GPS控制网优化设计与数据处理研究

发布时间：2017-04-06 13:07

  本文关键词：GPS控制网优化设计与数据处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球卫星定位技术的不断发展，GPS以其显著的优势逐渐替代了传统大地测量的定位方法，它的出现给测绘学科带来了创新性的变革。由于该技术在各种工程中得到了日益广泛的应用，如何提高GPS控制网点的精度，成为了其研究领域内重要的任务与议题之一。 本文通过分析GPS控制网的优化设计、观测数据的处理工作以及数据成果不同坐标系统中的转换内容，通过工程应用中的实例数据进行对比，并结合实际应用和相关算例进行分析。论文内容如下： 1.从GPS技术的伪距观测和载波相位观测原理着手，详细阐述观测过程中卫星部分、传播路径部分、地面部分误差的来源与影响，并分析各种误差应该采用哪些合适的方法予以减弱或消除。另外，从单差、双差、三差三种求差方法原理的角度，研究其对解算过程和误差的影响与消除； 2.讨论GPS控制网优化设计的相关理论，总结了控制网的零类、一类、二类、三类设计的内容，分析GPS网优化设计的精度、可靠度、费用、灵敏度四项评定指标，归纳如何提高GPS控制网的精度和可靠性。最后引入GPS网的三类优化算例，通过比较我国吉林市城市控制网旧网改造的观测方案和优化后控制网观测方案，对比两期方案观测数据成果以及各项指标参数，可以得出合理的优化布网方案可以降低工作量、提高效率并获得更高的精度这一结论； 3.基线解算和网平差是GPS控制网观测数据处理过程中的重要步骤，论文以GPS观测数据处理过程为内容，分析了三种基线解算模式、基线解算成果质量的控制和评价指标以及基线精化方法；研究了GPS控制网观测数据无约束平差和约束平差的模型及误差方程。并选取了一种商用后处理软件，以TBC为例分析GPS控制网观测数据的处理过程。 4.探讨了北京54坐标系、西安80坐标系、WGS-84坐标系、国家2000坐标系这四种我国常用的坐标系统，高斯-克吕格投影和通用横轴墨卡托投影两种投影方式。研究了数四种坐标转换模型的原理，并根据分布于我国吉林市周围的8个控制点在北京54坐标系下和西安80坐标系下的成果，，选取了四参数模型和七参数模型对已有控制点坐标进行转换，通过对比两种方法转换结果的精度，得出在控制点分布超过一定范围时，七参数法转换结果要优于四参数法。
【关键词】：GPS原理 GPS控制网优化 GPS数据处理 基线解算 网平差 坐标转换
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 GPS 控制网的研究意义11-12
• 1.2 国内外研究背景12-15
• 1.2.1 控制网优化设计研究现状13
• 1.2.2 GPS 控制网观测数据处理的研究现状13-14
• 1.2.3 坐标转换过程的研究现状14-15
• 1.3 内容与结构15-16
• 第2章 GPS 定位原理16-22
• 2.1 GPS 定位原理16-17
• 2.2 GPS 定位中主要的误差来源17-19
• 2.2.1 与卫星有关的误差17-18
• 2.2.2 传播路径有关的误差18-19
• 2.2.3 地面接收机部分有关的误差19
• 2.3 单差、双差、三差观测值19-22
• 第3章 GPS 控制网的优化设计22-33
• 3.1 GPS 网的优化设计指标22-23
• 3.1.1 精度指标22
• 3.1.2 可靠性指标22
• 3.1.3 费用指标22
• 3.1.4 灵敏度指标22-23
• 3.2 GPS 网优化设计的分类23-24
• 3.3 GPS 网精度与可靠性的提高24-25
• 3.3.1 GPS 网可靠性提高的方法24-25
• 3.3.2 GPS 网精度提高的方法25
• 3.4 算例分析25-33
• 3.4.1 GPS 网设计方案对比26-27
• 3.4.2 观测成果的对比分析27-33
• 第4章 基线解算与网平差33-49
• 4.1 基线解算34-37
• 4.1.1 基线解算模式34
• 4.1.2 基线解算质量的控制指标34-35
• 4.1.3 基线质量的评定指标35-36
• 4.1.4 基线精化36-37
• 4.2 GPS 网平差37-45
• 4.2.1 GPS 网平差的意义与过程37-38
• 4.2.2 无约束平差38-41
• 4.2.3 约束平差41-45
• 4.3 实例分析45-49
• 第5章 坐标转换研究49-60
• 5.1 常用的坐标系49-51
• 5.1.1 北京 1954 坐标系49
• 5.1.2 西安 1980 坐标系49-50
• 5.1.3 WGS-84 坐标系50
• 5.1.4 国家 2000 坐标系50-51
• 5.2 高斯-克吕格投影与 UTM 投影51-53
• 5.3 坐标转换方法53-56
• 5.3.1 三参数模型53
• 5.3.2 平面四参数模型53-54
• 5.3.3 七参数模型54-55
• 5.3.4 九参数模型55-56
• 5.4 案例分析56-60
• 5.4.1 四参数转换结果57-58
• 5.4.2 七参数转换结果58-60
• 第6章 结论与展望60-61
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 导师及作者简介65
• 攻读学位期间发表文章65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡杰;胡伍生;;基于混合模型的平面坐标转换方法研究[J];测绘工程;2010年03期

2 郭英起;张振海;王杨;;建立GPS控制网观测方案优化的研究[J];测绘工程;2011年03期

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10 谢劭峰;观测卫星选择对GPS基线解算质量的影响[J];海洋测绘;2005年05期

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本文编号：288898