摘要：本文首先介紹了基線向量結(jié)果質(zhì)量的評(píng)定指標(biāo)，然后對(duì)影響基線解算結(jié)果質(zhì)量的因素進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了基線解算結(jié)果質(zhì)量控制措施，最后對(duì)基線解算結(jié)果質(zhì)量的改善方法進(jìn)行了探討。
　　關(guān)鍵詞：GPS論文；基線解算論文；質(zhì)量控制
　　
　　0 引言
　　基線解算階段質(zhì)量控制的目的是為了向后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分析提供合格的基線向量結(jié)果，而基線解算階段質(zhì)量控制的內(nèi)容包括通過一系列的指標(biāo)，對(duì)基線向量結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量差（不合格的基線）和通過數(shù)據(jù)處理手段，提高基線向量結(jié)果的質(zhì)量。
　　為了提高GPS基線解算成果的質(zhì)量，很多技術(shù)人員從不同的角度對(duì)這一問題進(jìn)行了探討，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。本文在總結(jié)基線解算結(jié)果質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)的基礎(chǔ)上，探討了影響基線解算結(jié)果質(zhì)量的因素，并提出了基線解算結(jié)果質(zhì)量控制措施，對(duì)改善GPS數(shù)據(jù)處理質(zhì)量做出了有益的探索。
　　1 基線向量結(jié)果質(zhì)量的評(píng)定指標(biāo)論文
　　1.1相對(duì)指標(biāo)
　　相對(duì)指標(biāo)無法確切判定質(zhì)量合格與否。
　　單位權(quán)方差因子：?jiǎn)挝粰?quán)方差因子又稱為參考因子，在一定程度上反映了觀測(cè)值質(zhì)量的優(yōu)劣。
　　數(shù)據(jù)刪除率：從某一方面反映出了GPS原始觀測(cè)值的質(zhì)量，數(shù)據(jù)刪除率越高，說明觀測(cè)值的質(zhì)量越差。一般要求數(shù)據(jù)刪除率小于10％。
　　RATIO：反映了所確定出的整周未知數(shù)參數(shù)的可靠性，該值總≥1，值越大，可靠性越高。這一指標(biāo)取決于多種因素，既與觀測(cè)值的質(zhì)量有關(guān)，也與觀測(cè)條件的好壞有關(guān)。通常情況下要求RATIO值＞3。
　　RDOP：表明了GPS衛(wèi)星的狀態(tài)對(duì)相對(duì)定位的影響，即取決于觀測(cè)條件的好壞，它不受觀測(cè)值質(zhì)量好壞的影響。
　　RMS：一定程度表明了觀測(cè)值的質(zhì)量，觀測(cè)值質(zhì)量越好，RMS越小，反之，觀測(cè)值質(zhì)量越差，則RMS越大，它不受觀測(cè)條件（觀測(cè)期間衛(wèi)星分布圖形）好壞的影響。
　　1.2 半相對(duì)半絕對(duì)指標(biāo)
　　半相對(duì)半絕對(duì)指標(biāo)可確切判定質(zhì)量是否不合格，卻無法確切判定質(zhì)量是否合格。
　　同步環(huán)閉合差：由于同步觀測(cè)基線間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，從而使得同步環(huán)閉合差在理論上應(yīng)總是為0。實(shí)踐中，只要數(shù)學(xué)模型正確、數(shù)據(jù)處理無誤，即使觀測(cè)值質(zhì)量不好，同步環(huán)閉合差也非常小。如果同步環(huán)閉合差超限，則說明組成同步環(huán)的基線中至少存在1條基線向量是錯(cuò)誤的，但反過來，如果同步環(huán)閉合差沒有超限，還不能說明組成同步環(huán)的所有基線在質(zhì)量上均合格論文。
　　1.3 絕對(duì)指標(biāo)
　　絕對(duì)指標(biāo)可確切判定質(zhì)量合格與否。
　　異步環(huán)閉合差：當(dāng)異步環(huán)閉合差滿足限差要求時(shí)，則表明組成異步環(huán)的基線向量的質(zhì)量是合格的；當(dāng)異步環(huán)閉合差不滿足限差要求時(shí)，則表明組成異步環(huán)的基線向量中至少有1條基線向量的質(zhì)量不合格，要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格，可以通過多個(gè)相鄰的異步環(huán)或重復(fù)基線來進(jìn)行。
　　復(fù)測(cè)基線校差：復(fù)測(cè)基線校差滿足限差要求時(shí)，則表明基線向量的質(zhì)量是合格的；復(fù)測(cè)基線校差不滿足限差要求時(shí)，則表明復(fù)測(cè)基線中至少有1條基線向量的質(zhì)量不合格；要確定出哪些基線向量的質(zhì)量不合格，可以通過多條復(fù)測(cè)基線來判定。
　　2 影響基線解算結(jié)果質(zhì)量的因素
　　GPS測(cè)量屬于空間后方距離交會(huì)，是一種空間三角測(cè)量，可直接確定點(diǎn)的三維坐標(biāo)或點(diǎn)與點(diǎn)之間的三維坐標(biāo)差。因此，所測(cè)幾何距離的質(zhì)量、數(shù)量的分布，是決定所得成果質(zhì)量的關(guān)鍵因素。同時(shí)，采取不同的數(shù)學(xué)模型和算法，對(duì)所取得的結(jié)果質(zhì)量也有非常重要的影響。概括起來，基線解算結(jié)果的質(zhì)量取決于觀測(cè)值的質(zhì)量、觀測(cè)的幾何條件、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)據(jù)處理的模型和方法四方面的因素［4］。
　　2.1 觀測(cè)值的質(zhì)量
　　觀測(cè)值的質(zhì)量主要體現(xiàn)在觀測(cè)值的精度、采樣率、周跳發(fā)生的頻度和多路徑效應(yīng)等幾個(gè)方面。觀測(cè)值的精度是影響基線解算結(jié)果質(zhì)量的潛在因素，包括野外工作失誤（錯(cuò)誤的天線高、錯(cuò)誤的測(cè)站名、對(duì)中誤差），接收機(jī)設(shè)置不一致（同步率、衛(wèi)星的啟用和信用、數(shù)據(jù)格式），以及在不利的條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。理論上，采樣率對(duì)基線解算結(jié)果質(zhì)量的直接影響微乎其微，但采樣率高的觀測(cè)值更有利于探測(cè)周跳。周跳發(fā)生的頻度主要影響部分周跳探測(cè)及處理算法的效果。在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)多路徑效應(yīng)如果比較嚴(yán)重，則觀測(cè)值的改正數(shù)普遍會(huì)比較大。
　　2.2 衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的質(zhì)量論文
　　衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的質(zhì)量指根據(jù)衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)計(jì)算的衛(wèi)星位置和衛(wèi)星真實(shí)位置之間差異的大小。這屬于星歷誤差，GPS提供的是廣播星歷，我們可以利用其中的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)和軌道變化率來推求衛(wèi)星的瞬間位置，作為空間后方交會(huì)已知點(diǎn)位數(shù)據(jù)。差異越小，相當(dāng)于已知點(diǎn)的精度越高，反之，精度越低，直接影響基線解算結(jié)果的質(zhì)量。
　　2.3 數(shù)據(jù)處理的模型和方法
　　數(shù)據(jù)處理的模型和方法包括數(shù)學(xué)模型和算法等多個(gè)方面，數(shù)學(xué)模型又包括函數(shù)模型和隨機(jī)模型。函數(shù)模型的好壞取決于是否能正確處理GPS測(cè)量中的幾何關(guān)系和偏差，而隨機(jī)模型的好壞則取決于能否正確反映觀測(cè)值和先驗(yàn)約束條件的真實(shí)統(tǒng)計(jì)特性。算法方面包括周跳的探測(cè)與修復(fù)、整周未知數(shù)的快速確定和解的穩(wěn)定性等。
　　3 基線解算結(jié)果質(zhì)量控制措施
　　3.1 外業(yè)數(shù)據(jù)的核查
　　在錄入外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行基線解算之前，必須對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的檢查。檢查的項(xiàng)目主要包括測(cè)站名點(diǎn)號(hào)、測(cè)站坐標(biāo)、天線高等，以避免外業(yè)操作時(shí)的誤操作，檢查發(fā)現(xiàn)有誤應(yīng)及時(shí)查明原因，改正后方可進(jìn)行下一步操作。
　　3.2 基線向量處理的設(shè)置論文
　　基線解算前還必須正確設(shè)置控制參數(shù)，用以確定數(shù)據(jù)處理軟件采用何種處理方法來進(jìn)行基線解算，設(shè)定基線解算的控制參數(shù)是基線解算時(shí)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，通過控制參數(shù)的設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)基線的精化處理。主要包括：
　　（1）采樣間隔。根據(jù)基線長(zhǎng)度和觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短，設(shè)置不同的數(shù)據(jù)采樣間隔是解算高質(zhì)量基線的先決條件。一般情況下，對(duì)于短邊且觀測(cè)時(shí)間較短時(shí)，可適當(dāng)縮小采樣間隔，選取5s或者10s的采樣間隔，而對(duì)于長(zhǎng)邊，可適當(dāng)增大采樣間隔，選取60s或者更大的時(shí)間間隔。
　　（2）截止高度角。數(shù)據(jù)處理中截止高度角一般取15°，通常將高度比較低的衛(wèi)星信號(hào)剔除，但截止高度角的設(shè)置要視觀測(cè)站點(diǎn)周圍的環(huán)境情況來決定。進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)衛(wèi)星分布狀況盡可能減小截止高度角，以采集盡量多的數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)。
　　（3）參考衛(wèi)星。在組成雙差觀測(cè)值時(shí)，解算軟件一般會(huì)自動(dòng)選取觀測(cè)數(shù)據(jù)最多、周跳少而且高度角較高的衛(wèi)星作為參考衛(wèi)星。但由于受觀測(cè)條件的影響，軟件的選擇未必最合理，當(dāng)參考衛(wèi)星選取不當(dāng)時(shí)，會(huì)影響基線處理結(jié)果，必須根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)狀況手工重設(shè)參考衛(wèi)星。在重設(shè)參考衛(wèi)星時(shí)，要根據(jù)衛(wèi)星預(yù)報(bào)、野外觀測(cè)記錄、前面基線處理的結(jié)果狀況綜合進(jìn)行選擇。一般選擇觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、殘差較小的衛(wèi)星作為參考衛(wèi)星。
　　（4）粗差容忍系數(shù)。為保證基線精度及網(wǎng)形的連通性須將一些不合格的數(shù)據(jù)當(dāng)作粗差剔除才能進(jìn)行高質(zhì)量的基線解算。觀測(cè)值偏離模型值超過（粗差容忍系數(shù)×RMS）時(shí)，就認(rèn)為這組觀測(cè)值為粗差。這個(gè)系數(shù)太大或者太小都會(huì)影響觀測(cè)數(shù)據(jù)剔除的標(biāo)準(zhǔn)。基線處理時(shí)可采用默認(rèn)的設(shè)置3.5。
　　3.3 基線解算結(jié)果質(zhì)量的改善方法論文
　　（1）基線起點(diǎn)坐標(biāo)不準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)方法。使用坐標(biāo)精度高的點(diǎn)作為起算點(diǎn)，較為準(zhǔn)確的坐標(biāo)可通過與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間單點(diǎn)定位獲取，所有基線從這一點(diǎn)或由該點(diǎn)衍生出的點(diǎn)起算。
　　（2）衛(wèi)星星歷的選擇。GPS衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)有兩種類型：一種是衛(wèi)星信號(hào)提供的廣播星歷，另一種是由某些機(jī)構(gòu)或組織提供的精密星歷。在高精度測(cè)量中，可采用精密星歷進(jìn)行解算。衛(wèi)星星歷誤差對(duì)單點(diǎn)定位和相對(duì)定位的影響方式是不一樣的，因此可采用相對(duì)定位方式來獲取高精度的相對(duì)量，再配合高精度的起始點(diǎn)坐標(biāo)提高定位精度。
　　4 結(jié)語
　　基線解算是GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到后續(xù)網(wǎng)平差的精度，從而影響GPS控制網(wǎng)的解算。本文針對(duì)基線解算質(zhì)量問題進(jìn)行了研究，探討了衡量基線向量結(jié)果質(zhì)量的方法和影響基線解算結(jié)果質(zhì)量的因素，并給出了基線解算結(jié)果質(zhì)量控制的措施。但GPS基線解算結(jié)果質(zhì)量控制是一個(gè)很復(fù)雜的問題，本文并未從數(shù)學(xué)角度作出分析，留待進(jìn)一步的研究。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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