Trimble Business Center (天宝TBC)GNSS基线解算到网平差&科傻GPS网平差操作教程 |
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Trimble Business Center (天宝TBC) GNSS基线解算到网平差&科傻GPS网平差的操作教程 陈韵同 (中铁八局集团第七工程有限公司) 前言 基线解算是指在GNSS静态测量卫星定位中,利用载波相位观测值或差分观测值,求解两个同步观测的测站之间的基线向量坐标差过程,需进行数据预处理、剔除粗差,以获得良好的基线向量成果。 简介 常见的几款基线解算软件有:徕卡LGO、Infinity,天宝TGO、TTC、TBC,南方测绘GPSAdj,中海达HGO,华测CGO以及美国麻省理工学院和斯克里普斯海洋研究所联合研制的GAMIT/GLOBK等,本文主要围绕天宝TBC软件的基线解算&网平差以及运用第三方软件科傻GPS网平差软件的使用方法进行介绍。 徕卡LGO:是徕卡官方出品的一款综合性免费工程测量数据处理软件,能够查看、编辑和处理徕卡全站仪、水准仪、GNSS基线解算等数据。对新一代Trimble GNSS接收机转换的RINEX格式数据处理支持不友好。北斗三代发布后,LGO软件没有及时地升级更新,已经不能对北斗三代进行静态数据处理。 徕卡Infinity:是徕卡官方出品,作为行业标杆软件LGO的升级换代产品,功能全面,运算能力强大,界面友好。商业授权,高效基线处理和网平差。基线解算支持GPS/GLONASS/北斗/伽利略/QZSS 五个星座的解算。属于LGO软件替代品。 天宝TGO:是Trimble公司原GPS后处理软件,是基于 Microsoft Windows 的多任务操作系统。可以进行GPS数据后处理以及RTK 测量数据处理。(2011年美国GPS卫星系统升级调整,TGO软件没有及时地升级更新,已经不能进行静态数据处理。) 天宝TTC:是Trimble集空间信息的采集、存储、处理、分析、显示和数据检索于一身的测量软件,它的全称为Trimble Total Control。属于TGO软件替代品。 天宝TBC:是Trimble公司出品的新一代功能强大的办公软件,为用户提供了测量、GIS、CAD、制图、表面、点云、施工数据、摄影测量、隧道、移动测绘、工地土方搬运等多种功能。基线处理算法为全新的几何关系滤波器、独立电离层滤波器……组合运算。商业授权,高效基线处理和网平差。基线解算支持GPS/GLONASS/北斗/伽利略/QZSS 五个星座的解算。 南方测绘GPSAdj:是南方测绘公司GNSS数据处理软件,具有图形操作界面和图形服务功能,可进行包括基线网图、误差椭圆等各种图形的输出、打印。自动化程度更高、操作更方便的基线向量解算、闭合环搜索、网平差处理等功能。 中海达HGO:是中海达推出的一款专业的基线处理软件,是基于HSD2003数据处理软件包开发的新一代软件,可以对采集的GPS数据进行处理,包括静态GPS数据处理和动态GPS处理,支持基线计算和网平差。 华测CGO:是华测公司发布的一款GPS数据处理软件,这款软件可以对静态或动态采集的GNSS原始数据进行后处理,以得到较好的基线解算和网平差结果。 GAMIT/GLOBK:由比较著名的有美国麻省理工学院(MIT)和斯克里普斯海洋研究所(SIO)开发的GAMIT/GLOBK软件,GAMIT为双差网解,利用双差直接消除卫星及测站的时间误差。支持Linux系统适用于科研单位处理大于20km的长基线。 正文 Trimble Business Center(TBC)是一个全面综合并可扩展的工具套件,能够用于各种地理空间业务,为工程定位设计的一款绘图数据管理软件, Trimble Business Center拥有强大的数据处理、通道模块、表面模型、建模工具、数据可视化等功能和高效且用途广泛。全面支持GNSS基线处理和RTK数据处理。 TBC操作界面 TBC软件中主要模块包括:外业数据质量检查,GNSS处理、平差与几何计算,CAD与绘图,表面和体积,通道,项目数据转换与准备,设施建模,影像测量与航测,扫描和点云,隧道,GIS,移动测绘。 常见的几款GNSS网平差软件有:武汉大学科傻GPS、中铁一院铁路工程精密控制测量数据处理系统、中铁二院EYGPS、铁三院、中铁四院SYGPS、同济大学TGPPS等。 科傻GPS(GPS工程测量网通用平差软件包)是基于全球卫星定位系统(GPS)的现代测量理论和技术研制的CosaGPS软件系统,是武汉大学测绘学院老师研制的,通过了原国家测绘局组织的科学技术成果鉴定。 科傻GPS启动界面 科傻GPS软件具有在世界空间直角坐标系(WGS-84)进行三维向量网平差(无约束平差和约束平差)、在椭球面上进行卫星网与地面网三维平差、在高斯平面坐标系进行二维联合平差、针对工程独立网的固定一点一方向的平差、高程拟合等功能,并带有常用的工程测量计算工具,可以实现各种坐标转换。 可以自动读取天宝TGO/TTC、徕卡LGO、拓扑康Pinnacle、泰雷兹Solution、Gamit、中海达GPS、南方测绘GPS、华测GPS等软件输出的基线向量文件,按同步观测时段进行文件管理和格式转换,自动计算同步环和异步环闭合差,进行重复基线比较。 全部软件集成在统一的环境下,编辑器、文档、图形、数据处理模块均自主编写;采用多文档,可同时处理多项任务;采用工程管理模式,可方便进行各类数据的操作。同步环闭合差、异步环闭合差结果文件兼容Excel的CSV格式,可以直接用Excel打开,方便用户进行闭合差的统计分析。换带计算与高程面变换可以同时进行,满足各种工程坐标变换的要求。 本文操作教程共分为五个步骤:输入数据——建立坐标系统——基线解算——TBC网平差——科傻GPS网平差。 一、输入数据 输入数据是将GNSS接收机(本文演示使用的接收机型号是Trimble GNSS R10-2接收机)所观测的原始数据(或第三方GNSS接收机转换的RINEX标准格式)输入到TBC软件中进行预处理。 新建工程:启动TBC(Trimble Business Center)软件——点击“新建工程”——选择模板(默认选项为空模板)——确定。 TBC软件工作界面 输入数据:工具栏——选择“本地”——点击“输入”——选择导入文件夹——按住Shift+鼠标左键,选择所有(或按需选择)GNSS观测数据文件——点击“输入”。 等待导入文件完毕…… 导入文件完毕后,点击“天线”,依次输入点ID(控制点名,应特别注意点名必须与基线向量中的点名完全一致)、选择天线“方法”(根据接收机型号选择,第三方GNSS接收机应选择“天线相位中心”)、输入天线“高度”(默认斜高,第三方GNSS接收机填写换算到天线相位中心的垂高)——点击“确定”。 投影定义:东坐标:默认0.000m、北坐标:默认0.000m(一般默认,也可以填写真实坐标)——点击“确定”。 TBC软件中显示的控制网网图 二、坐标系统 坐标系统,按坐标的维度一般分为一维坐标和二维坐标、三维坐标(大地坐标、空间直角坐标)。是描述物质存在的空间位置(坐标)的参照系,通过定义特定基准及其参数形式来实现。为了确定位置,必须建立坐标系统。 注:本文坐标系统设置仅适用于TBC网平差,若使用科傻GPS网平差或第三方软件网平差可以跳过第二步坐标系统设置。 工具栏:点击顶部“工程设置”。 选择“坐标系统”——点击“更改……”。 选择“坐标系和区域”——点击“新建坐标系……”。 在“坐标系”上面点击鼠标右键——选择“添加”(新建目录)。 在坐标系组属性中,输入:名称/导出名称(名称建议使用英文字符)——点击“确定”。 在新建的目录“YANSHI_CGCS2000”上面点击鼠标右键——选择“添加”。 坐标系属性设置: 区域参数设置:与预先输入的名称相同(YANSHI_CGCS2000)——基准面名称选择“CGCS2000(China)”——基准面方法选择“莫洛登斯基”。 注:如果是地方工程独立坐标系,需预先定义基准面和椭球。 投影设置: 投影:横轴墨卡托投影 地心纬度:0°0’0” 地心经度:106°45’00”(根据设计提供的坐标椭球参数填写) 假东坐标:0 假北坐标:500000 比例因子:1 南方位角:否 正向:北/东 以上填写完毕——点击“确定”。 移位网格设置:默认即可(一般情况下无需移位网格)。 大地水准面模型设置: 方法:大地水准面网格模型 模型:EGM96(Global) 注:EGM为全球大地水准面,可以选择EGM96或EGM2008(经他人研究对比EGM2008优于EGM96),如果选择部分区域,可以在大地水准面子网格中创建大地水准面网格文件。 文件:ww15mgh.ggf(默认)。 以上设置完毕——点击“确定”。 工具栏:点击“文件”——选择“保存”。 更改坐标系:选择“坐标系和区域”——选择新建的“YANSHI_CGCS2000”——点击“下一步”。 更改坐标系: 预先定义的大地水准面模型:EGM96(Global) 大地水准面模型质量:测量质量 以上设置完毕——点击“完成”。 坐标系统设置完毕,摘要区域处会显示新建的坐标系统名称——点击“确定”。 三、基线解算 基线向量解算是指在卫星定位中,利用载波相位观测值或其差分观测值,求解两个同步观测的测站之间的基线向量坐标差的过程。基线的质量主要通过统计同步环闭合差、异步环闭合差、重复基线长度差值比较及三维基线向量合格情况进行检验。 TBC软件工程设置: 工程设置是对软件预先定义一种属性格式,如:坐标系统、单位、基线处理参数、网平差参数等。 工具栏:点击“工程设置”——点击“基线处理”——点击“总体”。 注:星历表类型:默认为自动,长基线>20km选择精确(需下载),短基线 |
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