m)相對(duì)誤差注：非同步觀測(cè)邊所構(gòu)成的閉合圖形（異步環(huán)），各點(diǎn)坐標(biāo)閉合差必須符合一定的要求。BCDE級(jí)各坐標(biāo)分量閉合差（Wx、Wy、Wz）和坐標(biāo)閉合差（Ws）應(yīng)滿足相關(guān)公式要求（

Wx≤3、

Wy≤3Wy≤3、、Ws=

n為閉合環(huán)邊數(shù)，為基線測(cè)量中誤差，單位：mm）。（5）平差后坐標(biāo)及點(diǎn)位精度。表4-5

平差后坐標(biāo)及點(diǎn)位精度點(diǎn)號(hào)(點(diǎn)名)X坐標(biāo)(m)Y坐標(biāo)(m)RMS(mm)dx(mm)dy(mm)備注（6）參數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。表4-6

參數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果參數(shù)數(shù)值備注Dx平移(米)Dy平移(米)Dz平移(米)Rx旋轉(zhuǎn)(秒)Ry旋轉(zhuǎn)(秒)Rz旋轉(zhuǎn)(秒)SF尺度(ppm)（7）高程擬合及精度。表4-7

高程擬合及精度點(diǎn)號(hào)(點(diǎn)名)正常高(高程)大地高Rms(mm)備注任務(wù)擴(kuò)展在南方GPSADJ靜態(tài)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何將其它接收機(jī)廠商的靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，并進(jìn)行處理。任務(wù)目的（1）掌握GPSADJ基線解算的操作步驟及方法；（2）掌握GPSADJ困難基線解算的方法、步驟。任務(wù)分析基線解算是靜態(tài)數(shù)據(jù)處理中關(guān)鍵的一步，是獲得可靠結(jié)果的保證。該任務(wù)依據(jù)影響基線解算的因素，以南方GPSADJ軟件為工具，講述了利用歷元間隔、截止高度角、剔除無(wú)效歷元等手段來(lái)高效解算基線的方法。一般基線解算全部解算后，如有數(shù)目不多的基線不合格，可采取單條解算的方法來(lái)對(duì)這些困難基線進(jìn)行解算，本任務(wù)主要講述單一困難基線的解算。任務(wù)要求（1）掌握確定合適歷元間隔的原則與方法；（2）掌握確定合適的截止高度角的原則與方法；（3）掌握如何剔除無(wú)效歷元的原則與方法。任務(wù)準(zhǔn)備（1）儀器準(zhǔn)備：計(jì)算機(jī)設(shè)備等，能夠保證正常工作使用；（2）軟件準(zhǔn)備：南方GPSADJ軟件；（3）人員準(zhǔn)備：按照實(shí)習(xí)任務(wù)，事先分好小組，輪流操作；（4）記錄準(zhǔn)備：準(zhǔn)備記錄板，本子、筆等學(xué)習(xí)用具。任務(wù)實(shí)施單一困難基線的處理按以下幾個(gè)活動(dòng)進(jìn)行：活動(dòng)一：確定合適的歷元間隔，活動(dòng)二：確定合適的截止高度角，活動(dòng)三：剔除無(wú)效歷元。任務(wù)二：基線詳細(xì)解算確定合適的歷元間隔操作1-1：打開GPSADJ軟件，點(diǎn)擊界面左邊的【基線簡(jiǎn)表】，選擇解算后不合格的基線或方差比小的基線，并右單擊該基線?！M(jìn)入該基線“基線情況”界面（圖4-38）。圖4-38

基線情況（間隔：60秒）說(shuō)明：從圖4-38中看到TH012082-SXCW2082這條基線約有10km，而同步觀測(cè)時(shí)間只有72分鐘，如果使用歷元間隔60秒來(lái)解算，則一共有72個(gè)歷元的數(shù)據(jù)參與解算，我們可看到圖中解算后方差比較低為1.4，沒(méi)達(dá)到成為合格固定雙差解的條件。由于基線越長(zhǎng)，所觀測(cè)的采集時(shí)間也越長(zhǎng)，而我們野外觀測(cè)時(shí)間只有72分鐘，現(xiàn)在可調(diào)整縮小歷元間隔為30秒來(lái)解算，這時(shí)參與計(jì)算的一共有144個(gè)歷元的數(shù)據(jù)，比用歷元間隔60秒來(lái)解算多一倍的數(shù)據(jù)量，這樣可彌補(bǔ)觀測(cè)時(shí)間不足?，F(xiàn)在用30秒間隔來(lái)解算，結(jié)果如圖4-39所示：

圖4-39

基線情況（間隔：30秒）說(shuō)明：上圖可以看出，此時(shí)方差比為1.0，反而比1.4更低，此時(shí)我們可查看基線詳解。操作1-2：

“基線情況”界面，點(diǎn)擊歷元間隔后的【】圖標(biāo)，調(diào)整大小至30秒（圖4-39）?！c(diǎn)擊【解算】并查看基線結(jié)算后的“基線情況”（圖4-39）。操作1-3：GPSADJ軟件界面，點(diǎn)擊界面左邊的【基線簡(jiǎn)表】前的【+】展開，選擇該基線查看基線詳解中的追蹤總結(jié)。圖4-40

基線追蹤總結(jié)說(shuō)明：圖4-40中，數(shù)據(jù)某些時(shí)間段出現(xiàn)周跳或中斷，數(shù)據(jù)量多的同時(shí)也帶進(jìn)了更多的質(zhì)量差的數(shù)據(jù)，這時(shí)又要求縮小歷元間隔。綜上所述確定合適歷元間隔的原則為：1）對(duì)基線同步觀測(cè)時(shí)間較短時(shí)，可縮小歷元間隔，讓更多的數(shù)據(jù)參與解算。同步觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，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(shí)，要增加歷元間隔，這樣可跳過(guò)中斷的數(shù)據(jù)繼續(xù)解算。“基線情況”界面（圖4-39），點(diǎn)擊高度截止角的【】圖標(biāo)，調(diào)整大小至35°?！c(diǎn)擊【解算】并查看基線結(jié)算后的“基線情況”（圖4-41）。圖4-41

基線情況（高度截止角：35°）說(shuō)明：圖4-39的高度截止角設(shè)為25度時(shí)方差比為1.0，改為高度截止角35度時(shí)，如圖4-41，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為：1）當(dāng)基線詳解中查看到衛(wèi)星數(shù)目足