GPS基线解算及质量评定

一、基线解算的类型

1．单基线解

定义：当有台gps接收机进行了一个时段的同步观测后，每两台接收机之间就可以形成一条基线向量，共有条同步观测基线，其中最多可以选出相互独立的条同步观测基线，至于这条独立基线如何选取，只要保证所选的条独立基线不构成闭和环就可以了。这也是说，凡是构成了闭和环的同步基线是函数相关的，同步观测所获得的独立基线虽然不具有函数相关的特性，但它们却是误差相关的，实际上所有的同步观测基线间都是误差相关的。

单基线解算：就是在基线解算时不顾及同步观测基线间误差相关性，对每条基线单独进行解算。特点：单基线解算的算法简单，但由于其解算结果无法反映同步基线间的误差相关的特性，不利于后面的网平差处理，一般只用在普通等级GPS网的测设中。

2．多基线解

定义：与单基线解算不同的是，多基线解算顾及了同步观测基线间的误差相关性，在基线解算时对所有同步观测的独立基线一并解算。

特点：多基线解由于在基线解算时顾及了同步观测基线间的误差相关特性，因此，在理论上是严密的。

二、基线解算结果的质量评定指标

单位权方差因子

观测值的RMS-均方根误差

数据删除率

定义：在基线解算时，如果观测值的改正数大于某一个阈值时，则认为该观测值含有粗差，则需要将其删除。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。

实质：数据删除率从某一方面反映出了GPS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。

RATIO

定义：RATIO值为在采用搜索算法确定整周未知数参数的整数值时，产生次最小的单位权方差与最小的单位权方差的比值。

实质：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。

RDOP

定义：所谓RDOP值指的是在基线解算时待定参数的协因数阵的迹（　）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了，而观测条件又是时间的函数，因此，实际上对与某条基线向量来讲，其RDOP值的大小与观测时间段有关。

实质：表明了GPS卫星的状态对相对定位的影响，即取决于观测条件的好坏，它不受观测值质量好坏的影响。

同步环闭合差

定义：同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。

实质：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的，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。

异步环闭合差

定义：由独立基线所组成的闭合环称为异步闭合环，简称异步环。异步环的闭合差称为异步环闭合差。

实质：当异步环闭合差满足限差要求时，则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来进行。

重复基线较（互）差

定义：不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是所谓重复基线。这些观测结果之间的差异，就是重复基线较（互）差。

实质：当重复基线较（互）差满足限差要求时，则表明这些基线向量的质量是合格的；否则，则表明这些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，可以通过多重条件进行。

三、影响基线解算结果的主要因素及应对方法

基线解算时所设定的起点坐标不准确（设定较准确的起点坐标，采用同一点或同一点的衍生点起算）

少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法准确确定（剔除观测时间太短的卫星）

在整个观测时段里，有个别时间段或个别卫星周跳太多，致使周跳无法完全修复（剔除周跳多的卫星，截去周跳多的时间段）

在观测时段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大（剔除受多路径影响严重的观测值）

对流层折射或电离层折射影响太大（模型改正、采用Iono-Free观测值）（无电离层影响组合观测值）

判别及应对方法：

判别:通过卫星的可见性图和残差图来判别。

应对方法：提供较准确的起点坐标、删卫星和截取时间段。

基线解算时常需修改的参数：

参与数据处理的特定时间段的观测值

截止高度角

观测值类型

星历类型

Ratio值限值

电离层折射改正

对流层折射改正