【doc】无约束静态GPS网三维坐标平差成果的精度

【doc】无约束静态GPS网三维坐标平差成果的精度 无约束静态GPS网三维坐标平差成果的精 度 第2卷第5期 2011年9月 矿产勘查 MINERALEXPLORATION V0I_2No.5 September,2011 无约束静态GPS网三维坐标平差成果的精度 裴毓铁,马熹肇,魏永强.,马小计 (1.长春市国土测绘院,长春130012;2.北京中色测绘院有限公司,北京100012; 3.长春工程学院勘查与测绘工程学院,长春130012) 摘要在静态GPS控制网平差中,数据处理软件通常附带给出各点在WGS84坐标参考框架下无约束的空间直 角坐标平差结果,且精度极高.有些用户就将此成果作为WGS84坐标使用.为了验证此成果的实际精 度,利用1个E级试验网,获取各点在WGS84坐标参考框架下无约束及有约束的空间直角坐标平差结 果.两种坐标平差结果的比较表明,各点平均在x,Y,z方向分别差6.333m,15.201m,6.635m,证明无 约束平差获得的点位的WGS84坐标精度,仅相当于手持机测量的点位WGS84坐标精度. 关键词GPS网无约束平差有约束平差精密单点定位 中图分类号:P623.3文献标识码:A文章编号:1674—7801(2011)05一O6l6一o3 静态GPS网三维坐标平差分为无约束的三维 坐标平差和有约束的三维坐标平差,无约束的三维 网坐标平差通常是以WGS84坐标框架下网中某点 的GPS伪距定位结果作为位置基准,再通过平差后 的GPS基线向量传算得到网中其他点的三维坐标, 且给出的点位精度极高.对于不了解GPS网三维 坐标平差原理的用户,在测区内无已知GPS坐标点 可利用的情况下,将无约束的三维网平差的坐标成 果作为WGS84坐标框架下的高精度坐标成果使用 是可以理解的.但这些点的三维坐标的真实精度如 何,抛开理论上的叙述,本文通过实验数据予以说 明. 1GPS实验网及外业观测简介 1.1实验网简介 实验网位于吉林省长春市,北至隆礼路,南至紫 金花饭店,西至新民广场,东至亚泰大街,共有11个 点组成.最短边长451.9m,最长边长】76}.9m, 平均边长1013.6m,网形结构如图1所示. 图1实验网点布设图 1.2外业观测 使用双频GPS接收机,依照E级网的观测技术 要求进行观测.除H,F点的观测时间为7h外,其 余点观测50min. 2数据处理与 2.1精密单点定位 利用H,F点的7h的GPS观测数据,北京,长 [收稿日期】2011—07—14 【第一作者简介]裴毓铁,男,1956年生,1978年毕业于天津轻工业学院,高级工程师, 主要从事国土测绘生产和研究工作. 6l6 第2卷第5期裴毓铁等:无约束静态GPS网三维坐标平差成果的精度 春,韩国3个IGS跟踪站的与H,F点观测同步的钟 差等产品和LGO软件进行解算,获得H,F点的单 点定位坐标及精度见表1. 2.2无约束平差 以A点的伪距定位坐标作为固定网点坐标的 起算数据,利用南方测绘公司提供的GPS解算软件 进行解算,得到各点平差后的WGS84坐标及其精度 见表2. 2.3约束平差 以精密单点定位的H,F点为已知点,利用南方 测绘公司提供的GPS软件进行约束平差,得到各点 平差后的WGS84坐标及其精度(表3). 2.4两种平差成果的比较 有约束坐标平差成果与无约束的平差坐标成果 的差值见表4. 表1单点定位坐标成果及精度 表2无约束平差后的WGS84坐标及其精度 表3约束平差后的WGS84坐标及其精度 617 矿产勘查2011链 表4约束平差坐标与无约束平差坐标的差值于手持机测量的精度. 从表4看出,约束三维坐标平差成果与无约束 三维坐标平差成果相比,各点在,y,z轴方向的差 值分别为:一6.277一一6.333m,15.103,15.200 in,6.514—6.25nl,其点位差为17.605,17.753m. 由此可见,无约束三维坐标平差成果的精度仅相当 Theprecisionofthea 3结论 一 般GPS数据处理软件给出的GPS网三维坐 标平差成果中,无约束的三维坐标平差成果通常是 以WGS84坐标框架下网中某点的GPS伪距定位结 果作为位置基准,再通过平差后的GPS基线向量传 算得到网中其他点的三维坐标的,各点三维坐标的 精度仅相当于手持机测量的精度,不能作为WGS84 坐标框架下的高精度坐标成果使用. [2] [3] [4] 参考文献 黄劲松.GPS测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版 社.2008. 白征东,刘大杰.GPS网3维平差软件的编程方法[J].测绘通 报,1999,(12):30—33. 李辉.高精度GPS控制网的优化研究[D].北京交通 大学,2009.6. 邢树亭,陈守才.长基线GPS数据处理和精度分析[J].中国 煤田地质,1998,(10):36—38. ustmentresultofthree——dimensional coordinatesinfree——adjustmentstaticGPScontrolnets PEIYu—tie,MAXi—zhao,WEIYong—qiang. ,MAXiao—ji (1.1nstitutChangchunlandsuerveyingandmapping,Changchun130012; 2.BengCNNClnstitudeofSurveyingandMappingCo.,Ltd.Being100012; 3.Schoolofprospectingandsuerveying,ChangchunInstituteofTechnology,Changchun13 0012) Abstract:IntheadjustmentofstaticGPScontrolnets,thefree— adjustmentresultsofpointsspacialrectangularcoordinates undertheWGS84coordinatereferenceframearegivenbythedataprocessingsoftwareinpare nthesis,andtheirprecisionisveryhigh. TheyareusedastheWGS84coordinatebysomeusers.Toverifytheirpracticalprecision,anE—classtestnetworkisused,andthe twokindsofresultsofthepointsspacialrectangularcoordinatesundertheWGS84coordinatereferenceframearegainedbyfree—ad- justmentandcontainedadjustment.Comparingthetwokindsofcoordinatesofthepoints,itisindicatedthattheaverageD—valuesare 6.333m,15.201m,6.635montheXdirection,YdirectionandZonerespectively,anditisprovedthattheprecisionofthepoints WGS84coordinatesobtainedbyfree— adjustmentonlyamountstotheoneofthepointsWGS84coordinatesmeasuredbypocketGPS. Keywords:GPSnetwork;free— adjustment;containedadjustment;precisepointpositioning 618