GPS在工程测量中的应用论文

包头铁道职业技术学院

毕业设计说明书（毕业论文）

题 目：

学生姓名：徐冬

学 号：

专 业：工程测量技术

班 级：

指导教师：全志强 GPS在工程测量中的应用 200921100028 0901班

GPS在工程测量中的应用

摘要

GPS 技术是当今信息社会发展最快的技术之一，GPS 定位技术以其速度快,精 度高,全天候,

不受通视条件限制、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大 地控制测量中 。时至今日，可以说 GPS 定位技术已完全取代了用常规测角、测 距手段建立大地控制网。我们一般将应用 GPS 卫星定位技术建立的控制网叫 GPS 网。归纳起来大致可以将 GPS 网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度 GPS 网， 其主要任务是做为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架，为全球性 地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务，或用以研究地区性的板块运动 或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的 GPS 网，包括城市或矿区 GPS 网， GPS 工程网等，这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是 直接为国民经济建设服务。

本文通过利用 GPS 对实地进行数据采集，并得出使用 GPS 测量具有效率高、费用省的结论。

关键词: GPS 网，全球定位系统，约束平差，GPS 静态定位测量

目录

摘要 ................................................................. I

第一章 引言 .......................................................... 1

1.1 GPS 简介 .................................................. 1

1.2 GPS 在我国发展历程 ......................................... 1

1.3 GPS 系统的应用前景 ......................................... 3

第二章 GPS 测量 ...................................................... 4

2.1 RTK 测量 .................................................. 4

2.1.1 RTK 技术的应用 ....................................... 4

2.1.2 RTK 技术的基本原理 .................................... 4

2.2 GPS 静态定位测量 ........................................... 5

2.2.1 GPS 静态定位在测量中的应用 ............................. 5

2.2.2 布设 GPS 基线向量网的工作步骤 ......................... 5

第三章 GPS 网的布设 .................................................. 7

3.1 GPS 基线向量网的等级 ....................................... 7

3.2 GPS 网的设计准则 ........................................... 7

3.2.1 出发点 ............................................... 7

3.2.2 GPS 网布网作业准则 .................................... 7

3.3 GPS 基线向量网的布网形式 ................................... 8

3.4 采用同步图形扩展的布网形式布设 GPS 向量网的作业方 .............. 9

第四章 GPS 基线解算 ................................................. 11 4.1 GPS 基线解算的分类 ......................................... 11

4.1.1 单基线解算 .......................................... 11

4.1.2 多基线解 ............................................ 11

4.2 GPS 基线解算的基本原理 ..................................... 11

4.2.1 初始平差 ............................................ 11

4.2.2 整周未知数的确定 ..................................... 11

4.2.3 确定基线向量的固定解 .................................. 12

4.3 GPS 基线解算的过程 ........................................ 12

4.4 影响 GPS 基线解算的因素及其应对方法 ......................... 12

4.4.1 影响 GPS 基线解算结果的几个因素 ....................... 12

4.4.2 影响 GPS 基线解算结果因素的判别及应对措施 ............... 13

第五章 GPS 基线向量网平差 ................................................ 14

5.1 GPS 网平差分类 ............................................ 14

5.1.1 三维平差和二维平差 ................................... 14

5.1.2 无约束平差、约束平差和联合平差 ......................... 14

5.2 GPS 网平差的过程 ......................................... 14

第六章 结论 ............................................................. 16 参考文献 ................................................................ 17 致谢 .................................................................... 18

第一章 引言

1.1 GPS 简介 GPS 即全球定位系统（Global Positioning System）是美国从本世纪 70 年 代开始研制，历时 20 年，耗资 200 亿美元，于 1994 年全面建成，具有在海、 陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近 10 年我国测绘等部门的使用表明，GPS 以全天候、高精度、自动化、高效益等显 著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航 空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、 地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命[1]。 全球定位系 统（Global Positioning System）是美国 第二代卫 星导航系 统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功 经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收 机三大部分组成。 按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫 星组成卫星星座。21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分 布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全 球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精 度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。 地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有 GPS 用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计 算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控 站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集 各监控站对 GPS 卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗 GPS 卫星的轨道和 卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星 运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗 GPS 卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随 着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓， 目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。

1.2 GPS 在我国发展历程

新中国成立后，我国的航天科技事业在自力更生、艰苦创 …… 此处隐藏：15942字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……