毕业论文测绘

2002届毕业生毕业论文1梧州市GPS城市控制网设计目录梧州市GPS城市控制网设计目录…………..……………………1中文摘要………………………………………….……………….3英文摘要…………………………………………………………..4第一章引言………………………………………………………5第二章GPS控制网布设要求与原则第一节网的等级精度指标…………………………………8第二节布网原则……………………………………………9第三节网形设计的基本形式与连接方式…………………10第四节GPS控制网设计方案同常规网的比较与优选……13第五节选点埋石……………………………………………18第六节仪器检查……………………………………………20第三章梧州市GPS控制网设计第一节工程项目名称目的设计依据………………………21第二节测区概况……………………………………………21第三节已有资料分析利用…………………………………23第四节方案设计与技术分析………………………………24第五节方案比较与优选……………………………………26第六节观测方案的设计与工作实施………………………33第四章GPS成果的检核与数据处理2002届毕业生毕业论文2第一节已知点的可靠性检验………………………………41第二节GPS外业观测成果的检核…………………………43第三节数据预处理…………………………………………46第四节GPS网平差设计……………………………………47第五节GPS网平面坐标转换设计…………………………48第五章GPS高程设计第一节模型确定……………………………………………54第二节高程拟合方法………………………………………55第三节水准精度估算………………………………………57结束语………………………………………………………………59致谢…………………………………………………………………60主要参考文献………………………………………………………61附录一（踏勘报告）………………………………………………62附录二（大地坐标系有关说明）…………………………………64附录三（GPS点之记）……………………………………………65附录四（GPS点环视图）…………………………………………66附录五（GPS点标石类型）………………………………………67附录六（GPS测量手簿记录格式）………………………………692002届毕业生毕业论文3中文摘要摘要本设计针对梧州市城市发展的实际情况，结合梧州市的城市发展规划和城市建设管理方案，通过GPS控制网与常规三角控制网的经济技术分析比较，优选出GPS控制网设计。随后用两种不同的GPS设计方案的比较优选出其中的一种方案。最后又进行了优选的GPS设计方案的网形设计、技术分析、GPS数据处理、平面坐标转换以及GPS正常高设计等。关键词：GPS控制网方案设计可靠性检验数据处理经济技术分析2002届毕业生毕业论文4ABSTRACTOFENGLISHABSTRACTThisdesignofGPScontrolnetworkaimartstheactualcircumstancethatdevelopmentofWuZhouCity,andcombinationthedevelopprogrammingofWuZhouCityandmanagetheprojectwithcitydevelopments,andcomparingtheGPScontrolnetworkwithnormaltrianglecontrolnetworkeconomictechniqueofcontrolnetandregulationstheanalysiscomparison,thenselecttheGPScontrolnetdesignasthebestdesign.UsethecomparisontwodifferentGPScontrolnetworkprojectdesignthenthebetterprojectisselectedamongthemlateron.FinallyagainprocessthebetterGPSdesignthenetformoftheprojectthedesign、techniqueanalysis、theGPSdatahandle、converttheordinateandtheGPSusualheightetc.KEYWORDS:GPScontrolnetProjectdesignDependableexaminationDatahandlesEconomicandtechniqueanalysis2002届毕业生毕业论文5第一章引言全球定位系统(GlobalPositioningSystem－GPS)是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性（航空、航天、陆地、海洋）、全球性、全天性、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度、时间。1957年10月，世界上第一颗人造卫星的成功发射，使得空间科学得以迅速发展，人类进入了一个崭新的时代。为了满足军事部门和民用部门，对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部便开始组织海路空三军，共同研究建立了新一代卫星系统的计划。这就是目前所称的“授时与测距导航系统/全球定位系统”，通常称为“全球定位系统”。近年来，GPS定位技术在我国已得到蓬勃发展。在我国大地测量、精密工程测量、地壳运动监测、资源勘察和城市控制网等方面的应用及其所取得的成经验，进一步展示了GPS定位技术的显著优越性和巨大潜力。二十一世纪，GPS定位技术将得到进一步的发展，应用将更为广泛，从而将为我国的经济建设、国防建设的发展和科学技术的进步做出新的贡献。在城市控制网方面，用常规的方法来完成将受到多方面因素的限制，那么，GPS（全球定位系统）将逐步取代常规测绘方法来担当此任。GPS测量除了较常规大地测量精度均匀和它可以直接获得空间三维直角坐标外，其优越性还体现在以下几个方面：1.设计和布点方便灵活GPS测量成果与地面分布图形无关，而且不要求点间相互通2002届毕业生毕业论文6视，从而使布网设计和实际选点基本不受约束，具有比较充分的灵活性，在建立工程控制网时可以省略对工程无用的过渡点。2.不受时间、气候条件限制测量工作者可以实现全天24小时作业，不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候影响，这就大大减少了完成任务的时间，提高了工作效率。3.定位精度和计算结果精度高用载波相位观测量做相对定位，目前能达到的典型精度是106（1ppm），观测时间只需要1小时，这是其它定位手段难以达到的。而且其计算结果也优于《城市测量规范》要求的城市基本控制网的精度指标。4.观测时间短、操作简便随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，观测时间变得越来越短，目前，20km以内的相对静态定位仅需15～20分钟，动态相对定位测量时，流动站出发时观测1～2分钟，然后可以随时定位，每站仅需几秒钟。随着GPS接收机的不断改进，自动化程度也越来越高，接收机的体积也越来越小，重量越来越轻，使GPS测量操作越来越简便。5.费用低影响测量成本的因素主要有两个：一个是设备费用，另一个是工作费用。根据GPS测量的特点：不需通视、时间短、精度高，同时省去了一些常规测量方法所需的通视造标的费用、工期缩短减少了工作费用。尽管目前GPS接收机的价格还比较高，随2002届毕业生毕业论文7着市场的扩大，其价格会大幅度的降低。6.功能多、应用广GPS系统不仅可用于测量、导航，还可以用于测速、测时，并且其应用领域仍然在不断扩大。近几年，我国已建成了北京、武汉、上海、西安、拉萨、乌鲁木齐等永久性的GPS跟踪站，进行对GPS卫星的精密定轨，为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务，致力于我国自主的广域差分GPS方案的建立，参与全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WASS）的筹建。同时，我国已着手建立自己的卫星导航系统（双星定位系统），能够生产导航型和测地型GPS接收机。GPS技术的应用正向更深层次发展。2002届毕业生毕业论文8第二章GPS控制网布设要求与原则第一节网的等级及精度指标根据国家测绘局部分的中华人民共和国测绘行业标准全球定位系统(GPS)测量规范国家建设部的城市测量规程和测区的实际情况,决定在梧州市布设城市三等GPS控制网。城市三等GPS控制网的精度指标见下表：表2－1城市三等GPS控制网的精度指标等级固定误差a(mm)比例误差系数b(ppm)相邻点最小距离（km）相邻点最大距离（km）相邻点平均距离（km）三等≤10≤51105～2GPS测量的精度标准通常用GPS网中的相邻点之间距离中误差表示，其形式为：22)(bDa(2-1)式中：————GPS基线向量的距离（弦长）中误差（㎜）a————GPS接收机标称精度中的固定误差（㎜）b————GPS接收机标称精度中的比例误差系数(ppm)D————GPS网中相邻点间的距离（Km）本次设计使用的GPS接收机是施工单位所拥有的南方NGS-200,其标称精度是：2002届毕业生毕业论文9＝5mm±2ppm第二节布网原则GPS网的布设比起常规网来有许多优越之处，其对于测站点之间不要求通视，并且不像常规网那样对网形有特殊的要求，但在布设GPS网时一般要遵循以下原则：1.GPS网的布设应根据其作业目的，作业时卫星分布以及可用状况，预期达到的精度，成果可靠性以及效率综合考虑，按照优化设计原则进行网形设计。2.GPS网一般应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用附和线路形式，以构成检核条件，提高网的可靠性。3.GPS网中两相邻点距离按照规定布设，但考虑本次布网若有特殊情况，个别点的间距允许超出此规定。4.GPS网的点与点间尽管不要求通视，但考虑到以后利用常规测量方法联测、加密，所以要保证每个点至少有一个能通视的方向。5.布设GPS网点时，应尽量与测区以前的地面控制点重合，重合点的总数不得少于三个，在特殊情况下方可例外。6.GPS网点应选择在交通良好，易于到达且不容易破坏的地方，以便减少迁站的时耗，提高工作效率。7.GPS网点应设在易于安装接受设备，视野开阔，远离大功率无线电发射源且附近无大面积水域或强烈干扰卫星信号接受的物体的地方。8.GPS网中的点除利用已有水准点联测高程外，应根据需要2002届毕业生毕业论文10适当进行高程联测。三等网可依照具体情况联测一定数目的高程点，可采用等外水准测量或与其精度相当的方法进行。第三节网形设计的基本形式与连接方式一、GPS网的特征条件和相关计算观测时段数：CNmn（2－2）式中：C为观测时段数；n为网点数；m为每点设站次数；N为接收机台数。J总=C×N×(N-1)/2J必=n-1J独=C×(N-1)J多=C×(N-1)-(n-1)J总：观测基线总数J必：必要基线数J独：独立基线数J多：多余基线数二.GPS网的布设形式根据测区地形以及对点位精度要求的不同，GPS网形的基本形式有以下几种：1.三角形网如图2－1所示图2－12002届毕业生毕业论文11此种形式的GPS网几何图形结构坚固，具有良好的自检能力，能有效地发现观测成果的粗差，确保网的可靠性。这种网形的缺点是观测量较大，当接收机数量较少时，使观测工作的时间大为延长。因此，这种网形布设在梧州市内，用来满足梧州市的发展需要。2.环形网如图2－2所示图2－2这种网形有较好的自检能力和可靠性，工作量也较小，但其非直接观测的基线边精度较直接观测的基线边要低，相邻点间的基线精度分布不均应。这种形式的网主要布设在城郊，以满足城乡发展的需要。3.符合线路和星形网如图2－3，图2－4所示图2－3图2－4这两种图形结构简单，布设灵活，但是自检能力和发现粗差的能力很差，此种形式网用在山区或偏远乡镇，因为那里交通不2002届毕业生毕业论文12便且发展速度较慢，布设这种形式的网形既经济又有效率。三、GPS网的连接形式根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、