【转】GPS基线解算模式

GPS基线向量是利用2台或2台以上GPS接
收机所采集的同步观测数据形成的差分观测值,通过参数估计得方法所计算出的两两接收机间的三维坐标差。与常规地面测量中所测定的基线边长不同,基线向量是
既具有长度特性又具有方向特性的矢量,而基线边长则是仅具有长度特性的标量。基线向量主要采用空间直角坐标的坐标差的形式。

在一个基线解算结果中,可能包含很多项内容,但其中最主要的只有两项,即基线向量估值及其验后方差—协方差阵。

对于一组具有一个共同端点的同步观测基线来说,由于在进行基线解算时用到了一部分相同的观测数据(如3条同步观测基线AB、AC、AD均用到了A点的数据),数据中的误差将同时影响这些基线向量,因此,这些同步观测基线之间存在固有的统计相关性。在进行基线解算时,应考虑这种相关性,并通过基线向量估值的方差-协
方差阵加以体现,从而能最终应用于后续的网平差。但实际上,在经常采用的各种不同基线解算模式中,并非都能满足这一要求。另外,由于不同模式的基线解算方
法在数学模型上存在一定差异,因而基线解算结果及其质量也不完全相同。基线解算模式主要有单基线解模式、多基线解模式和整体解模式三种。

在上述三种基线解算模式中,单基线解模式(Single-Baseline Mode)是最简单也是最常用的一种。在该模式中,基线逐条进行解算,也就是说,在进行基线解算时,一次仅同时提取2台GPS接收机的同步观测数据来解求它们之间的基线向量,当在该时段中有多台接收机进行了同步观测而需要解求多条基线时,这些基线时逐条在独立的解算过程中解求出来的。例如,在某一时段中,共有4台GPS接收机进行了同步观测,可确定6条同步观测基线,要得到它们的解,则需要6个独立的解算过程。在每一个完整的单基线解中,仅包含一条基线向量的结果。由于这种基线解算模式是以基线为单位进行解算的,因而也被称为基线模式(Baseline Mode)。

单基线解模式的优点是:模型简单,一次解求的参数较少,计算量小。但该模式也存在以下两个问题:

(1)解算结果无法反映同步观测基线间的统计相关性。由于基线是在不同解算过程中逐一解算的,因此,无法给出同步观测基线之间的统计相关性,这将对网平差产生不利影响。

(2)无法充分利用观测数据之间的关联性。基线解算时,某些待定参数间是具有关联性的,例如,若在进行基线解算时,同时估计测站上的天顶方向的对流层延迟,一个测站在同一时间不同基线的解算过程中得出不同天顶对流层延迟结果的情况。

虽然存在上述问题,但在大多数情况下,单基线解模式的解算结果仍能满足一般工程应用的要求。它是目前工程应用中采用最为普遍的基线解算模式,绝大多数商业软件采用这一模式进行基线解算。

基线向量估值:在每一个单基线解中,仅包含一条基线向量的估值,可表示为:

   

    基线向量估值的验后方差-协方差阵:
    

在多基线解模式(Multi-Baseline Mode)中,基线逐时段进行解算,也就是说,在进行基线解算时,一次提取一个观测时段中所有进行同步观测的n台GPS接收机所采集的同步观测数据,在一个单一解算过程中,共同解出所有n-1条相互函数独立的基线。在每一个完整的多基线解中,包含了所解算出得n-1条基线向量的结果。

在采用多基线解模式进行基线解算时,究竟解算哪n-1条基线,有不同的选择方法,常见的方法有射线法和导线法。射线法时从n个点中选择一个基准点,所解算的基线为该基准点至剩余n-1个点的基线向量。导线法时对n个
点进行排序,所解算的基线为该序列中相邻两点间的基线向量。虽然,在理论上,这两种方法等价,但是由于基线解算模型的不完善,不同选择方法所得到的基线解
算结果还是不完全相同。因此,基本原则是选择数据质量号的点作为基准点,以及选择距离较短的基线进行解算。当然,上述两个原则有时无法同时满足,这是就需
要在两者之间进行权衡。

由于多基线解模式是以时段为单位进行基线解算的,因而也被称为时段模式(Session
Mode).

与单基线解模式相比,多基线解模式的优点是数学模型严密,并能在结果中反映出同步观测基线之间的统计相关性。但是其数学模型和解算过程都比较复杂,并且计算量也较大。该模式通常用于有高质量要求的应用。绝大多数科学研究用软件在进行基线解算时,采用这种多基线解模式。

在整体解模式中,一次性解算出所有参与构网的相互函数独立的基线,也就是说,在进行基线解算时,一次提取项目整个观测过程中所有观测数据,在一个单一解算过程中同时对它们进行处理,得出所有函数独立基线。在每一个完整的整体解结果中,包含了整个GPS网中所有相互函数独立的基线向量的结果。由于这种基线解算模式是以整个项目(战役)为单位进行基线解算的,因而也被称为战役模式(Campaign Mode).

除了具有与多基线解一样的优点外,整体解模式还避免了同一基线的不同时段解不一致以及不同时段基线所组成闭合环的闭合差不为0的问题,是最为严密的基线解算方式。实际上,整体解模式是将基线解算与网平差融为了一体。

整体解模式是所有基线解算模式中最为复杂的一种,对计算机的存储能力和计算能力要求都非常高。因此,只有一些大型的高精度定位、定轨软件才采用这种模式进行数据处理。

【转】GPS基线解算模式,布布扣,bubuko.com

时间: 2024-10-05 22:38:18

【转】GPS基线解算模式的相关文章

【转】GPS基线的精化处理

影响基线解算结果的因素主要有: (1)基线解算时所设定的起点坐标不准确. 起点坐标不准确,会导致基线出现尺度和方向上的偏差,造成的影响目前还没有较容易的方法来加以判别,因此,在实际工作中,只有尽量提高起点坐标的准确度,以避免这种情况的发生. (2)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. 当卫星的观测时间太短时,会导致与该颗卫星有关的整周未知数无法准确确定,而对于基线解算来讲,对于参与计算的卫星,如果与其相关的整周未知数没有准确确定,就将影响整个基线解算的结果. 对于卫星观

Pixhawk之姿态解算篇(1)_入门篇(DCM Nomalize)

一.开篇 慢慢的.慢慢的.慢慢的就快要到飞控的主要部分了,飞控飞控就是所谓的飞行控制呗,一个是姿态解算一个是姿态控制,解算是解算,控制是控制,各自负责各自的任务.我也不懂.还在学习中~~~~ 近期看姿态预计部分看的太累了,明显发现基础知识太薄弱,什么欧拉角.DCM.四元数.gyro误差.矫正.正交化等各个概念.然后就是各种转换公式.接下来结合代码介绍一些主要的东西.太深入的还不了解~~~ 一定要多看论文啊,英文版的论文(也没有中文的.国人的悲哀啊).尽管看着头疼,看是看完了以后就会发现很多不了解

Arduino 与 MPU6050 姿态解算+ PROCESSING

买的MPU6050自带姿态解算大大减轻了上层处理器所做的工作. 通过熟悉了一下processing之后做了一个小例子更是感觉这个传感器的奇妙. Arduino部分 主要是读取MPU6050数据并将采集到的欧拉角通过串口打印到上位机,采集数据很简单,MPU6050接到arduino mega2560的serial1上便可接收数据,然后通过serial传输到电脑上.MPU6050自带了卡尔曼滤波,所以上层更是直接使用了数据,观测得误差确实很少,很实用的传感器. 注: MPU6050使用的是串口模式,

[UVA]Pixhawk之姿态解算篇(4)_补充篇

一.开篇 大家期待已久的第四篇来了,但是本篇可能比较水啊~~~见谅~~~ 首先,上一周没有什么收获,虽然看了不少的论文,但是却没有什么质的飞越~~~~ 看的论文都是关于姿态解算的,用的算法大部分也都是基于mahony算法的扩展,就当是深入理解一下姿态解算过程吧,稍微写写上周总结的一丁点的知识. 昨天开了一整天的会议,最终决定姿态解算部分还是需要用EKF做,慢慢搞吧,但是我还是先把姿态控制部分解决了,感觉这个部分也相当重要. 二.版权声明 博主:summer 声明:喝水不忘挖井人,转载请注明出处.

[UVA]Pixhawk之姿态解算篇(2)

一.开篇 还是没能进入到源码部分研究,对姿态解算过程太过于模糊,所以主要开始研究一下关于姿态解算的过程和实现,本篇博文主要是以mahony的算法为基础理解姿态解算的过程,主要参考的论文就是William Premerlani and Paul Bizard的关于DCM的一篇经典论文<Direction Cosine Matrix IMU_Theory>,一定要搞透这偏论文,没看过它都不敢称自己研究过飞控算法:然后接下来还有madgwick和mahony的论文需要研究,看英文的比较费时间,但是还

详解大端模式和小端模式

详解大端模式和小端模式 原文地址:http://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6971544 一.大端模式和小端模式的起源 关于大端小端名词的由来,有一个有趣的故事,来自于Jonathan Swift的<格利佛游记>:Lilliput和Blefuscu这两个强国在过去的36个月中一直在苦战.战争的原因:大家都知道,吃鸡蛋的时候,原始 的方法是打破鸡蛋较大的一端,可以那时的皇帝的祖父由于小时侯吃鸡蛋,按这种方法把手指弄破了,因此他的父亲,

四轴飞行器1.4 姿态解算和Matlab实时姿态显示

原创文章,欢迎转载,转载请注明出处 MPU6050数据读取出来后,经过一个星期的努力,姿态解算和在matlab上的实时显示姿态终于完成了. 1:完成matlab的串口,并且实时通过波形显示数据 2:添加RTT查看CPU使用率的扩展功能,MPU6050读取数据的优化 3:四元素表示的坐标变化,四元素与欧拉角的关系和Madgwick的IMUupdate算法 4:飞控数据采集线程和数据处理线程的安排,类似于生产者与消费者的关系. 先放个效果视频... 如果看不了视频,请打开视屏网址:http://v.

.net的session详解 存储模式 存到数据库中 使用范围与大小限制 生命周期

Session又称为会话状态,是Web系统中最常用的状态,用于维护和当前浏览器实例相关的一些信息.举个例子来说,我们可以把已登录用户的用户名放在Session中,这样就能通过判断Session中的某个Key来判断用户是否登录,如果登录的话用户名又是多少. 我们知 道,Session对于每一个客户端(或者说浏览器实例)是"人手一份",用户首次与Web服务器建 立连接的时候,服务器会给用户分发一个 SessionID作为标识.SessionID是一个由24个字符组成的随机字符串.用户每次提

[转]四旋翼飞行器的姿态解算小知识点

1.惯性测量单元IMU(InertialMeasurement Unit) 姿态航向参考系统AHRS(Attitude and Heading Reference System) 地磁角速度重力MARG(Magnetic, Angular Rate, and Gravity) 微机电系统MEMS(Micro Electrical Mechanical Systems) 自由度维数DOF(Dimension Of Freedom) 无人驾驶飞行器UAV(Unmanned Aerial Vehicl