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摘要：GPS控制网因其高效性、便利性、高精度而受广泛的应用，而GPS基线作为组成GPS控制网的基础，GPS基线解算的质量水平直接影响着GPS控制网的质量。本文主要介绍GPS基线解算的质量控制指标，影响基线解算的因素及精化处理方法。
关键词：GPS；基线解算；精化处理
引 言
GPS基线向量表示了各测站间的一种位置关系，即测站与测站间的坐标增量。GPS基线向量与常规测量中的基线是有区别的，常规测量中的基线只有长度属性，而GPS基线向量则有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GPS基线向量是GPS同步观测的直接结果，也是进行GPS网平差，获取最终点位的观测值。
影响GPS基线解算的因素，包括观测过程中的影响以及解算过程中的影响两方面。本文从这两方面介绍如何减少不利因素，以提高基线解算的精度和准确度。
基线解算流程
2 基线观测过程中不利因素
（1）GPS点的位置不当。点位应选在质地坚硬、稳固可靠的地方，视野开阔，高度角在15度以上的范
围内应无障碍物；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体，否则GPS卫星会因无法完整的接收到信号而影响观测质量。
（2）观测时间短，导致与该卫星有关的整周未知数无法准确确定。基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值。如果整周未知数无法准确确定将无法进行最终的基线解算，解求出基线向量的最终解-固定解。
（3）卫星的位置状态不佳。GPS定位技术的原理为后方交会定位，要将获得精确的定位，参与定位的GPS卫星，需满足一定的空间位置条件。
（4）存在未探测出或未正确修复的周跳。
（5）多路径效应。
（6）对流层或电离层折射影响过大
3 基线解算过程中的不利因素
（1）基线解算时所设定的起点坐标不准确。基线解算时，先选某个点的观测值做为起点，该点通过基线向量与其它的观测值相连接，通过基线的向量分量计算其它观测点的坐标，起点的正确性决定了其它观测点的正确性。
（2）基线解算方案不准确。根据基线长度、GPS观测的频段GPS基线的解算方案可分为L1、L2、LC、LN 窄波、LW 宽波等。通常情况下，基线解算软件会自动选择解算方案，但特殊情况下，如超长基线时应手动选择最佳方案，以获取基线的最优解算值。
（3）卫星高度截止角，时段选取，历元间隔，参考卫星选择不准确。一般软件初始的卫星高度截止角为20度，通常是能滿足基线解算要求的；但如果当卫星观测条件不是很理想时就是适当调整；高度角大时，参与解算卫星数量减少，同时受地面多路径影响较小；高度角小时，参与解算卫星数量减多，同时受地面多路径影响较大。时段的选取也与卫星观测条件有关，应选取卫星空间位置关系好，卫星信号最优的时段参加基线解算。
4 基线解算的质量控制指标
（1）观测值残差的均方根 RMS，RMS反映了观测值的内符合精度，当RMS较小时，观测值的质量相对较好。
（2）数据剔除率
由于观测值质量好坏受多种因素的影响，既包括人为因素，又包括外界环境因素，因此不可避免的会有粗差的存在。为了检测粗差，通常设定某个值做为标准，当观测值误差超过该值时认定为粗差，此时该观测值不能参与解算，需从数据库中剔除。剔除数据与全部观测数据之比即为数据剔除率。
数据剔除率反映了观测数据的总体质量情况，当数据剔除率较大时，认为此批观测数据整体质量较差。为保证观测数据的质量，测量技术规范一般规定，同一时段观测值的数据剔除率应小于10%。
（3）比率 Ratio
Ratio 值反映了所确定出的整周模糊度参数的可靠性，该值始终≥1。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。通常要求Ratio≥3。
（4）环闭合差
环闭合差包括同步环闭合差和异步环闭合差。
同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合差。同步环闭合差反映的是同步基线间的相当精度，理论上应该为0，如果同步环闭合差过大，则说明组成同步环的基线中有一条基线是不合格的。
不是完全由同步观测基线组成的闭合环称为异步环，异步环的闭合差称为异步环闭合差。当异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环向量的质量是合格的。
（5）重复观测基线较差
不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是重复基线，这些观测结果之间的差异，就是重复观测基线较差，当它满足限差要求时说明基线合格。
5 影响基线解算结果的因素及精化处理方法
分析影响基线解算结果的基本因素，给出了相应的精化处理方法。
（1）少数卫星观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法确定。精化处理方法：直接删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，以保证基线解算结果的质量。
（2）存在未探测出或未正确修复的周跳。精化处理方法：删除周跳严重的时间段。判断这类问题可以通过卫星的信噪比曲线查看。
（3）多路径效应。多路径效应往往造成观测值残差较大，可以通过缩小编辑因子的方法剔除，一般设在2.5-3.5之间；也可以直接删除多路径效应严重的时段或卫星。
（4）对流层或电离层折射影响过大。通常采用提高卫星截止高度角和选择不同的观测组合方案来提高质
（5）参考卫星选取不适当。解算软件一般会自动选取观测数据多、周跳最少且高度角较高的卫星作为参考卫星，但受观测条件的影响，软件的选择未必合理。当参考卫星选择不合理时，也会影响基线解算的质量，必须根椐卫星预报、野外观测记录和卫星的可见星图，手动重设观测时间长、残差小的卫星作为参考卫星。
6 结论
基线解算的质量直接影响着后续平差处理的结果和精度，依据基线解算的质量控制指标及时发现问题，并依据实际情况采取措施，确保野外观测质量。
如果基线解算质量不合格，通过精化处理方法重新解算可以得到质量合格的基线解算结果，以减少野外返工。
参考文献：
[1] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].2.武汉：武汉大学出版，2010.
[2] 王国祥.GPS基线解算与质量控制[J].铁道勘察，2005（6）：7-10.
[3] 张 伟.GPS基线解算的优化处理[J].山东煤炭科技，2010（3）：160-161.
[4] 张亚东.GPS基线解算的质量控制和优化处理[J].全球定位系统，2012（4）：27-28.
关键词：GPS；基线解算；精化处理
引 言
GPS基线向量表示了各测站间的一种位置关系，即测站与测站间的坐标增量。GPS基线向量与常规测量中的基线是有区别的，常规测量中的基线只有长度属性，而GPS基线向量则有长度、水平方位和垂直方位等三项属性。GPS基线向量是GPS同步观测的直接结果，也是进行GPS网平差，获取最终点位的观测值。
影响GPS基线解算的因素，包括观测过程中的影响以及解算过程中的影响两方面。本文从这两方面介绍如何减少不利因素，以提高基线解算的精度和准确度。
基线解算流程
2 基线观测过程中不利因素
（1）GPS点的位置不当。点位应选在质地坚硬、稳固可靠的地方，视野开阔，高度角在15度以上的范
围内应无障碍物；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体，否则GPS卫星会因无法完整的接收到信号而影响观测质量。
（2）观测时间短，导致与该卫星有关的整周未知数无法准确确定。基线解算的过程实际上主要是一个平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值。如果整周未知数无法准确确定将无法进行最终的基线解算，解求出基线向量的最终解-固定解。
（3）卫星的位置状态不佳。GPS定位技术的原理为后方交会定位，要将获得精确的定位，参与定位的GPS卫星，需满足一定的空间位置条件。
（4）存在未探测出或未正确修复的周跳。
（5）多路径效应。
（6）对流层或电离层折射影响过大
3 基线解算过程中的不利因素
（1）基线解算时所设定的起点坐标不准确。基线解算时，先选某个点的观测值做为起点，该点通过基线向量与其它的观测值相连接，通过基线的向量分量计算其它观测点的坐标，起点的正确性决定了其它观测点的正确性。
（2）基线解算方案不准确。根据基线长度、GPS观测的频段GPS基线的解算方案可分为L1、L2、LC、LN 窄波、LW 宽波等。通常情况下，基线解算软件会自动选择解算方案，但特殊情况下，如超长基线时应手动选择最佳方案，以获取基线的最优解算值。
（3）卫星高度截止角，时段选取，历元间隔，参考卫星选择不准确。一般软件初始的卫星高度截止角为20度，通常是能滿足基线解算要求的；但如果当卫星观测条件不是很理想时就是适当调整；高度角大时，参与解算卫星数量减少，同时受地面多路径影响较小；高度角小时，参与解算卫星数量减多，同时受地面多路径影响较大。时段的选取也与卫星观测条件有关，应选取卫星空间位置关系好，卫星信号最优的时段参加基线解算。
4 基线解算的质量控制指标
（1）观测值残差的均方根 RMS，RMS反映了观测值的内符合精度，当RMS较小时，观测值的质量相对较好。
（2）数据剔除率
由于观测值质量好坏受多种因素的影响，既包括人为因素，又包括外界环境因素，因此不可避免的会有粗差的存在。为了检测粗差，通常设定某个值做为标准，当观测值误差超过该值时认定为粗差，此时该观测值不能参与解算，需从数据库中剔除。剔除数据与全部观测数据之比即为数据剔除率。
数据剔除率反映了观测数据的总体质量情况，当数据剔除率较大时，认为此批观测数据整体质量较差。为保证观测数据的质量，测量技术规范一般规定，同一时段观测值的数据剔除率应小于10%。
（3）比率 Ratio
Ratio 值反映了所确定出的整周模糊度参数的可靠性，该值始终≥1。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。通常要求Ratio≥3。
（4）环闭合差
环闭合差包括同步环闭合差和异步环闭合差。
同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合差。同步环闭合差反映的是同步基线间的相当精度，理论上应该为0，如果同步环闭合差过大，则说明组成同步环的基线中有一条基线是不合格的。
不是完全由同步观测基线组成的闭合环称为异步环，异步环的闭合差称为异步环闭合差。当异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环向量的质量是合格的。
（5）重复观测基线较差
不同观测时段，对同一条基线的观测结果，就是重复基线，这些观测结果之间的差异，就是重复观测基线较差，当它满足限差要求时说明基线合格。
5 影响基线解算结果的因素及精化处理方法
分析影响基线解算结果的基本因素，给出了相应的精化处理方法。
（1）少数卫星观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法确定。精化处理方法：直接删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，以保证基线解算结果的质量。
（2）存在未探测出或未正确修复的周跳。精化处理方法：删除周跳严重的时间段。判断这类问题可以通过卫星的信噪比曲线查看。
（3）多路径效应。多路径效应往往造成观测值残差较大，可以通过缩小编辑因子的方法剔除，一般设在2.5-3.5之间；也可以直接删除多路径效应严重的时段或卫星。
（4）对流层或电离层折射影响过大。通常采用提高卫星截止高度角和选择不同的观测组合方案来提高质
（5）参考卫星选取不适当。解算软件一般会自动选取观测数据多、周跳最少且高度角较高的卫星作为参考卫星，但受观测条件的影响，软件的选择未必合理。当参考卫星选择不合理时，也会影响基线解算的质量，必须根椐卫星预报、野外观测记录和卫星的可见星图，手动重设观测时间长、残差小的卫星作为参考卫星。
6 结论
基线解算的质量直接影响着后续平差处理的结果和精度，依据基线解算的质量控制指标及时发现问题，并依据实际情况采取措施，确保野外观测质量。
如果基线解算质量不合格，通过精化处理方法重新解算可以得到质量合格的基线解算结果，以减少野外返工。
参考文献：
[1] 李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].2.武汉：武汉大学出版，2010.
[2] 王国祥.GPS基线解算与质量控制[J].铁道勘察，2005（6）：7-10.
[3] 张 伟.GPS基线解算的优化处理[J].山东煤炭科技，2010（3）：160-161.
[4] 张亚东.GPS基线解算的质量控制和优化处理[J].全球定位系统，2012（4）：27-28.