毕业论文--GPS在控制测量中的应用及精度分析

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1、龙岩学院资源工程学院毕业论文题目：GPS在控制测量中的应用及精度分析专业：测绘工程班级：2011级测绘工程（1）班学号：姓名：指导老师：职称：教授资源工程学院测绘工程【摘要】随着现代科学技术的发展，GPS技术在工程测绘领域发挥着越来越重要的作用，是测绘工作的重要技术手段。作为前沿科技之一的GPS技术，它的出现给测绘领域带来了革命性的飞跃。本文介绍了GPS技术原理及在控制测量中的应用，并结合实例对其精度进行分析，为以后的测绘工作奠定基础。【关键词】GPS；定位精度；误差；控制测量；定位原理目录1.绪论11.1引言11.2

2、GPS在常规测量中的技术特点12.GPS技术原理12.1GPS系统的组成12.2定位原理32.3工作原理53.GPS在控制测量中的应用实例63.1项目概况63.2作业依据63.3技术要求63.4现场勘察选点、埋石及编号63.5GPS控制网的布设和分析73.6GPS观测的实施83.7观测数据内业处理83.8水准测量数据的外业采集和内业处理133.9GPS控制网平差与水准观测高程网平差的高程及有关数据比较153.10成果表164GPS控制测量精度分析164.1GPS测量误差来源164.2消除或减弱常用手段165.结束语17

3、致谢语18参考文献………………………………………………………………………………………………………191.绪论1.1引言GPS是全球定位系统（globalpositioningsystem）的英文缩写，是跟随现代化科学技术发展而建立的新一代精密卫星导航定位系统，它是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率，并加载了一些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。[1]全球卫星定位系统（GPS）是美国的国防部欲满足军事及民用部门对连续实时三维导航的需要求，始建于1973年的新一代卫星导航系统。目前，正在运行的卫

4、星定位系统除了全球卫星定位系统（GPS）外，还有欧洲的Galileo系统、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗卫星系统等。[2]1.2GPS在常规测量中的技术特点随着科学技术的发展，GPS技术在测绘中得到广泛的应用，它有便携性、价格低廉、操作简单等特点，深得广大测绘工作者的喜爱。与经典的测量技术相比较，GPS定位技术有下面几个特点：（1）定位精度高目前，在小于50km的基线上相对精度可以达1×10-6～2×10-6，100～500km的基线上精度可达10-6～10-7，大于1000km的基线精度可达10-8。随着GP

5、S技术的不断完善，精度将进一步提高。（2）观测时间短根据精度的不同，测量一条基线所需的时间大约1～3h，在短基线的观测时间会更短。（3）观测站之间无需通视由于GPS测量不要求建立觇标，所以测站之间不用相互通视，这就使点位的选择更加灵活，并且提高了经济效益。虽然观测站之间不需要通视，但为了接受的GPS卫星信号不收干扰，需要保持观测站的上空开阔。（4）操作简单现在的GPS测量自动化程度很高，在测量中观测员要做的也不多，只需安装并开关一起、量取仪器高程、监视仪器的工作状态、采集环境的气象数据和照看仪器不被外力侵扰。仪器的重量

6、和体积都很小，便于携带和搬运，大大地减少了外业的劳动强度。（5）提供三维坐标在GPS测量中，不但精确测定测站的平面位置，还可以精确测定观测站的大地高程，这为测绘工程提供了三维数据。[3]（6）全天候作业GPS测量工作可以在任何时间和地点连续的进行观测，受天气状况影响小。2.GPS技术原理2.1GPS系统的组成GPS定位系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成（图2-1）。20图2-1GPS系统的组成（1）空间星座部分GPS卫星定位系统的星座部分由24颗卫星组成（图2-2），其中3颗是备用卫星，卫星分布在6

7、个轨道平面，每个轨道4颗卫星。[4]图2-2GPS系统的空间卫星星座（2）地面监控部分地面控制部分主要起跟踪卫星进行定轨和实现时间同步及中心控制系统的重要作用，其在全球分布如图2-3所示。20图2-3GPS地面监控部分（3）用户设备部分GPS系统的用户设备部分主要起到接收并观测卫星信号、记录和处理数据、提供导航定位信息等作用。2.2定位原理[5]GPS定位就是把卫星看成是移动的控制点，根据测量卫星的星站距离进行空间后方交会，确定地面接收机的位置[6]。（1）基本定位原理方程如图2-4，圆心O为地球质心，S为GPS卫星，

8、A为观测站，rj是卫星S在地球三维坐标O-XYZ中的向量形式（由广播星历提供的轨道参数计算出），已知rj=(xjyjzj)，卫星到观测站的距离为AS（这由观测数据信号得出），其向量形式是，e是ρ方向单位向量，待求量是向量Ri，其用三维坐标表示为Ri=(XiYiZi)。图2-420根据以上条件，列出向量方程为：（2-1）由（2-1）