GSP软件对基线质量的检核计算

GSP软件对于基线质量检核计算功能强大，高效方便。本文重点介绍GSP软件进行基线质量检核。

基线向量已导入到GSP软件中，如图1所示。具体操作请见上一篇文章《GSP软件对基线向量的操作方法》。

图1 GSP中所显示的基线向量

现在进行基线重复边的检核。以《高速铁路工程测量规范》规定为例，同一基线不同时段重复观测基线较差应满足：，为基线长度的中误差（mm），，其中a：固定误差（mm），b：比例误差（mm/km），D：基线长度（km）。

GSP中检查重复基线的操作过程如下：只需点击按钮（鼠标移至该按钮附近软件会自动提示：“检查重复观测”），计算结果便已显示，在“R重复边”页面下，显示结果如图2所示。

图2 GSP软件计算重复基线较差的页面显示

如图2所示，所有重复边计算结果均已显示在“R重复边”页面表格中，上图标号2的下拉按钮可以实现查找包含指定点名的基线重复边计算结果，标号3显示出了重复边计算统计结果：共72条重复边，重复基线较差均满足的规范要求，超限0条。标号4的“显示分量”按钮如果勾选，则表格会显示重复基线分量较差计算结果，如图中wx、wy、wz表格栏中显示数值所示，如果不勾选“显示分量”按钮，则软件自动隐藏wx、wy、wz表格栏。还可以通过在表格里任意位置处鼠标右键勾选表格显示的内容，如图3所示，右键中勾选项表格栏中会显示，不勾选内容则软件则自动隐藏。

图3 GSP右键功能勾选需要显示的内容

重复基线较差检查完毕后，可进行异步环闭合差的检验。以《高速铁路工程测量规范》规定为例，异步环分量闭合差及全长闭合差限差应满

足：。其中为闭合环中误差，高速铁路由于是狭长带状网形分布，基线边长长度不均匀，因而GSP在计算时，采用了如下计算方式，以3边形闭合环为例，GSP是分别计算每条边基线边长中误差，计算公式同重复边限差计算

，然后对3条边计算结果平方和后开根号，传统的CosaGPS在计算时，先计算3条边环长，然后直接按公式计算，这样计算得出的限差往往取值偏大，不够严密，GSP计算异步环限差指标要更严格一些。换句话说，限差指标越严格，越容易发现解算精度不够的基线,从而发现问

题采取措施，提高基线的精度质量。

GSP软件检查异步环闭合差的操作过程如下：只需点击按钮（鼠标移至该按钮附近软件会自动提示：“检查闭合差”），计算结果便已

显示，在“U闭合差”页面下，显示结果如图4所示。

图4 GSP软件计算异步环闭合差的页面显示

如图4所示，所有异步环闭合差计算结果均已显示在“U闭合差”页面表格中，上图标号3的点击“统计数据”按钮会显示所有异步环闭合差计算统计结果，若按照《高速铁路工程测量规范》规定，超过3倍中误差，即表示异步环闭合差存在超限。该表格统计数据里显示存在异步环闭合差超限。若点击图中标号2所示的“合格”标题栏，GSP具有自动排序功能，可以很方便的显示出超限异步环。如图5所示。

图5 GSP软件显示计算异步环闭合差的超限情况

顺便附带说明，GSP在GPS平差项目这个模块中，绝大部分表格的内容均可通过鼠标点击标题栏实现自动排序功能，这样对于基线质量检核可以方便检查是否存在超限，可以十分快捷的通过排序功能查找最大最小值，而市面上流行的CosaGPS软件则无法实现此功能。

如图5所示，标号1中显示了异步环闭合差存在超限，其中，“x”表示异步环分量闭合差超限，“xX”表示异步环分量闭合差、全长闭合差都超限。GSP软件在显示存在超限异步环的同时，也清楚的显示出了哪些异步环闭合差超限，如图5所示，超限的异步环均包含“CPII762~CPII764”这条边长的基线，由于CPII762~CPII764这条边长存在不同时段重复观测，GSP具有快速甄别由于哪个时段的基线引起超限，此功能大大提高了作业效率，十分有用，而CosaGPS也不具备此功能。

在GSP软件中点击“详细数据”按钮，如图6标号2所示。

图6 GSP软件显示某条超限异步环的详细数据结果

图6显示了某条超限异步环的详细数据结果，即对CPII762~CPII764~NCPII761-1这个3边形所有观测异步组合环的分量及全长闭合差均显示在“详细数据”对应的表格中，所有观测基线对应的时段也被显示。在图6标号3所示的CPII762~CPII764~NCPII761-1这个3边形时段显示中，时段1这一列显示的时段表示第1点和第2点所观测的时段，时段2这一列显示的时段表示第2点和第3点所观测的时段，时段3这一列显示的时段表示第1点和第3点所观测的时段。熟悉了GSP软件这一特点后，就可以快速的判别， CPII762~CPII764~NCPII761-1该异步环超限是时段号为0411B的CPII762~CPII764这条基线引起的，如图6标号4中所示。在“合限状态”栏中均显示了“y”，GSP软件分析是该条基线y分量存在问题，这样就迅速了发现了引起异步环闭合差超限的原因，是0411B这个时段的CPII762~CPII764基线的y分量存在问题，于是重新对该条基线单独进行基线解算，或者再检查下该条基线的残差大小，如果残差过大，通过基线解算也无法得到合格的结果，分析导致这条基线解算精度不足的原因（如外业控制点观测条件很差），如果不影响网形且该条基线对整体计算结果不产生影响，可以考虑删除该基线。下面就重点介绍GSP软件计算基线残差的过程，即通过三维无约束平差计算基线向量的改正数。

GSP计算三维无约束平差操作过程如下，只需在平差方式中选择“三维基线平差，，单击按钮或，（两个不同按钮！），即可进行三维无约束平差计算，得到基线向量的改正数，基线向量改正数显示结果在GSP软件中“基线向量”的“3维向量”表格里，如图7所示。

图7 GSP软件三维无约束平差计算结果

图7中标号4的Vdx、Vdy、Vdz显示出了每条基线各分量无约束平差的改正数，以《高速铁路工程测量规范》规定为例，基线向量各分量无约束平差的改正数应满足：，表示基线长度的中误差，若改正数超出此限差要求，即表示基线存在粗差，GSP软件可以方便的检查粗差，点击图7的标号5所示的“检查粗差”按钮，结果显示在软件下端的提示栏中，如图7的标号6中显示的信息：“共有1条基线向量的改正数超出3倍中误差，有粗差存在！ CPII762，CPII764，0411B”。从前面异步环闭合差分析已得出了0411B时段的CPII762~CPII764存在问题，该条基线向量的改正数也已超限。一般而言，GSP就是通过重复边、异步环闭合差以及三维无约束平差基线向量改正数等技术指标检核基线质量，而该软件提供的功能足以迅速判断是哪些基线存在问题。如本例所示，这时需要查看下0411B时段的CPII762~CPII764这条基线各分量的改正数大小，可鼠标单击图7所示的标号4中标题栏Vdx、Vdy、Vdz中的Vdy（前面已判断该基线的y分量存在问题！），软件自动进行排序，可显示出CPII762~CPII764的基线向量改正数，（还可通过图7标号1所示的选择键选取基线起点名CPII762，也可迅速找到CPII762~CPII764这条基线向量的改正数的计算结果，这里附带说明下图7标号2选择键可以实现包含基线终点名显示基线，标号3选择键可以实现包含基线时段号显示基线），CPII762~CPII764的基线向量改正数显示结果如图8所示。

图8 GSP软件显示改正数超限基线信息

从图8显示结果可看出，Vdy（y分量改正数）达到42.5mm，很明显已超出限差，因而该基线存在粗差。这里特别说明图7的标号7中按钮所实现的功能：“同步基线数据更新”，在发现基线质量不合格的情况下进行基线重新解算后，需要替换原来解算基线。原来的基线向量保存在一个文本文件里，点击“基线向量库文件”按钮，打开这个基线向量文本文件，选项“”分别实现的功能是：“从库”表示修改过的基线向量文本文件代替GSP软件中的基线向量，“到库”在GSP软件中修改替换后的基线向量结果更新到基线向量库文本文件中，然后点击“更新”按钮，即可实现基线更新的功能。这一功能方便于基线重新解算后替换原有不合格的基线，也是GSP软件具有其他软件所不具备的一个特点。

对于三维无约束平差计算，三维无约束平差是检核基线内符合精度的一个重要计算过程，一般需要一个点的三维坐标作为起算点，GSP软件如果不设置起算点，自动设定基线网形中一个点作为起算点，其空间直角坐标为（0,0,0），而CosaGPS则在进行三维无约束平差计算时，先需要设定一个点的三维坐标作为起算点，GSP和CosaGPS一样，在设置起算点时，可以输入空间直角坐标（XYZ）格式，也可输入大地坐标（BLH）格式，软件自动识别起算点坐标的格式。

在基线进行平差计算时，如果约束平差采用三维约束平差的方式，以《高速铁路工程测量规范》规定为例，基线质量检核则多了一项技术指标：即三维约束平差和三维无约束平差基线向量改正数较差应小于2倍基线中误差的规定，GSP软件可以很方便的检核，GSP平差计算的内容将在下面的两篇文章中《GSP软件对基线的无约束平差计算》、《GSP软件对基线的约束平差计算》作详细介绍。

本篇文章重点对GSP软件进行基线质量检核方面作了详细介绍。GSP软件功能强大，应用丰富，能够快速的检核出基线质量是否符合规范规定的限差要求，对于不满足指标要求的超限基线，GSP能够快速发现，自动化程度较高，这样大大提高了GPS数据处理的效率。