基于LGO与CosaGPS处理GPS数据方法的探讨

余旭

【摘 要】本文详细介绍利用LGO与CosaGPS处理GPS数据的操作流程。利用LGO处理基线的稳定性和COSAGPS平差的高效性。保证控制网的精度，减少控制网数据处理的内业工作，提高工作效率，在实际工作中得到验证。

【关键词】LGO；COSAGPS；基线解算

【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）全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统，其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量控制测量、工程测量控制测量、航空摄影控制测量等各个方面[1]。具有（1）测站之间无需通视；（2）精度高；（3）观测时间短；（4）操作简便；（5）效率高等特点。在GPS数据处理方面，不同的GPS厂商拥有不同的GPS数据处理软件，数据处理精度各不相同，并且国外GPS数据处理规范与国内规范要求不同，选取适当的软件来处理GPS数据，既可以达到精度要求又方便筒捷。

1 软件简介

1）LGO

LEICA GeoOffice Combined（简称LGO）软件是Leica测量系统公司开发的针对Leica测量仪器集GPS、全站仪、电子水准仪等数据传输和处理的综合系统软件。它可以处理所有徕卡GPS的原始测量数据和其他品牌的GPS数据（RINEX）。基本功能包括：坐标系统建立、星历预报、基线处理、基准/投影、网平差模块、格式管理器、外业设计等功能。该系统具有功能强大、使用方便、自动化程度高、结果可靠等特点。并且该软件开放使用，不需要加密锁，因此在测绘及其相关领域得到广泛应用。

2）CosaGPS

CosaGPS软件是武汉测绘科技大学编写的一套测量控制网通用数据处理软件包。完成任意测量控制网的平差解算和精度评定等工作。该系统最大特点是自动化程度高，通用性强，处理速度快，解算容量大，成果报表自动化输出。

2 LGO处理GPS基线数据的流程

1）数据输入与预处理[3]

（1）已LEICA GPS数据传输方法为例，将接收机里的CF卡取出来，并把CF卡放到专用读卡器上。

（2）把读卡器的USB 接口与计算机连接。

（3）从计算机上打开可移动磁盘，打开“CF-卡”，在文件夹里找到作业的文件名，拷贝到计算机上。

（4）建立项目，定义坐标系统两个坐标系统，椭球为WGS-84椭球，并选择高斯投影。

（5）原始数据输入到项目中，进入“查看/编辑”视图可以查看图中的点信息是否正确。不同时段是否合并、是否改变采样间隔等，检查完后点击分配。

（6）在“GPS处理”页面内，右边栏内右键“卫星窗口”根据不同GPS等级关于“任一卫星时段长度”的规定，剔除不满足要求的卫星。

2）基线解算[3]

基线解算的方式：手动、自动。

（1）手动解算：开始计算必须先选择一个起算点，如果是项目开始的第一次解算，应选择一个点做单点计算（SPP）。如果已经有处理的点，则应选择一个已解算的作为起算点，进行基线解算。

（2）自动解算：直接选择需要解算的数据进行解算。解算完毕之后，检查模糊度状态，确定其都为“是” 。

配置GPS处理参数。

（1）高度截止角：设置15°-25°。

（2）活动的卫星：除掉的卫星不勾选。

（3）频率：一般选择自动。

（4）残差：勾选上，这样可以生成残差报告，对于卫星观测值中周跳太多的情况可以从基线解算后所获得的观测值残差上分析。

（5）最短时间：时段低于该值的不予计算，根据需要可以设置。

（6）最大基线长度：大于设定的基线不予计算，根据需要可以设置。

（7）其它选项默认。

基线解算完成后，选择“存储” 。点击“查看/编辑”查看生成GPS 控制网的基线图，导出.asc文件。

（1）在LGO中选择“输出——ASCII data”。

（2）单击设置按钮，在“常规”标签下“文件类型”选择“基线”。

（3）在“基线”标签进行设置，勾选“协方差”和“SKI 2兼容”。

（4）基线输出。

3 CosaGPS平差计算

1）新建工程：根据工程需要选择接收机和基线解类型，相应等级的精度，设置投影类型。

2）数据准备：①三维已知点，三维空间直角坐标②二维已知点，输入已知点的平面坐标③一维高程点④基线数据。

3）数据检验：①闭合环检验，查看报告中是否有超限的闭合环，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。②重复基线长度检验，查看报告中是否有超限的重复基线，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。

4）无约束平差：查看①PVV②M0：单位权中误差③三维基线向量残差是否符合精度要求。（下转第114页）

（上接第58页）5）约束平差：查看①旋转角②尺度③PVV④M0⑤二维基线向量残差⑥精度指标：最弱点点位中误差、最弱边方向中误差、最弱边边长相对中误差。

4 实例

为了验证LGO与CosaGPS数据处理的稳定性与高效性，选取某电力勘测工程的外业像控点测量。其GPS 等级为E级的控制网进行数据分析，该控制网包括67个像控点，6个已知国家三角点，控制网图如图3所示。用7台GPS GX1220+接收机观测，环线闭合差、复测基线、无约束平差、约束平差的各项统计检验及精度均满足相应的规程要求。

1）LGO 处理

基线处理及其精度如表1。

2）CosaGPS处理

由表2所示，控制网三维无约束平差精度统计数据可知，控制网的基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的。在此基础上可以进行二维约束平差如表3，二维约束平差后，控制点间基线最弱边精度为1/117000万，方向中误差最大为1.14″，基线向量精度满足规范的精度要求。

5 结论

在工程项目中，LGO+COSA处理模式得出的成果清晰明了，符合规范要求。既能充分利用LGO处理基线数据的稳定性，又能利用COSA处理数据的大容量高速度和成果自动生成的特点，减少了内业工作量[4]。此方法对类似工程有一定借鉴意义。

【参考文献】

[1]李国柱，魏保峰，马波，等.LGO与GAMIT进行GPS基线解算的精度分析——以昆明市城市轨道交通框架网为例[J].城市勘测，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]邓岳川，于洋，邓大卫，等.黑洼水库地区GPS平面控制网的布设与实施[J].滁州学院学报，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]赵彦刚，徐喜旺.Trimble Business Center处理GPS基线数据方法的探讨[J].导航定位学报，2013，1（2）：74-76.

[4]张秋波.基于精测网测量数据平差模式的比较[J].铁道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[责任编辑：杨玉洁]

3）数据检验：①闭合环检验，查看报告中是否有超限的闭合环，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。②重复基线长度检验，查看报告中是否有超限的重复基线，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。

4）无约束平差：查看①PVV②M0：单位权中误差③三维基线向量残差是否符合精度要求。（下转第114页）

（上接第58页）5）约束平差：查看①旋转角②尺度③PVV④M0⑤二维基线向量残差⑥精度指标：最弱点点位中误差、最弱边方向中误差、最弱边边长相对中误差。

4 实例

为了验证LGO与CosaGPS数据处理的稳定性与高效性，选取某电力勘测工程的外业像控点测量。其GPS 等级为E级的控制网进行数据分析，该控制网包括67个像控点，6个已知国家三角点，控制网图如图3所示。用7台GPS GX1220+接收机观测，环线闭合差、复测基线、无约束平差、约束平差的各项统计检验及精度均满足相应的规程要求。

1）LGO 处理

基线处理及其精度如表1。

2）CosaGPS处理

由表2所示，控制网三维无约束平差精度统计数据可知，控制网的基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的。在此基础上可以进行二维约束平差如表3，二维约束平差后，控制点间基线最弱边精度为1/117000万，方向中误差最大为1.14″，基线向量精度满足规范的精度要求。

5 结论

在工程项目中，LGO+COSA处理模式得出的成果清晰明了，符合规范要求。既能充分利用LGO处理基线数据的稳定性，又能利用COSA处理数据的大容量高速度和成果自动生成的特点，减少了内业工作量[4]。此方法对类似工程有一定借鉴意义。

【参考文献】

[1]李国柱，魏保峰，马波，等.LGO与GAMIT进行GPS基线解算的精度分析——以昆明市城市轨道交通框架网为例[J].城市勘测，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]邓岳川，于洋，邓大卫，等.黑洼水库地区GPS平面控制网的布设与实施[J].滁州学院学报，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]赵彦刚，徐喜旺.Trimble Business Center处理GPS基线数据方法的探讨[J].导航定位学报，2013，1（2）：74-76.

[4]张秋波.基于精测网测量数据平差模式的比较[J].铁道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[责任编辑：杨玉洁]

3）数据检验：①闭合环检验，查看报告中是否有超限的闭合环，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。②重复基线长度检验，查看报告中是否有超限的重复基线，如果存在，应重新处理相应基线、剔除多余基线或重测。

4）无约束平差：查看①PVV②M0：单位权中误差③三维基线向量残差是否符合精度要求。（下转第114页）

（上接第58页）5）约束平差：查看①旋转角②尺度③PVV④M0⑤二维基线向量残差⑥精度指标：最弱点点位中误差、最弱边方向中误差、最弱边边长相对中误差。

4 实例

为了验证LGO与CosaGPS数据处理的稳定性与高效性，选取某电力勘测工程的外业像控点测量。其GPS 等级为E级的控制网进行数据分析，该控制网包括67个像控点，6个已知国家三角点，控制网图如图3所示。用7台GPS GX1220+接收机观测，环线闭合差、复测基线、无约束平差、约束平差的各项统计检验及精度均满足相应的规程要求。

1）LGO 处理

基线处理及其精度如表1。

2）CosaGPS处理

由表2所示，控制网三维无约束平差精度统计数据可知，控制网的基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的。在此基础上可以进行二维约束平差如表3，二维约束平差后，控制点间基线最弱边精度为1/117000万，方向中误差最大为1.14″，基线向量精度满足规范的精度要求。

5 结论

在工程项目中，LGO+COSA处理模式得出的成果清晰明了，符合规范要求。既能充分利用LGO处理基线数据的稳定性，又能利用COSA处理数据的大容量高速度和成果自动生成的特点，减少了内业工作量[4]。此方法对类似工程有一定借鉴意义。

【参考文献】

[1]李国柱，魏保峰，马波，等.LGO与GAMIT进行GPS基线解算的精度分析——以昆明市城市轨道交通框架网为例[J].城市勘测，2012，（4）：105-107.DOI：10.3969/j.issn.1672-8262.2012.04.033.

[2]邓岳川，于洋，邓大卫，等.黑洼水库地区GPS平面控制网的布设与实施[J].滁州学院学报，2013（5）：1-5.DOI：10.3969/j.issn.1673-1794.2013.05.001.

[3]赵彦刚，徐喜旺.Trimble Business Center处理GPS基线数据方法的探讨[J].导航定位学报，2013，1（2）：74-76.

[4]张秋波.基于精测网测量数据平差模式的比较[J].铁道勘察，2011，37（5）：16-19.DOI：10.3969/j.issn.1672-7479.2011.05.005.

[责任编辑：杨玉洁]