基于LGO與CosaGPS處理GPS數據方法的探討

余旭

【摘 要】本文詳細介紹利用LGO與CosaGPS處理GPS數據的操作流程。利用LGO處理基線的穩定性和COSAGPS平差的高效性。保證控制網的精度，減少控制網數據處理的內業工作，提高工作效率，在實際工作中得到驗證。

【關鍵詞】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）全球定位系統是美國研制并在1994年投入使用的衛星導航與定位系統，其應用技術已遍及國民經濟的各個領域。在測量領域，GPS系統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數據處理方面，不同的GPS廠商擁有不同的GPS數據處理軟件，數據處理精度各不相同，并且國外GPS數據處理規范與國內規范要求不同，選取適當的軟件來處理GPS數據，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測量系統公司開發的針對Leica測量儀器集GPS、全站儀、電子水準儀等數據傳輸和處理的綜合系統軟件。它可以處理所有徠卡GPS的原始測量數據和其他品牌的GPS數據（RINEX）。基本功能包括：坐標系統建立、星歷預報、基線處理、基準/投影、網平差模塊、格式管理器、外業設計等功能。該系統具有功能強大、使用方便、自動化程度高、結果可靠等特點。并且該軟件開放使用，不需要加密鎖，因此在測繪及其相關領域得到廣泛應用。

2）CosaGPS

CosaGPS軟件是武漢測繪科技大學編寫的一套測量控制網通用數據處理軟件包。完成任意測量控制網的平差解算和精度評定等工作。該系統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基線數據的流程

1）數據輸入與預處理[3]

（1）已LEICA GPS數據傳輸方法為例，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的文件名，拷貝到計算機上。

（4）建立項目，定義坐標系統兩個坐標系統，橢球為WGS-84橢球，并選擇高斯投影。

（5）原始數據輸入到項目中，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，右邊欄內右鍵“衛星窗口”根據不同GPS等級關于“任一衛星時段長度”的規定，剔除不滿足要求的衛星。

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，應選擇一個點做單點計算（SPP）。如果已經有處理的點，則應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據進行解算。解算完畢之后，檢查模糊度狀態，確定其都為“是” 。

配置GPS處理參數。

（1）高度截止角：設置15°-25°。

（2）活動的衛星：除掉的衛星不勾選。

（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，根據需要可以設置。

（6）最大基線長度：大于設定的基線不予計算，根據需要可以設置。

（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 控制網的基線圖，導出.asc文件。

（1）在LGO中選擇“輸出——ASCII data”。

（2）單擊設置按鈕，在“常規”標簽下“文件類型”選擇“基線”。

（3）在“基線”標簽進行設置，勾選“協方差”和“SKI 2兼容”。

（4）基線輸出。

3 CosaGPS平差計算

1）新建工程：根據工程需要選擇接收機和基線解類型，相應等級的精度，設置投影類型。

2）數據準備：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基線數據。

3）數據檢驗：①閉合環檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。②重復基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復基線，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。

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

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉角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數據處理的穩定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網進行數據分析，該控制網包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環線閉合差、復測基線、無約束平差、約束平差的各項統計檢驗及精度均滿足相應的規程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網三維無約束平差精度統計數據可知，控制網的基線向量網自身的內符合精度高，基線向量沒有明顯系統誤差和粗差，基線向量網的質量是可靠的。在此基礎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范的精度要求。

5 結論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規范要求。既能充分利用LGO處理基線數據的穩定性，又能利用COSA處理數據的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內業工作量[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，等.黑洼水庫地區GPS平面控制網的布設與實施[J].滁州學院學報，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基線數據方法的探討[J].導航定位學報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網測量數據平差模式的比較[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）數據檢驗：①閉合環檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。②重復基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復基線，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。

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

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉角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數據處理的穩定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網進行數據分析，該控制網包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環線閉合差、復測基線、無約束平差、約束平差的各項統計檢驗及精度均滿足相應的規程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網三維無約束平差精度統計數據可知，控制網的基線向量網自身的內符合精度高，基線向量沒有明顯系統誤差和粗差，基線向量網的質量是可靠的。在此基礎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范的精度要求。

5 結論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規范要求。既能充分利用LGO處理基線數據的穩定性，又能利用COSA處理數據的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內業工作量[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，等.黑洼水庫地區GPS平面控制網的布設與實施[J].滁州學院學報，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基線數據方法的探討[J].導航定位學報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網測量數據平差模式的比較[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）數據檢驗：①閉合環檢驗，查看報告中是否有超限的閉合環，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。②重復基線長度檢驗，查看報告中是否有超限的重復基線，如果存在，應重新處理相應基線、剔除多余基線或重測。

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

（上接第58頁）5）約束平差：查看①旋轉角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數據處理的穩定性與高效性，選取某電力勘測工程的外業像控點測量。其GPS 等級為E級的控制網進行數據分析，該控制網包括67個像控點，6個已知國家三角點，控制網圖如圖3所示。用7臺GPS GX1220+接收機觀測，環線閉合差、復測基線、無約束平差、約束平差的各項統計檢驗及精度均滿足相應的規程要求。

1）LGO 處理

基線處理及其精度如表1。

2）CosaGPS處理

由表2所示，控制網三維無約束平差精度統計數據可知，控制網的基線向量網自身的內符合精度高，基線向量沒有明顯系統誤差和粗差，基線向量網的質量是可靠的。在此基礎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范的精度要求。

5 結論

在工程項目中，LGO+COSA處理模式得出的成果清晰明了，符合規范要求。既能充分利用LGO處理基線數據的穩定性，又能利用COSA處理數據的大容量高速度和成果自動生成的特點，減少了內業工作量[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，等.黑洼水庫地區GPS平面控制網的布設與實施[J].滁州學院學報，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基線數據方法的探討[J].導航定位學報，2013，1（2）：74-76.

[4]張秋波.基于精測網測量數據平差模式的比較[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]