靜態GPS測量——獨立基線

2021-01-16 測繪科學與環境生態

基於儒略日的時段命名

圖1底部的表說明,第一時段連接水平控制點,該時段被名稱為49-1。計劃時段的日期用儒略(Julian)日期系統中給出。從字面上看,儒略日是從公元前4713年1月1日開始計時的。然而,大多數GPS從業者使用這個術語表示從1月1日開始連續計算當前年份的日期。據此,1月31天,所以儒略日49是當年的2月18日。49-1表示這將是那一天的第一個時段。有些人喜歡用字母來區分時段,即標籤將是49-A。

圖1 基線連接

114.獨立基線

這個工程將由四臺接收機來測量。由表可知,第一時段A接收機將佔用點1、B接收機佔用3點、C接收機佔用8點和接收機D佔用13點。這一時段圖中只繪出了產生的6條基線中的3條。只有獨立基線,也被稱為不平凡(nontrivial)基線將被顯示於地圖。未畫出的三條線稱為平凡線,也稱為相關基線。這種想法是將每個觀測時段產生基線的使用限制到進行唯一解決方案所需的最低限度。

無論何時四臺接收機都會產生6條基線。其中任何3條基線將能充分確定每站相對於時段中其他站的位置。

因此,用戶可以確定這6條基線的任意3條。一旦確定,這樣只有這3條基線包含於GPS控制網。剩下的基線被認為是相關的,並被捨棄。實際上,四臺接收機的觀測時段,三條最短基線幾乎總被認為是獨立基線,而三條最長基線則被認為是平凡或相關。這正如實例時段的情況。

其中r為接收機臺數,每個時段產生r-1條獨立基線。例如,10個使用4臺接收機的時段將產生30條獨立基線。但並不是最短的基線總被選為獨立基線。由於數據不完整、周跳、多路徑或測量中的其他問題,是拒絕較短基線向量的理由之一。要對每一時段實際所採集的數據進行分析之後,才能作出這種決定。在規劃設計階段,最好將最短的基線向量視為獨立基線。

獨立基線和相關基線之間的另一個區別涉及閉合差或閉合環的概念。閉合環是發現GPS控制網內部一致性的過程。將多個GPS時段的一系列基線向量組合起來形成閉合環或閉合圖形。閉包差是表示所有基線向量分量的綜合誤差的直線長度與圖形周長的比值。僅用同一GPS時段產生的基線向量組成閉合環都將產生明顯的零誤差,由於其來自相同的同步觀測。

例如,圖示項目第49-1時段的四臺接收機之間的所有基線,都基於同一段時間內和相同的GPS衛星之間的距離。因此,解算13-1、1-8和3-13的相關基線所用衛星信息與確定1-3、3-8和8-13的獨立基線所用相同。因此,示例時段如果用從測站13到測站1的第4條基線來閉合,那麼閉合差將為零。同樣,包含任何其他相關基線也是如此。增加他們(相關基線)不能為該時段的基線增加任何多餘觀測或任何幾何圖形強度,由於它們都有相同的數據源。如果不能通過增加多餘觀測值超過GPS時段的最小獨立基線數,如何檢查基線?GPS測量的多餘觀測又從何而來?

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