GPS工程控制网论文：带状工程GPS控制网数据处理方法研究及其软件研制

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。GPS工程控制网论文：带状工程GPS控制网数据处理方法研究及其软件研制【中文摘要】目前,我国正在大规模建设铁路客运专线。为了适应高速行车的需要,解决线路维修的困难,高平顺性、少维修的无砟轨道得到了广泛的应用。无砟轨道与有砟轨道的最大区别是无砟轨道铺板、铺轨要求的精度高,轨道板和轨道安装的可调量较小,这就对高速铁路GPS控制网提出了更高的要求。采用国家坐标系统的普速铁路勘测设计,允许的长度变形误差为25mm/km,难以满足高速铁路长度变形误差10mm/km的高精度要求。尽管有部分线路为了达到长度变形小于10mm/km的要求而把带宽变窄,但是这就带来了一条线路分带及坐标系过多、换带计算繁琐、换带后相邻点间相对精度降低等一系列问题,给后续的勘测设计、施工和运营检测带来极大的不便。基于上述问题,本文首先探讨了GPS工程控制网数据处理的常规算法,系统分析了GPS工程控制网的长度变形特点与处理手段。然后结合高速铁路GPS控制网控制范围长、投影变形要求小的特点,提出了采用分区代替分带、利用全网整网平差的方向实现全网坐标轴系的唯一和进行方向控制、从线路一端到另一端顺序平差的分区定向序贯平差新方法。对高速铁路CPI控制网采用分区定向序贯平差的方法建立坐标系和进行网平差,通过理论分析和与全站仪实测边长的比较,证明其投影变形能够控制得更好,控制网的投影面更贴近地面,因而更符合建立工程独立坐标系的要求。对GPS带状工程控制网采用分区定向序贯平文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。差,实现了全线一个坐标系统,没有换带计算,这就为实现高速铁路GPS控制网小变形、无换带的目标奠定了基础,为集勘测设计、施工和运营于一体的“三网合一”的高精度GPS平面控制网的建立创造了条件。最后,根据所提出的分区定向序贯平差原理,基于微软公司发布的MicrosoftVisualStudio2008平台,使用C#语言研制了精密工程GPS控制网通用数据处理软件(简称SOSAGPS软件)。SOSAGPS软件支持了多种基线格式和椭球参数,既有验前精度检查又有验后精度评定,除具有常规GPS控制网数据处理的全部功能外,还具有GPS控制网分区定向序贯平差的功能,能够实现在较大范围内高速铁路CPIGPS控制网的高精度、小变形、全线没有换带计算的数据处理目标。【英文摘要】Recently,alargescaleofpassenger-dedicatedrailwayconstructionisbloominginourcountry.Forthesakeofhigh-speedtrainrunningandovercomingthedifficultyoflinemaintenance,theballastlesstrackwithbettersmoothnessandlittlemaintenance,isappliedwidely.Whatmakestheballastlesstracksignificantlydifferentfromtheballastonearethehigherprecisiondemandofslabandtracklying,aswellasthesmalleradjustmentoftrackslabinstallation.Therefore,itsetsahigherdemandforGPScontrolnetworkofhigh-speedrailway.Incommonrailwaysurveyinganddesignwhichisbasedonstatecoordinatesystem,25mm/km,thedistortionerrorinlength,isacceptable,butnotinhigh-speedrailway,where,文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。forhigherprecision,theerrorisessentiallynomorethan10mm/km.Insomerailwayconstruction,narrowingtheprojectionzonecouldensurethedistortionerrorbelow10mm/kmtosatisfythedemand,butitcomeswithaseriesofproblems,suchastoomanyprojectionzonesandcoordinatessystemsinoneline,minuteandcomplicatedcomputationofprojectionzoneconversion,relativeprecisiondeclinebetweenadjacentpointsafterprojectionzoneconversionandsoon,bringgreatinconvenienceintothefutureworkassurveying,design,construction,operationanddetection.Basedontheaboveissues,firstlythepaperdiscussesthetraditionalwayindataprocessingofGPScontrolnetwork,andsystematicallyanalyzesthefiguresandtreatmentoflengthdistortioninthenetwork.Then,combinedwiththelongcontrolrangeandsmallprojectiondistortioninGPScontrolnetworkofhigh-speedrailway,inthispaperanewmethodnamedSubsectionOrientationalSequentialAdjustment,SOSAforabbreviation,isputforward.Thatisthe“subsection”replacesthe“projectionzone”,thedirectionafterthewholenetworkadjustmentcomputationensureituniquetheaxesofallcoordinatesystemsinthenetwork,andtheadjustmentcomputationgoesfromonesideofthelinetotheotheroneby文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。one.InthecoordinatesystemestablishmentandthenetworkadjustmentcomputationofCPIcontrolnetworkofhigh-speedrailway,thetheoreticalanalysisandthecontrastbetweencalculatedlengthandmeasuredlengthwithtotalstationshaveprovedthat,whenusingSOSAmethod,theprojectiondistortionerroroflengthissmallerandtheprojectionplaneisclosertothegroudandsothecoordinatesystemsatisfiesthedemandofbuildinganindependentengineeringcoordinatessystem.TouseSOSAmethodinGPSzonaryengineeringcontrolnetwork,itrealizestheonlyonecoordinatesysteminonelinewithoutcomputationofprojectionzoneconversion,whichlaysthefoundationforachievingthegoalofsmalldistortionandnoconversioninGPScontrolnetworkofhigh-speedrailway,andcreatestheconditionstofoundahighpreciseGPSplanecontrolnetworkthatcanservesurveying,design,constructionandoperationasatri-network-integrating-onenetwork.Atlast,accordingtotheprincipleofSOSA,groundedontheprogramdesignplatformofMicrosoftVisualStudio2008,GeneralDataProcessingSoftwareforGPSControlNetworkofPreciseEngineering,SOSAGPSforshort,hasbeendevelopedwithC#.Thesoftwaresupportsvariousbaselineformatsandellipsoidparameters,hasprecisionevaluationofapriorityand文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。posteriority,andbesideallofcommondataprocessingmethodstoGPScontrolnetwork,SOSAmethodworkswell,whichcangainthefruitofhighprecision、littledistortion、noconversioninthewholelineinalargerscaleofCPIGPScontrolnetworkofhigh-speedrailway.【关键词】GPS工程控制网分区定向序贯平差高斯投影高程归化软件【英文关键词】GPSengineeringcontrolnetworkSubsectionOrientationalSequentialAdjustment(SOSA)Gaussprojectionelevationnaturalizationsoftware【目录】带状工程GPS控制网数据处理方法研究及其软件研制摘要6-7Abstract7-8第1章绪论11-141.1概述111.2带状工程GPS控制网建网与数据处理方法现状11-121.3问题的提出及本文的主要研究内容12-14第2章GPS数据处理常用方法及其长度变形分析14-342.1GPS数据处理常用坐标系统及其坐标转换14-192.1.1空间直角坐标系142.1.2空间大地坐标系14-152.1.3高斯投影与UTM投影平面直角坐标系15-162.1.4不同坐标系的坐标转换16-192.2典型GPS工程控制网平差方法19-282.2.1GPS工程控制网三维向量网平差20-252.2.2GPS工程控制网二维约束平差25-282.2.3GPS工程控制网一点一方向平差282.3GPS工程控制网的长度变形分析与处理28-342.3.1高程归化与高斯投影引起的长度变形分析28-302.3.2文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。GPS工程控制网的工程椭球建立方法30-312.3.3GPS工程控制网独立坐标系的建立与变形分析31-34第3章分区定向序贯平差原理及其特点34-453.1高速铁路GPS控制网坐标系统的设计方法34-353.2GPS工程控制网分区定向序贯平差原理35-383.3分区定向序贯平差实测数据计算试验与分析38-433.4分区定向序贯平