基于LGO與CosaGPS處理GPS數(shù)據(jù)方法的探討

余旭

【摘 要】本文詳細介紹利用LGO與CosaGPS處理GPS數(shù)據(jù)的操作流程。利用LGO處理基線的穩(wěn)定性和COSAGPS平差的高效性。保證控制網(wǎng)的精度，減少控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)業(yè)工作，提高工作效率，在實際工作中得到驗證。

【關(guān)鍵詞】LGO；COSAGPS；基線解算

【Abstract】This article introduces operation process in detail how to make use of the LGO and CosaGPS in GPS data processing .The stability of the LGO is used in processing baseline and the efficiency of the COSAGPS is used in the adjustment.The accuracy of the control network is ensured， the office work of the control network are reduced in the data processing ，improve the work efficiency，have been verified in practical work.

【Key words】LGO； CosaGPS； Baseline Solve

0 引言

GPS（Global Positioning System）全球定位系統(tǒng)是美國研制并在1994年投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。在測量領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量控制測量、工程測量控制測量、航空攝影控制測量等各個方面[1]。具有（1）測站之間無需通視；（2）精度高；（3）觀測時間短；（4）操作簡便；（5）效率高等特點。在GPS數(shù)據(jù)處理方面，不同的GPS廠商擁有不同的GPS數(shù)據(jù)處理軟件，數(shù)據(jù)處理精度各不相同，并且國外GPS數(shù)據(jù)處理規(guī)范與國內(nèi)規(guī)范要求不同，選取適當?shù)能浖硖幚鞧PS數(shù)據(jù)，既可以達到精度要求又方便筒捷。

1 軟件簡介

1）LGO

LEICA GeoOffice Combined（簡稱LGO）軟件是Leica測量系統(tǒng)公司開發(fā)的針對Leica測量儀器集GPS、全站儀、電子水準儀等數(shù)據(jù)傳輸和處理的綜合系統(tǒng)軟件。它可以處理所有徠卡GPS的原始測量數(shù)據(jù)和其他品牌的GPS數(shù)據(jù)（RINEX）?；竟δ馨ǎ鹤鴺讼到y(tǒng)建立、星歷預(yù)報、基線處理、基準/投影、網(wǎng)平差模塊、格式管理器、外業(yè)設(shè)計等功能。該系統(tǒng)具有功能強大、使用方便、自動化程度高、結(jié)果可靠等特點。并且該軟件開放使用，不需要加密鎖，因此在測繪及其相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2）CosaGPS

CosaGPS軟件是武漢測繪科技大學(xué)編寫的一套測量控制網(wǎng)通用數(shù)據(jù)處理軟件包。完成任意測量控制網(wǎng)的平差解算和精度評定等工作。該系統(tǒng)最大特點是自動化程度高，通用性強，處理速度快，解算容量大，成果報表自動化輸出。

2 LGO處理GPS基線數(shù)據(jù)的流程

1）數(shù)據(jù)輸入與預(yù)處理[3]

（1）已LEICA GPS數(shù)據(jù)傳輸方法為例，將接收機里的CF卡取出來，并把CF卡放到專用讀卡器上。

（2）把讀卡器的USB 接口與計算機連接。

（3）從計算機上打開可移動磁盤，打開“CF-卡”，在文件夾里找到作業(yè)的文件名，拷貝到計算機上。

（4）建立項目，定義坐標系統(tǒng)兩個坐標系統(tǒng)，橢球為WGS-84橢球，并選擇高斯投影。

（5）原始數(shù)據(jù)輸入到項目中，進入“查看/編輯”視圖可以查看圖中的點信息是否正確。不同時段是否合并、是否改變采樣間隔等，檢查完后點擊分配。

（6）在“GPS處理”頁面內(nèi)，右邊欄內(nèi)右鍵“衛(wèi)星窗口”根據(jù)不同GPS等級關(guān)于“任一衛(wèi)星時段長度”的規(guī)定，剔除不滿足要求的衛(wèi)星。

2）基線解算[3]

基線解算的方式：手動、自動。

（1）手動解算：開始計算必須先選擇一個起算點，如果是項目開始的第一次解算，應(yīng)選擇一個點做單點計算（SPP）。如果已經(jīng)有處理的點，則應(yīng)選擇一個已解算的作為起算點，進行基線解算。

（2）自動解算：直接選擇需要解算的數(shù)據(jù)進行解算。解算完畢之后，檢查模糊度狀態(tài)，確定其都為“是” 。

配置GPS處理參數(shù)。

（1）高度截止角：設(shè)置15°-25°。

（2）活動的衛(wèi)星：除掉的衛(wèi)星不勾選。

（3）頻率：一般選擇自動。

（4）殘差：勾選上，這樣可以生成殘差報告，對于衛(wèi)星觀測值中周跳太多的情況可以從基線解算后所獲得的觀測值殘差上分析。

（5）最短時間：時段低于該值的不予計算，根據(jù)需要可以設(shè)置。

（6）最大基線長度：大于設(shè)定的基線不予計算，根據(jù)需要可以設(shè)置。

（7）其它選項默認。

基線解算完成后，選擇“存儲” 。點擊“查看/編輯”查看生成GPS 控制網(wǎng)的基線圖，導(dǎo)出.asc文件。

（1）在LGO中選擇“輸出——ASCII data”。

（2）單擊設(shè)置按鈕，在“常規(guī)”標簽下“文件類型”選擇“基線”。

（3）在“基線”標簽進行設(shè)置，勾選“協(xié)方差”和“SKI 2兼容”。

（4）基線輸出。

3 CosaGPS平差計算

1）新建工程：根據(jù)工程需要選擇接收機和基線解類型，相應(yīng)等級的精度，設(shè)置投影類型。

2）數(shù)據(jù)準備：①三維已知點，三維空間直角坐標②二維已知點，輸入已知點的平面坐標③一維高程點④基線數(shù)據(jù)。

3）數(shù)據(jù)檢驗：①閉合環(huán)檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環(huán)，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。②重復(fù)基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復(fù)基線，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。

4）無約束平差：查看①PVV②M0：單位權(quán)中誤差③三維基線向量殘差是否符合精度要求。（下轉(zhuǎn)第114頁）

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉(zhuǎn)角②尺度③PVV④M0⑤二維基線向量殘差⑥精度指標：最弱點點位中誤差、最弱邊方向中誤差、最弱邊邊長相對中誤差。

4 實例

為了驗證LGO與CosaGPS數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業(yè)像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網(wǎng)進行數(shù)據(jù)分析，該控制網(wǎng)包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網(wǎng)圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環(huán)線閉合差、復(fù)測基線、無約束平差、約束平差的各項統(tǒng)計檢驗及精度均滿足相應(yīng)的規(guī)程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網(wǎng)三維無約束平差精度統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，控制網(wǎng)的基線向量網(wǎng)自身的內(nèi)符合精度高，基線向量沒有明顯系統(tǒng)誤差和粗差，基線向量網(wǎng)的質(zhì)量是可靠的。在此基礎(chǔ)上可以進行二維約束平差如表3，二維約束平差后，控制點間基線最弱邊精度為1/117000萬，方向中誤差最大為1.14″，基線向量精度滿足規(guī)范的精度要求。

5 結(jié)論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規(guī)范要求。既能充分利用LGO處理基線數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，又能利用COSA處理數(shù)據(jù)的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內(nèi)業(yè)工作量[4]。此方法對類似工程有一定借鑒意義。

【參考文獻】

[1]李國柱，魏保峰，馬波，等.LGO與GAMIT進行GPS基線解算的精度分析——以昆明市城市軌道交通框架網(wǎng)為例[J].城市勘測，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]鄧岳川，于洋，鄧大衛(wèi)，等.黑洼水庫地區(qū)GPS平面控制網(wǎng)的布設(shè)與實施[J].滁州學(xué)院學(xué)報，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]趙彥剛，徐喜旺.Trimble Business Center處理GPS基線數(shù)據(jù)方法的探討[J].導(dǎo)航定位學(xué)報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)平差模式的比較[J].鐵道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[責任編輯：楊玉潔]

3）數(shù)據(jù)檢驗：①閉合環(huán)檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環(huán)，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。②重復(fù)基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復(fù)基線，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。

4）無約束平差：查看①PVV②M0：單位權(quán)中誤差③三維基線向量殘差是否符合精度要求。（下轉(zhuǎn)第114頁）

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉(zhuǎn)角②尺度③PVV④M0⑤二維基線向量殘差⑥精度指標：最弱點點位中誤差、最弱邊方向中誤差、最弱邊邊長相對中誤差。

4 實例

為了驗證LGO與CosaGPS數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業(yè)像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網(wǎng)進行數(shù)據(jù)分析，該控制網(wǎng)包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網(wǎng)圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環(huán)線閉合差、復(fù)測基線、無約束平差、約束平差的各項統(tǒng)計檢驗及精度均滿足相應(yīng)的規(guī)程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網(wǎng)三維無約束平差精度統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，控制網(wǎng)的基線向量網(wǎng)自身的內(nèi)符合精度高，基線向量沒有明顯系統(tǒng)誤差和粗差，基線向量網(wǎng)的質(zhì)量是可靠的。在此基礎(chǔ)上可以進行二維約束平差如表3，二維約束平差后，控制點間基線最弱邊精度為1/117000萬，方向中誤差最大為1.14″，基線向量精度滿足規(guī)范的精度要求。

5 結(jié)論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規(guī)范要求。既能充分利用LGO處理基線數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，又能利用COSA處理數(shù)據(jù)的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內(nèi)業(yè)工作量[4]。此方法對類似工程有一定借鑒意義。

【參考文獻】

[1]李國柱，魏保峰，馬波，等.LGO與GAMIT進行GPS基線解算的精度分析——以昆明市城市軌道交通框架網(wǎng)為例[J].城市勘測，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]鄧岳川，于洋，鄧大衛(wèi)，等.黑洼水庫地區(qū)GPS平面控制網(wǎng)的布設(shè)與實施[J].滁州學(xué)院學(xué)報，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]趙彥剛，徐喜旺.Trimble Business Center處理GPS基線數(shù)據(jù)方法的探討[J].導(dǎo)航定位學(xué)報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)平差模式的比較[J].鐵道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[責任編輯：楊玉潔]

3）數(shù)據(jù)檢驗：①閉合環(huán)檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環(huán)，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。②重復(fù)基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復(fù)基線，如果存在，應(yīng)重新處理相應(yīng)基線、剔除多余基線或重測。

4）無約束平差：查看①PVV②M0：單位權(quán)中誤差③三維基線向量殘差是否符合精度要求。（下轉(zhuǎn)第114頁）

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉(zhuǎn)角②尺度③PVV④M0⑤二維基線向量殘差⑥精度指標：最弱點點位中誤差、最弱邊方向中誤差、最弱邊邊長相對中誤差。

4 實例

為了驗證LGO與CosaGPS數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業(yè)像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網(wǎng)進行數(shù)據(jù)分析，該控制網(wǎng)包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網(wǎng)圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環(huán)線閉合差、復(fù)測基線、無約束平差、約束平差的各項統(tǒng)計檢驗及精度均滿足相應(yīng)的規(guī)程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網(wǎng)三維無約束平差精度統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，控制網(wǎng)的基線向量網(wǎng)自身的內(nèi)符合精度高，基線向量沒有明顯系統(tǒng)誤差和粗差，基線向量網(wǎng)的質(zhì)量是可靠的。在此基礎(chǔ)上可以進行二維約束平差如表3，二維約束平差后，控制點間基線最弱邊精度為1/117000萬，方向中誤差最大為1.14″，基線向量精度滿足規(guī)范的精度要求。

5 結(jié)論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規(guī)范要求。既能充分利用LGO處理基線數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，又能利用COSA處理數(shù)據(jù)的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內(nèi)業(yè)工作量[4]。此方法對類似工程有一定借鑒意義。

【參考文獻】

[1]李國柱，魏保峰，馬波，等.LGO與GAMIT進行GPS基線解算的精度分析——以昆明市城市軌道交通框架網(wǎng)為例[J].城市勘測，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]鄧岳川，于洋，鄧大衛(wèi)，等.黑洼水庫地區(qū)GPS平面控制網(wǎng)的布設(shè)與實施[J].滁州學(xué)院學(xué)報，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]趙彥剛，徐喜旺.Trimble Business Center處理GPS基線數(shù)據(jù)方法的探討[J].導(dǎo)航定位學(xué)報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)平差模式的比較[J].鐵道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[責任編輯：楊玉潔]