GPS网平差

GPS网平差

进行GPS网平差的目的主要有三个：

（1）消除由观测量和已知条件中存在的误差所引起的GPS网在几何上的不一致。包括闭合环闭合差不为0；复测基线较差不为0；通过由基线向量所形成的导线，将坐标由一个已知点传算到另一个已知点的符合差不为0等。通过网平差，可以消除这些不一致。

（2）改善GPS网的质量，评定GPS网的精度。通过网平差，可得出一系列可用于评估GPS网的精度指标，如观测值改正数、观测值验后方差等等。结合这些精度指标，还可以设法确定出可能存在粗差或质量不佳的观测值，并对它们进行相应的处理，从而达到改善网的质量的目的。

（3）确定GPS网中点在指定参照系下的坐标以及其他所需参数的估值。

通常，无法通过某个单一类型的网平差过程来达到上述三个目的，而必须分阶段采用不同类型的网平差方法。根据进行网平差时所采用的观测量和已知条件的类型和数量，可将网平差分为最小约束平差/自由网平差、约束平差和联合平差三种类型。这三种类型网平差除了都能消除由于观测值和已知条件所引起的网在几何上的不一致外，还具有各自不同的功

能。无约束平差能够被用来评定网的内符合精度和探测处理粗差，而约束平差和联合平差则能够确定点在制定参照系下的坐标。

根据进行平差时所采用坐标系的类型，GPS网平差还可以分为三维平差和二维平差。

在使用数据处理软件进行GPS网平差时，需要进行以下四个步骤：

1、基线向量提取 2、三维无约束平差

3、约束平差/联合平差 4、质量分析与控制 基线向量提取：

要进行GPS网平差，首席必须提取基线向量，构建GPS基线向量网。提取基线向量时，需要遵循以下几项原则：

（1）必须选取相互独立的基线，若选取了不相互独立的基线，则平差结果会与真实的情况不相符合。

（2）所选取的基线应构成闭合的几何图形。

（3）选取质量好的基线向量，基线质量好坏可以依据RMS、RDOP、Ratio、同步环闭合差、异步环闭合差及重复基线较差来判定。

（4）选取能构成边数较少的异步环的基线向量。

（5）选取边长较短的基线向量。三维无约束平差

GPS网的最小约束平差/自由网平差中所采用的观测量完全为GPS基线向量，平差通常在与基线向量相同的地心地固系下进行。在平差进行过程中，最小约束平差除了引入一个提供位置基准信息的起算点坐标外，不再引入其他的外部起算数据，而自由网平差则不引入任何外部起算数据。它们之间的一个共性就是都不引入会使GPS网的尺度和方位发生变化的起算数据，而这些起算数据将影响网的几何形状，因而有时又将这两种类型的平差统称为无约束平差。这种通过一个起算点坐标来提供GPS网位置基准的无约束平差，常常又被称为最小约束平差。

由于在GPS网的无约束平差中，GPS网的几何形状完全取决

于GPS基线向量，而与外部起算数据无关，因此，GPS网的无约束平差结果实际上也完全取决于GPS基线向量。所以，GPS网的无约束平差结果质量的优劣，以及在平差过程中所反映出得观测值间几何不一致性的大小，都是观测值本身质量的真实反映。由于GPS网无约束平差的这一特点，一方面，通过GPS网无约束平差所得到的GPS网的精度指标被作为衡量GPS网内符合精度的指标，另一方面，通过GPS网无约束平差所反映出得观测值的质量，又被作为判断粗差观测值及进行相应处理的依据。

由此可见，无约束平差主要达到以下两个目的：（1）根据无约束平差的结果，

在所构成的GPS网中是否有粗差基线。如发现含有粗差的基线则需要进行相应的处理。必须使得最后用于构网的所有基线向量均满足质量要求。（2）调整各基线向量观测值的权，使得它们相互匹配。

无约束平差的流程如下：

（1）选取作为网平差时的观测值的基线向量。