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传统控制网建立的数据处理主要包括基线解算与基线网平差两步。先利用基线解算软件求解基线向量及其协方差阵,然后利用控制网平差软件通过基准约束和坐标变换等过程对控制网进行平差处理。当前采用GNSS技术建立控制网主要存在以下问题:(1)基线解算和网平差分步进行,且通常是采用单基线解算模式,在网平差处理中并没有引入基线之间的随机信息;(2)即使基线解算软件能给出基线之间的相关性,平差软件依然忽略基线间的随机相关性,将原本相关的基线视为独立基线处理,导致平差坐标的验后精度虚假偏高;(3)PPP技术已经比较成熟,而现阶段工程控制网的建立大部分采用基线联测的方式,需事先设计观测方案且投入大量的人力和仪器设备。
本文研究高精度GNSS基线解算及控制网平差理论与算法,尤其对于控制网平差过程中,忽略基线间随机相关性导致验后精度虚假偏高的问题进行了深入的探讨分析。本文的主要研究内容如下:
(1)基于Bernese软件进行二次开发,依据其Bernese基线网解流程,调用数据格式转换、数据预处理以及参数估计等相关程序,实现基线解算功能。在保证其高精度和可靠性的前提下,增强其可操作性。
(2)从基线网解后的测站坐标及随机信息出发,对基线向量及其方差-协方差信息提取、基线向量去相关变换进行了系统的阐述,最后研究了控制网平差模型的基准问题,以及不同基准间平差结果的转换。
(3)针对传统GNSS工程控制网建立中联测方案复杂、消耗大量人力和财力、传统控制网平差软件忽略基线间相关性导致平差验后点位精度偏高的问题,提出了采用PPP技术、考虑基线间随机相关性来建立高精度控制网的理论。首先计算所有网点的PPP坐标,并以此构造基线网及其方差-协方差矩阵,采用去相关策略对基线网先去相关处理再平差的思想,求得较客观的验后点位精度。
(4)集成以上研究理论与算法,基于Bernese基线网解模块、自主开发的PPP软件模块、以及TGPPS平差软件,开发了基线解算以及顾及基线网相关性的GNSS基线解算与网平差一体化软件(TongjiGeomaticOffice,以下简称ToGO),并通过实验验证了算法的有效性和软件可用性。
本文研究高精度GNSS基线解算及控制网平差理论与算法,尤其对于控制网平差过程中,忽略基线间随机相关性导致验后精度虚假偏高的问题进行了深入的探讨分析。本文的主要研究内容如下:
(1)基于Bernese软件进行二次开发,依据其Bernese基线网解流程,调用数据格式转换、数据预处理以及参数估计等相关程序,实现基线解算功能。在保证其高精度和可靠性的前提下,增强其可操作性。
(2)从基线网解后的测站坐标及随机信息出发,对基线向量及其方差-协方差信息提取、基线向量去相关变换进行了系统的阐述,最后研究了控制网平差模型的基准问题,以及不同基准间平差结果的转换。
(3)针对传统GNSS工程控制网建立中联测方案复杂、消耗大量人力和财力、传统控制网平差软件忽略基线间相关性导致平差验后点位精度偏高的问题,提出了采用PPP技术、考虑基线间随机相关性来建立高精度控制网的理论。首先计算所有网点的PPP坐标,并以此构造基线网及其方差-协方差矩阵,采用去相关策略对基线网先去相关处理再平差的思想,求得较客观的验后点位精度。
(4)集成以上研究理论与算法,基于Bernese基线网解模块、自主开发的PPP软件模块、以及TGPPS平差软件,开发了基线解算以及顾及基线网相关性的GNSS基线解算与网平差一体化软件(TongjiGeomaticOffice,以下简称ToGO),并通过实验验证了算法的有效性和软件可用性。