在网平差阶段,将基线解算所确定的基线向量作为观测值,将基线向量的验后方差-协方差阵作为确定观测值的权阵,同时,引入适当的起算数据,进行整网平差,确定网中个点的坐标。
在实际应用中,往往还需要将WGS-84坐标系统中的平差结果按用户需要进行坐标系统的转换,或者与地面网进行联合平差,确定GNSS网与经典地面网的转换参数,改善已有的经典地面网。
1.GNSS网平差的目的
在GNSS网的数据处理过程中,基线解算所得的基线向量仅能确定GNSS网的几何形状,但却无法提供最终网中各点的绝对坐标所需的绝对坐标基准。在GNSS网平差中,通过起算点坐标可以达到进入绝对基准的目的。不过这不是GNSS网平差的唯一目的,总结起来GNSS网平差的目的主要有3个:
①消除由观测值和已知条件中所存在的误差而引起的GNSS网在几何条件上的不一致。例如闭合环的闭合差不为0、复测基线较差不为0、由基线向量形成的附和导线闭合差不为0等。通过网平差可以消除这些不符值。
②改善GNSS网的质量,评定GNSS网的精度。通过网平差,我们可以获得一系列可以用于评估GNSS网精度的指标,如观测值改正数、观测值验后方差、观测值单位权方差、相邻点距离中误差、点位中误差等。结合这些精度指标,还可以设法确定出可能存在的粗差或者质量不佳的观测值,并对其进行相应的处理,从而达到改善网的质量的目的。
③确定GNSS网中点在指标参考系下的坐标以及其他所需参数的估值。在网平差过程中,通过引入起算数据如已知点、已知边长、已知方向等,可最终确定出点在指定参考系下的坐标及其他一些参数,如基准转换参数等。
2.GNSS网平差的类型
根据GNSS网平差时所采用的观测量和已知条件的类型、数量,通常GNSS网平差分三维无约束平差、约束平差和联合平差三种模型。
(1)三维无约束平差(www.xing528.com)
GNSS网的三维无约束平差是在WGS-84三维空间直角坐标系下进行的,指的是在平差时不引入会造成GNSS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。常见的GNSS网的无约束平差,一般是在平差时没有起算数据或没有多余的起算数据。
(2)三维约束平差
约束平差所采用的观测量也完全是GNSS基线向量,但与无约束平差不同的是平差中引入了国家大地坐标系或者地方坐标系的某些点的固定坐标、固定边长及固定方位为网的基准,将其作为平差中的约束条件,并在平差计算中考虑GNSS网与地面网之间的转换参数。
(3)三维联合平差
GNSS网的联合平差一般是在某一个地方坐标系下进行的,平差所采用的观测量除了GNSS基线向量外,有可能还引入了常规的地面观测值,这些常规的地面观测值包括边长观测值、角度观测值、方向观测值等; 平差所采用的起算数据一般为地面点的三维大地坐标,除此之外,有时还加入了已知边长和已知方位等作为起算数据。工程中通常采用联合平差。
3.GNSS网平差的流程
在GNSS网平差中,通过起算点坐标可以达到引入绝对基准的目的。在GNSS控制网的平差中,是以基线向量及协方差为基本观测量的。通常采用三维无约束平差、三维约束平差及三维联合平差三种平差模型。各类型的平差具有各自不同的功能,必须分阶段采用不同类型的网平差方法。基线向量网平差的流程如图4.4所示。
图4.4 GPS网平差流程
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