SGO如何进行静态测量解算

现如今的工程测量建立各种等级的测量控制网主要使用GNSS技术。与常规的水准测量与角度测量相比，GNSS静态测量在建网方面具有很大优势，如：

• 测量精度高且不受前后站精度的影响；
• 选点灵活，只需要保证与天空通视；
• 测量不受时空因素影响，无论白天夜晚都没有限制，也不受天气因素影响；
• 作业效率高，只需要在选定的测量点处架设天线和接收机，同步观测1至4小时即可完成一片区域的具有一定精度保障的布网；
• 最后的内业工作无需经过大量的手工计算，只需将测量文件输入到专业软件中去便可得到各类测量成果（通常是GNSS网）。

南方地理数据处理平台，简称SGO，是南方卫星导航出品的一款GNSS数据处理的集合平台，融合GNSS静态解算、动态后处理、道路设计、摄影测量及一系列大地测量相关的工具集的综合数据处理软件。其中静态解算功能正是SGO的核心功能之一。本篇文章将为大家详细介绍SGO进行静态解算的操作方法。

一、数据准备

进行静态解算首先要在野外进行外业观测，收集测量点的GNSS观测数据。要保证构成基线的观测点位具有较长的同步观测时段，这样有利于相对定位时消除具有强空间相关性的误差因素影响。

在测量前，每台接收机都要先对天线进行高进行测量，测量人员需要记录天线高度的测量结果及测量方式，比如相位中心高、斜高等等。

经过外业测量后可以得到一系列测站的观测文件。如果是用南方测量仪器，一般会得到sth格式；使用其他厂家的测量仪器得到的测量文件，通常需要经过格式转换，转换为通用的可交换式RINEX文件，表现为yyO、yyN等文件格式。

至此，我们的数据准备工作就完成了，接下来就可以打开SGO软件，准备进行数据处理了。

二、数据导入

经过外业测量的观测数据需要先导入软件，并对其进行质量检查，如数据是否完整、接收机钟差是否超限、多路径效应和周跳情况是否明显等等。只有质量好的观测文件，才能最终获得满意的测量成果。

首先点击“新建工程”，按照对话框提示输入工程名称和工程目录。

点击“确定”后对工程进行坐标系统、控制网等级、导入、导出设置等参数配置。一般如果没有特殊需要，就只需对坐标系统和控制网等级进行自定义设置即可。

工程设置完成后点击“确定”保存，点击“常用操作”中的“导入”菜单，下拉后点击“导入观测值文件”开始导入文件。

在弹出的文件选择对话框中定位到测量文件保存的目录后选中欲处理文件后点击“确定”导入软件。

加载完成后便需要使用之前外业测量中记录下的各测站的天线高。导入观测值文件加载完成后会弹出测站信息对话框，此时针对不同测站，勾选后点击下方的“编辑”按钮，对测站的天线类型、天线高和测量方式等进行设置。

全部设置完成之后点击“确定”，即可完成数据的导入。

三、质量检查

对于导入的诸多观测值可以点击“批量质量检查”对所有观测值文件进行质量检查，包括数据完整性、多路径、信噪比、钟差等12项指标。

在批量质量检查的对话框中选择所有观测值或者某些观测值，点击“处理”，软件将逐个对观测值文件进行质量检查，并实时将结果显示在界面表格中。

对于个别质量检查不通过或者想要更加详细了解具体质量检查结果的，可以关闭批量窗口，在工程管理器中分别对每一个测站观测值进行单独的质量检查。

单独质量检查能够更详细地给出观测值的质量，并以文字、图像的形式详细直观地提供用户质量检查结果。右键工程管理器中的对应测站，选择“质量检查”，即可在主界面看到质量检查结果。

如果质量检查不合格，有可能使基线解算不合格，用户需要对质量不佳的观测时段进行禁用，或者对观测条件不佳的卫星进行禁用，严重时甚至需要重新采集数据才能进行解算。

四、基线解算

在基线解算过程中，由多台GNSS接收机在野外通过同步观测采集到的观测数据被用来确定接收机间的基线向量及其方差-协方差阵。一般来说，普通的工程应用基线解算通常在外业测量期间就进行完成了。然而对于高精度长距离应用，外业测量间的基线解算只是对观测数据质量的初步评估，正式的基线解算通常是在整个外业观测工作完成后进行的，需要严密详细进行处理。

在SGO的解算流程中，基线解算也是进行最终网平差操作的必由之路，只有基线解算合格，才有可能得到合格的GNSS测量控制网。而基线解算过程也正是内业处理人员需要进行最密切关注的一部分，因为它涉及到多种解算策略的选择，都要根据实际情况进行灵活变通。计算机软件在此的工作就是忠实地执行测量人员的决策，但是最终决定是否可以继续进行网平差操作，还是需要测量人员在这一步进行细致的调整，最终使基线成果合格不超限。

基线解算结果的优劣决定因素分为两部分，其一是数据源的质量。我们在上一步“质量检查”中已经可以对观测数据的质量有一个大致把握，比如其数据量是否充分、多路径效应的误差影响是否需要进行更多考虑、观测过程的周跳情况是否严重、等等。这些数据源的质量可以一部分决定基线解算是否有大概率出现超限的情况，但更重要的是测量人员根据这些质量因素决定某些数据是否参与差分解算，或者采用什么样的观测值组合方式能够最大限度地削弱误差的影响，使无需重测就可以解算合格。

这一部分需要测量人员的专业知识与工作经验，这篇文章在讲述SGO具体操作的同时，也会略微提及这一方面的大致修改方向，给初次使用类似的静态测量软件的人一些大概方向。

首先我们先对SGO进行基线解算的步骤进行一个说明：

1. 对要处理的基线进行基线处理设置

点击“基线处理设置”，选择基线解算的参数，包括分段最小历元、周跳探测方法、高度截止角、数据采样间隔、卫星系统、解算策略、模型应用等等要素。还可以根据情况设定参与解算的具体卫星。

设定完毕参数后，点击“基线处理”，选择要处理的基线，并开始处理。

2. 对处理不合格的基线进行精化处理直到合格

基线解算精化处理即不断修改不合格基线的解算参数，设定基线解算策略，进行不断尝试直到合格。当然，这种尝试并不是没有规律可循的。在这一块，我们可以简单谈谈什么样的情况会导致基线处理不合格，并且遇到不同的情况应该怎么处理。

应该首先说明的一点是：基线解算失败的原因林林总总，绝不可一言以蔽之；同时软件使用的基线解算方法也绝未穷尽。说到底基线解算的方法有无数种，任何软件也都不能声称自己最为全面准确地覆盖所有已研究出的解算算法。然而可以放心的一点是，SGO中使用的五种解算类型算是当前最为常用、经历过实践的检验的较为全面的解算类型，一般情况下的观测值通常都能通过一定的参数组合解算成功。如果您在使用过程中发现排除数据质量问题出现的基线解算无法合格的情况，请务必联系我们，我们会认真对待您在使用SGO中出现的一切问题并乐意为您解决。

下面，我们来了解一下常见的基线解算失败的原因以及对应的办法。

a. 基线起点坐标设定不准确

基线解算得到的结果是基线向量，是一段有向线段。如果起点坐标不准确，就会导致基线出现尺度和方向上的偏差。

对于起点坐标设定不准确的判定目前并没有手段能够进行探测，不过这种情况大多数情况下出于测量人员的误操作。比如在进行天线高的量取时记录错误或者导入数据到软件时输入错误。这种情况就需要测量人员保证自己的天线高数据记录正确并且仔细核对测站信息中对应测站的天线高。

另一种情况出于观测时间太短以至于其概略坐标计算精度略低，也可能对基线解算质量有一定影响。这种情况可以对观测时间进行一个大致的判断，利用SGO的基线方向“交换起止”功能，将起点设定为观测时间略长的一端。如下图：

综上，基线起点坐标不准确带来的基线解算结果的影响一般只能通过测量人员反复核查避免误操作，以及适当加长观测时间来规避。

b. 测站卫星观测时间太短

某些测站的某些卫星观测时间可能太短，因此会导致进行测站间卫星双差时可用的数据量减少，从而导致这些卫星的模糊度无法固定，最终导致整条极限的解算受到影响。

这种问题可以通过查看测站的卫星观测信息来进行初步判断。在SGO中，可以通过“编辑测站”功能直观查看每个测站的每颗可视卫星的观测情况，如下图：

可以看到上图中G11的观测量就较少，因此可能对基线解算造成影响。

解决的办法之一是直接在上面的界面中双击G11来禁用此颗卫星加入解算，但要保证除此之外还有充足的卫星可供解算。

解决的办法之二是适当减小基线解算参数中的分段最小历元和采样间隔参数，这样可以使解算时利用更多数据，但是这样也存在另一方面的问题：当观测条件不佳的话，这一举措会使整体解算加入更多观测质量不佳的数据，从而从另一方面不利于基线解算。因此重要的时经过多次尝试找到一个相对最优的参数组合。

c. 观测值中含有较为严重的周跳

观测过程中存在未检测出的周跳会使解算结果的残差发生较明显的跳变。可以查看基线的解算报告或者查看基线的残差分析图发现端倪，如下图：

//找一个周跳严重的残差图

可以看到上图中的残差在某个时段发现了突变似的跳跃，这说明观测值中含有周跳。

对于这种问题，可以尝试更换基线解算参数设置中的周跳探测方式，或者通过剔除含粗差影响较大的数据重新进行解算。具体方法在测站的“编辑测站”中拖动选择某个时段范围内的数据进行禁用即可，如下图：

d. 观测时段多路径效应比较严重

观测时段内多路径效应比较严重会导致残差分析图的结果普遍偏大，如下图：

可以看到上图的残差虽然极差不大，可是普遍数值比较高，最小值也不在0附近，所以可以认为观测时段内这颗卫星的多路径效应比较严重。

这种情况需要考虑删除这一时段或者卫星来剔除多路径的影响；或者适当提高高度截止角，这样能减少一部分因低角度地面反射带来的多路径效应影响，不过这样子也具有盲目性。不是所有的多路径效应都是低高度角带来的，而且过高的高度截止角反而会降低卫星的几何精度因子，导致定位精度降低。

e. 观测时段的对流层或电离层折射影响偏大

对流层和电离层的折射影响也体现在观测值残差中，表现为残差结果的波动，不过并没有周跳似的跳变，其波动程度一般较小，不超过一周，但是却能较明显看出这种波动，如下图：

这种情况可以使用下面的解决办法：

办法一：略微提高高度截止角。电离层延迟和对流层延迟是和路径相关的延迟，因此如果减少卫星信号传播过程中经过的距离，便可以一定程度上减少这两方面的误差。倾斜入射的卫星必定比垂直入射的卫星在大气中经历的距离要长；不过与多路径的处理方式相似，这样也具有一定的盲目性，所以不可无限度地提高高度截止角。

方法二：采用不同的解算类型进行解算。SGO中有“无电离层组合”的基线解算类型可供选择，当观察到电离层延迟因素影响较大时，可适当选用此解算类型进行解算。

3. 闭合环检查

基线解算合格并不是基线解算过程的结束。需要考虑基线组成的闭合环限差是否超限对基线的整体解算质量进行评估。

点击“闭合环列表”可以查看闭合环质量，主要关注各方向闭合差及闭合限差，如下图：

上图中“质量”一栏均为合格或者检查，就说明整体基线解算基本符合控制网要求。如果遇到“超限”，就需要重新考虑构成闭合环的基线了，重新解算对应基线，或者在不破坏网型的基础上舍弃一些质量不佳的环，最终达到所有的闭合环都符合要求。

经过上面步骤的基线处理，便可以进行下一步网平差。

五、网平差

基线解算仅能得到基线向量，而无法确定绝对位置，因此需要在网平差过程中引入绝对位置基准，从而确定GPS网中点在指定参考系下的坐标以及其他所需参数的估值。同时，也可以通过平差消除测量中的一些误差，并评定GPS网精度。

网平差过程要经过自由网平差、三维约束平差、二维平差与高程拟合。这些过程都在SGO软件内部自动处理，用户需要做的只需要设定控制点即可。

点击“编辑控制点”，即可选择测站点并输入相应坐标，如下图（为避免隐私已对具体点坐标打码处理）：

可使用的控制点类型有平面控制点、三维空间控制点等类型，用户可以根据自己的已知点类型进行选择。

控制点设置完成后，点击“网平差”即可自动进行平差处理，结束后会弹出网平差报告，用户可以查看具体的GNSS网成果并保存。

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