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1、山东科技大学学士学位论文1摘摘 要要由于 GPS 测量有传统测量不可取代的优点，GPS 测量在工程测量中的地位日益重要，因而 GPS 控制测量数据处理方法研究也越来越受到关注。数据处理方法有很多种，本文重点研究三维自由网平差与二维约束平差。用这两种方法对某开发区控制测量数据进行处理，并分析结果。比较三维无约束平差与二维约束平差的精度，对比分析该实例数据处理结果中得到三维无约束精度会比较高的结论。对测绘工作者进行数据处理有一定帮助。关键词关键词：GPS 控制测量 数据处理方法研究 山东科技大学学士学位论文2AbstractAbstractBecause the GPS survey has th
2、e merits which the traditional surveys dont have, the GPS survey is important in the project survey status day by day, more and more attentions are paid on the research of GPS control survey methods. The paper introduced the compositions of the GPS and the techology principles, as well as the princi
3、ples of data processing. The author processed the control survey data of one town,concluded that the three-dimensional adjustment has better precision than two-dimensional adjustment by comparing the errors . This article will help the project survey crew certainly.Keywords： GPS control survey data
4、processing method山东科技大学学士学位论文3目目 录录1 1 绪论绪论.41.1 概述.41.2 GPS 控制网数据处理方法的现状.41.3 问题的提出及本文内容.62 2 GPSGPS 测量及数据处理原理测量及数据处理原理.72.1 GPS 概述.72.2 GPS 静态数据处理.183 3 GPSGPS 控制测量外业数据采集控制测量外业数据采集.273.1 选点埋石.273.2 观测作业.293.3 数据处理.324 4 实例实例数据处理数据处理及分析及分析.354.1 数据处理软件介绍.354.2 数据处理过程.364.3 数据处理结果分析. .485 5 小结及展望小结及
5、展望.50致谢致谢.51参考文献参考文献.52山东科技大学学士学位论文41 1 绪论绪论1.11.1 概述概述1973 年美国开始建立新一代卫星导航系统导航卫星定时测距全球定位系统(Navigation Timing and Ranging Global Positioning System，简称 GPS)，于 1994 年该系统全部建成并投入运行。GPS 是一种能够定时和测距的空间交会定位的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。经过几十年的发展和完善，GPS 在科学技术研究和经济建设等许多领域己获得广泛应用，并对测量学的各个方面产生了极其深刻的影响。目
6、前，这一定位技术己普遍应用在大地测量、工程测量、工程和地壳变形测量、地籍测量、航空摄影和海洋测绘、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、地球动力学等诸多测量领域。GPS 系统的建立为测绘工作提供了一个崭新的定位测量手段。由于GPS 定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，因而在城市与工程控制网的建立、更新与改造中得到了日益广泛的应用。应用 GPS 建立控制网，通常是采用载波相位的相对定位方法得到 GPS 基线向量，GPS 控制网就是由 GPS 基线向量构成的测量控制网。与常规地面控制网相比，GPS 控制网的数据处理有其自身的特点，其数据处理主要包括基线解算、网平差两部
7、分，对于 GPS 工程控制网，还应考虑将坐标成果转换到工程实用的坐标系中。1.21.2 GPSGPS 控制网数据处理方法的现状控制网数据处理方法的现状随着 GPS 技术的发展，GPS 工程控制网数据处理方法也不断完善，山东科技大学学士学位论文5其现状分述如下:GPS 控制网的平差方法：GPS 工程控制网平差有三维平差模型和二维平差模型，三维平差的主要方法是以 GPS 基线向量作为观测值，即以 WGS-84 坐标系或国际地球参考框架(ITRF)中的三维坐标差为观测值，在平差的数学模型中，考虑它们与地面坐标系统的转换关系(四个转换参数或者两个转换参数)，通过在地面坐标系统中进行 GPS 控制网三维
8、平差，进而求得 GPS 点在地面系统中的坐标值。由于三维约束平差需要精确知道地面控制点在国家坐标系中的大地高，而实际情况，我们很难精确知道该类数据，处理方法是只固定一个点的高程，即提供高程基准，其余控制点只固定平面坐标或者大地经纬度。二维平差的主要方法是将 GPS 三维基线向量观测值和相应的协方差矩阵转换为二维观测值以及相应的协方差矩阵，即将 WGS-84 坐标系中的坐标差转换到控制点所在的高斯或者独立坐标系平面上，在转换过程中需要注意的是投影中央子午线和投影面高程要与己知坐标系保持一致以及近似坐标的推算精度问题，考虑地面网和 GPS 网转换关系(一个尺度和一个旋转参数)后列立误差方程式进行相
9、应参数的求解。GPS 数据处理软件：近年来，伴随 GPS 定位理论和软件科学的发展，GPS 相对定位数据处理软件得到了很大发展。目前，世界上已出现了一批满足不同应用的GPS 数据处理软件。一类是以 Leica 公司的 LGO,Trimble 公司的 TGO 等为代表的用于一般大地测量工作和生产的商用软件，这些软件的数学模型和算法相对比较简单，操作和使用比较方便;另一类则是以美国麻省理工学院的 GAMIT 软件、美国喷气推进实验室的 GIPSY 软件和瑞士的 BERN大学的 BERNESE 软件为代表的科研教育软件，主要用于高精度大尺度相对定位和地球动力学研究，这类软件系统集定位和定轨于一体，涉
10、及的数学模型和算法都比较复杂，系统规模比较庞大，对硬件环境要求也较高山东科技大学学士学位论文61.31.3 问题的提出及本文内容问题的提出及本文内容随着 GPS 技术的发展和完善，GPS 已经广泛应用到社会诸多领域中，GPS 接收机采集并记录的是接收天线到卫星的伪距、载波相位、卫星星历等数据，要得到使用的定位结果，还需经过一系列的数据处理， GPS 数据处理方法与理论也获得了众多的研究成果。本文介绍了 GPS 定位系统的组成及技术原理，以及 GPS 数据处理原理。研究了 GPS 定位方法，分析了各种方法，在此基础上，设计了数据采集的静态相对定位作业模式，实现了数据采集并举例介绍了使用 TGO 软件处理某开发区控制测量数据的过程。山东科技大学学士学位论文72 2 GPSGPS 测量及数据处理原理测量及数据处理原理2.12.1 GPSGPS 概述概述2.1.1 GPS 系统组成系统组成GPS 计划始于 1973 年 ，已于 1994 年进入完全运行状态(FOC)。GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成：图图 2.1 GPSGPS 组成
