理论教育 《GNSS定位测量技术》

《GNSS定位测量技术》

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了获得较好的基线解算结果,必须准确地确定出整周未知数的整数值。式中,也被称为均方根误差RMS。而它的实质是从某一方面反映出了GNSS原始观测值的质量。依照数理统计的理论,观测值误差落在1.96倍RMS的范围内的概率是95%。

《GNSS定位测量技术》

一、基线解算过程

基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程,平差所采用的观测值主要是双差观测值。在基线解算时,平差要分三个阶段进行:

第一阶段,进行初始平差,解算出整周未知数参数和基线向量的实数解(浮动解);

第二阶段,将整周未知数固定成整数;

第三阶段,将确定了的整周未知数作为已知值,仅将待定的测站坐标作为未知参数,再次进行平差解算,解求出基线向量的最终解——整数解(固定解)。

1.初始平差

根据双差观测值的观测方程(需要进行线性化),组成误差方程,然后组成法方程,求解待定的未知参数及其精度信息,其结果为

通过初始平差,所解算出的整周未知数参数 NX本应为整数,但由于观测值误差、随机模型和函数模型不完善等原因,使得其结果为实数,因此,此时与实数的整周未知数参数对应的基线解被称作基线向量的实数解或浮动解。

为了获得较好的基线解算结果,必须准确地确定出整周未知数的整数值。

2.整周未知数的确定

确定整周未知数的整数值的方法有很多种,目前所采用的方法基本上是以下面将要介绍的搜索法为基础的。搜索法的具体步骤如下:

(1)根据初始平差的结果,分别以中的每一个整周未知数为中心,以它们中误差的若干倍为搜索半径,确定出每一个整周未知数的一组备选整数值。

(2)从上面所确定出的每一个整周未知数的备选整数值中一次选取一个,组成整周未知数的备选组,并分别以它们作为已知值,代入原基线解算方程,确定出相应的基线解:

(3)从所解算出的所有基线向量中选出产生单位权中误差最小的那个基线向量结果,作为最终的解算结果,这就是所谓的基线向量整数解(或称固定解)。

式中,也被称为均方根误差RMS。(www.daowen.com)

不过当出现以下情况时,则认为整周未知数无法确定,而无法求出该基线向量的整数解。

式中,置信水平为1 α-时的F分布的接受域,其自由度为f和f0称为RATIO值。

3.确定基线向量的固定解

当确定了整周未知数的整数值后,与之相对应的基线向量就是基线向量的整数解。

二、基线解算阶段的质量控制指标

(1)单位权方差因子:又称为参考因子。

(2)数据删除率:在基线解算时,如果观测值的改正数大于某一个阈值,则认为该观测值含有粗差,需要将其删除。被删除观测值的数量与观测值的总数的比值,就是所谓的数据删除率。而它的实质是从某一方面反映出了GNSS原始观测值的质量。数据删除率越高,说明观测值的质量越差。

(3)RATIO:反映了所确定出的整周未知数参数的可靠性,这一指标取决于多种因素,既与观测值的质量有关,也与观测条件的好坏有关。

(4)RDOP:在基线解算时,待定参数的协因数阵的迹tr(Q)的平方根,即。RDOP值的大小与基线位置和卫星在空间中的几何分布及运行轨迹(即观测条件)有关,当基线位置确定后,RDOP值就只与观测条件有关,而观测条件又是时间的函数。因此,实际上对于某条基线向量来讲,其RDOP值的大小与观测时间段有关。

(5)RMS:均方根误差(Root Mean Square)。它表明了观测值的质量,观测值质量越好,RMS越小。依照数理统计的理论,观测值误差落在1.96倍RMS的范围内的概率是95%。

(6)同步环闭合差:由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。由于同步观测基线间具有一定的内在联系,从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0,如果同步环闭合差超限,则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的;但反过来,如果同步环闭合差没有超限,还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。

(7)异步环闭合差:不是完全由同步观测基线组成的闭合环称为异步环,异步环的闭合差称为异步环闭合差。当异步环闭合差满足限差要求时,表明组成异步环的基线向量的质量是合格的;当异步环闭合差不满足限差要求时,则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格,要确定出哪些基线向量的质量不合格,可以通过多个相邻的异步环或重复基线进行筛选。

(8)重复基线较差:不同观测时段对同一条基线的观测,称为重复基线。这些观测结果之间的差异,就是重复基线较差。

应用时,RATIO、RDOP和RMS这几个质量指标只具有某种相对意义,它们数值的高低不能绝对地说明基线质量的高低。若RMS偏大,则说明观测值质量较差;若RDOP值较大,则说明观测条件较差。

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