GPS必要观测与多余观测
这样,每个观测历元只要有4 个卫星的观测量就可以唯一确定测站点三维坐标(Xi、Yi、 Zi)。显然,这个过程并没有涉及参数估计,4 个观测方程有唯一的确定解。 前已述及,观测方程的解算就是对未知参数的估计过程。例如,为了确定地面点A 的三 维坐标(如图5-2 所示),在一个观测历元,分别观测到卫星S1、S2、S3、S4 和S5。由此,可 以根据伪距观测方程(5-5),用卫星S1、S2、S3 和S4 的伪距观测量构成方程组,从而唯一确 定地面点A的三维坐标( ) A A A X ′、Y ′、Z′ 和钟差 t (t) iδ ′ 。同样道理,也可用卫星S2、S3、S4 和 S5构成方程组,确定地面点 A 的坐标( ) A A A X ′′、Y ′′、Z′′ 和钟差 t (t) iδ ′′ 。由于 GPS 观测总是含 有误差的,所以观测值之间不可避免地会存在几何矛盾。这样, ( ) A A A X ′、Y ′、Z′ ≠ ( ) A A A X ′′、Y ′′、Z′′ 。如何消除观测值之间的几何矛盾?如何确定未知参数的最佳估值?如何给 出估值的精度?这些都是GPS 平差计算必须要解决的问题。
在这个例子中,为了求得未知参数向量( ) i i i i X、Y、Z、δt ,只要 4 颗卫星,就可以唯 一确定地面点A 的三维坐标,这时必要观测数t=4。所谓必要观测(Necessary Observations), 就是指解算未知数所需的最小的观测值的个数。如果独立观测值的个数超过必要观测数(n >t),则超出的部分称为多余观测(Redundant Observations)。如果有5 颗卫星,获得5 个独 立观测量,这时多余观测数r=n-t=1。多余观测是平差计算的必要条件。
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