Ⅳ GPS测量数据处理
3.2.13 GPS测量数据处理，基线解算可采用随机软件，并应符合下列规定：
1 起算点的单点定位观测时间不宜少于30min。
2 解算模式可采用单基线解算模式，也可采用多基线解算模式。
3 解算成果应采用双差固定解。
关于基线的解算说明如下：
1 基线解算时，起算点在WGS-84坐标系中的坐标精度，将会影响基线解算结果的精度。单点定位是直接获取已知点在WGS-84坐标系中已知坐标的方法。理论计算和试验表明：用30min单点定位结果的平均值作为起算数据，可以满足1×10-6相对定位的精度要求。
2 多基线解算模式和单基线解算模式的主要区别是，前者顾及了同步观测图形中独立基线之间的误差相关性，后者没有顾及。大多数商业化软件基线解算只提供单基线解算模式，在精度上也能满足工程控制网的要求。因此，规定两种解算模式都是可以采用的。
3 由于基线长度的不同，观测时间长短和获得的数据量也不同，所以解算整周期模糊度的能力不同。能获得全部模糊度参数整数解的结果，称为双差固定解；只能获得双差模糊度参数实数解的结果，称为双差浮点解；对于较长的基线，浮点解也不能得到好的结果，只能用三差分相位解，称为三差解。
基于对工程控制网质量和可靠性的要求，规定基线解算结果应采用双差固定解。
3.2.14 GPS控制测量外业观测的全部数据应经同步环、异步环和重复基线检核，并应符合下列规定：
1 同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应按下列公式进行计算：
2 异步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应按下列公式进行计算：
3 重复基线的长度较差应按下式进行计算：
式中：σ——相应等级基线长度中误差（mm），见本规范式（3.2.2）；n——异步环或同步环中基线边的个数；
W——异步环或同步环环线全长闭合差（mm），见本规范式（3.2.3-2）；
Δd——长度较差；
Wx、Wy、Wz——异步环或同步环的各坐标分量闭合差（mm）。
外业观测数据的检核，包括同步环、异步环和复测基线的检核，分别说明如下：
1 由同步观测基线组成的闭合环称为同步环。同步环闭合差理论上应为零。但由于观测时同步环基线间不能做到完全同步，即观测的数据量不同，以及基线解算模型的不完善，即模型的解算精度或模型误差而引起同步环闭合差不为零。因此，应对同步环闭合差进行检验。同时也规定同步环环线全长相对闭合差的限差。
2 由独立基线组成的闭合环称为异步环。异步环闭合差的检验是GPS控制网质量检核的主要指标。计算公式是以各等级GPS网相邻点间的基线精度指标σ为依据，按误差传播规律确定中误差的计算公式，并取2倍中误差作为异步环闭合差的限差。同时也规定了异步环环线全长相对闭合差的限差。
3 重复测量的基线称为复测基线。其长度较差的限差也是按误差传播规律确定基线中误差，并取2倍中误差作为复测基线的限差。
3.2.15 当GPS观测数据不能满足检核要求时，应对成果进行全面分析，并应舍弃不合格基线，但应保证舍弃基线后，所构成异步环的边数不超过本规范第3.2.4条第3款的规定。当不满足本规范第3.2.4条第3款的规定时，应重测该基线或有关的同步图形。
在异步环检核和复测基线比较检核中，允许舍去超限基线而不予重测或补测，但舍去超限基线后，异步环中所含独立基线边数不应超过本规范第3.2.4条第3款的规定。
3.2.16 GPS外业观测数据检验合格后，应按本规范第3.2.3条对GPS网的观测精度进行评定。
3.2.17 GPS测量控制网的无约束平差应符合下列规定：
1 应在WGS-84系中计算三维无约束平差，并应提供各观测点在WGS-84系中的三维坐标、各基线向量观测值的改正数、基线长度、基线方位及相关的精度信息等。
2 无约束平差基线向量改正数的绝对值不应超过相应等级的基线长度中误差的3倍。
关于无约束平差的说明：
1 无约束平差的目的，是为了提供GPS网平差后的WGS-84系三维坐标，同时也是为了检验GPS网本身的精度及基线向量之间有无明显的系统误差和粗差。无约束平差是在WGS-84坐标系中进行。通常以一个控制点的三维坐标作为起算数据进行平差计算，实为单点位置约束平差或最小约束平差，其与完全无约束的亏秩自由网平差是等价的，因此称之为无约束平差。起算点坐标可选用控制点30min的单点定位结果（见本规范第3.2.13条的规定）或已知的控制点GPS坐标。
2 基线向量改正数的绝对值限差的提出是为了对基线观测量进行粗差检验。即基线向量各坐标分量改正数的绝对值，不应超过相应等级的基线长度中误差σ的3倍。超限时，认为该基线或邻近基线含有粗差，应采用软件提供的自动方法或人工方法剔除含有粗差的基线，并符合本规范第3.2.15条的规定。
3.2.18 GPS测量控制网的约束平差应符合下列规定：
1 应在国家坐标系或独立坐标系中进行二维或三维约束平差。
2 对于已知坐标、距离或方位，可以强制约束，也可加权约束。约束点间的边长相对中误差应符合本规范表3.2.1中相应等级的规定；
3 平差结果应输出观测点在相应坐标系中的二维或三维坐标、基线向量的改正数、基线长度、基线方位角等以及相关的精度信息。有需要时，还应输出坐标转换参数及其精度信息。
4 控制网约束平差的最弱边边长相对中误差应符合本规范表3.2.1中相应等级的规定。
关于约束平差的说明：
1 约束平差的目的是为了获取GPS网在国家或地方独立坐标系的控制点平差坐标。
2 约束平差是以国家或地方独立坐标系的某些控制点的坐标、边长和坐标方位角作为约束条件进行平差计算。必要时，还应顾及GPS网与地面网之间的转换参数。
3 对已知条件的约束，可采用强制约束，也可采用加权约束。
强制约束，是指所有已知条件均作为固定值参与平差计算，不需顾及起算数据的误差。其要求起算数据应有很好的精度且精度比较均匀。起算数据精度较差或分布不均匀，将引起GPS网发生扭曲变形，显著降低网的精度。
加权约束，是指顾及所有或部分已知约束数据的起始误差，按其不同的精度加权约束，并在平差时进行适当的修正。定权时，应使权的大小与约束值精度相匹配。权的大小与约束值精度不匹配，也会引起GPS网的变形，或失去约束的意义。
起算数据都会含有误差，关键是误差的大小或相互间的内符合精度。
平差时，在约束点间的边长相对中误差满足本规范表3.2.1相应等级要求的前提下，如果约束平差后最弱边的相对中误差也满足相应的要求，可以认为是合格的。
为了避免由于起算点相互间的内符合精度不高而引起的GPS网扭曲变形，约束平差时可采用一个点的坐标和一个方位作为起算数据。
4 对已知条件的约束，有三维约束和二维约束两种模式。三维约束平差的约束条件是控制点的三维大地坐标或三维直角坐标、空间边长、大地方位角；二维约束平差的约束条件是控制点的平面坐标、水平距离和坐标方位角。