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1、 I摘 要 GPS定位结果中，随着基准点坐标的不同，所求转换参数会有很大差异。地面网重合点大地坐标中H值（大地高）往往不能精确的给定，中高程异常最高精度为米级，H=h所以会给转换后的坐标带来一定误差。重合点的个数与几何图形结构也会影响转换精度。在工程测量中通常采用双差模型求解GPS基线，解算时要求知道一个端点的坐标,该坐标的精度对GPS基线的解算结果有影响。已知点的精度越低, 基线的解算精度也越低。在GPS 基线测量中,进行基线解算时,根据已知基线一个端点的坐标,然后根据卫星位置和观测值精确计算出基线向量, 但已知点坐标的精度会影响基线解算结果的精度。所以,为了保证相对定位的精度,起算点状况对
2、精密GPS 基线解算的影响是不能忽略的。【关键词】GPS；基线；控制点；精度IIAbstract GPS results, with the benchmark for different,coordinate transformation parameters have significant differences.The nets coincidence point geodetic coordinates of the high value (H) often cannot precisely given, H = H + abnormal height in the highest
3、accuracy for m, so to bring the coordinate transformation after a certain error. The number of coincidence with geometry structure can also affect the accuracy of conversion.GPS technology is widely applied in engineering survey. Usually , the baselines are found with the doubledifference model . Th
4、e coordinates of an end point are required to be known in solving the baselines. The precision ofthe known points has impact on the solutions of the baselines. It is found out in stimulation that the lower the precisionof the known points , the lower the precision of the solved baselines. So to guar
5、antee the necessary precision in solvingbaselines , the precise known point is used. Three methods for improving the known points precision are put forward.At baseline, using GPS measurement of GPS receiver random software range baseline, need to know the coordinates of an endpoint baseline, then ac
6、cording to the satellite observations and accurately calculate the baseline vector, but known coordinates calculation accuracy will affect the accuracy of the baseline. Therefore, in order to ensure the accuracy of localization, known for precision GPS range baseline influence can not be ignored.Key
7、 words : GPS technology ; baseline ; precision of known point- 1 -目目 录录【摘要】I第1章 引言.- 1 -第2章 GPS的应用及其定位原理.- 2 -2.1 GPS应用前景- 2 -2.2 应用GPS建立控制网的优越性- 2 -2.3 GPS定位原理- 2 -2.3.1 伪距法定位.- 3 -2.3.2 载波相位法定位.- 4 -第3章 工程项目及施测.- 5 -3.1 工程项目的选取- 5 -3.1.1 工程概况.- 5 -3.1.2 作业任务.- 6 -3.1.3 拟采用的坐标系统.- 6 -3.1.4 已有测绘资料.-
8、 6 -3.2 工程项目的实施- 6 -3.2.1 工程项目的外业实施.- 6 -3.2.2 内业数据处理.- 7 -3.2.3 成果的完善.- 9 -第4章 数据计算分析.- 10 -4.1 起算点精度对GPS定位的影响3.- 10 -4.1.1 误差传播与影响模型.- 10 -4.1.2 实验数据分析计算.- 11 -4.1.3 分析与结论.- 12 -4.2 起算点数量对GPS定位的影响- 13 -4.2.1 坐标转换.- 14 -4.2.2 实验数据分析.- 14 - 2 -4.2.3 分析与结论.- 18 -4.3 起算点分布对GPS定位的影响- 19 -4.3.1 GPS观测时的有
9、关规定.- 19 -4.3.2 实验数据分析.- 19 -4.3.3 分析与结论.- 20 -第5章 建议.- 21 -第6章 设计总结.- 22 -第7章 参考文献.- 23 -第8章 附录.- 24 - 1 -第1章 引言GPS定位技术以其精度高，速度快，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。归纳起来可以将GPS网大致分为两大类：一类是全球或全国性的高精度GPS网，这类GPS网中相邻点的距离在数千公里至上万公里，其主要任务是作为全球高精度坐标
10、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。大地测量的科研任务是研究地球的形状及其随时间的变化，因此建立覆盖全球的坐标系统之一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年梦寐以求的，直到空间技术和无线电天文技术高度发达，才得以建立跨洲际的全球大地网。但由于VLBI,SLR技术的设备昂贵且非常笨重，因此在全球也只有少数高精度大地点，直到GPS技术逐步完善的今天才使覆盖全球的高精
11、度GPS控制网得以实现，从而建立起了高精度的（在1-2cm）全球统一的动态坐标框架，为大地测量的科学研究及相关地学研究打下了坚实的基础。精密工程测量和变形监测，是以毫米级乃至亚毫米级精度为目的的工程测量。随着GPS系统的不断完善，软件性能的不断改进，目前GPS已可用于精密工程测量和工程变形监测。- 2 -第2章 GPS的应用及其定位原理2.1 GPS应用前景目前，GPS系统的应用已经十分广泛，应用GPS信号我们可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。在测绘领域中，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地
12、球动态参数；用于建立陆地、海洋大地测量基准，进行高精度的海岛、陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图。2.2 应用GPS建立控制网的优越性与常规方法相比，应用GPS卫星定位技术建立控制网的主要特点是1：（1）采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波相位测量。从而得到高精度的测量结果。（2）GPS测量不要求各点之间互相通视，使得控制点的点位选定灵活方便。（3）GPS测量可以全天候进行，不论白天黑夜或晴天雨
13、天，均能正常工作，使得测量工作更具有计划性。（4）观测时间短，当测站之间的距离小于30km时，同步观测12h便可得到较好的观测成果；当测站之间的距离小于l0km时，还可采用快速定位方法，观测时间可以缩短为1020min，甚至更短。（5）GPS测量的观测数据是自动记录的。GPS基线向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度很高。2.3 GPS定位原理GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置。如下图2-
14、1所示，设在时刻 在测站点P用GPS接收机同时测得P点至三颗GPS卫星、it1S- 3 -、的距离、通过GPS电文解译出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为（2S3S123,，） ，j=1、2、3。用距离交会的方法求解P点的三维坐标（，）的观jXjYjZXYZ测方程为4（2-1）2121212 1=(X-X ) +(Y-Y ) +(Z-Z )（2-2）2121212 1=(X-X ) +(Y-Y ) +(Z-Z )（2-3）2323232 1=(X-X ) +(Y-Y ) +(Z-Z )图2-1 GPS卫星定位原理2.3.1 伪距法定位伪距定位的观测方程：（2-4） 1 2222jjjjjjj
15、 SSSk12X -X+ Y -Y+ Z -Z-C t =c t式中：为卫星与接收机间的伪距；、表示卫星号为j的卫星坐标；j SXj SYj SZ、表示接收机的坐标；XYZj为卫星号，j=1、2、3、为接收机钟差与卫星钟差；ktjt、为电离层与对流层的延迟；1j2j- 4 -2.3.2 载波相位法定位载波相位定位的观测方程：（2-5）jj kab12kffff tf tNccc式中：为载波相位观测量；为接收机本振产生的固定参考频率；f为光速；c为整周未知数。N、为接收机与卫星延迟误差；atbt、为电离层与对流层延迟误差。12- 5 -第3章 工程项目及施测3.1 工程项目的选取3.1.1 工程
16、概况本次设计主要是在河南省商丘一带航磁异常查证项目E级GPS控制网布设结果的基础上，分析其正确性，同时参考了桂林工学院学报第三期的一篇文章。为满足河南省商丘一带航磁异常查证工作的需要，在工作区范围内开展E级GPS控制测量工作。工作区在东经1153649“1160041“，北纬340142“ 342948“之间，行政隶属于商丘、虞城、鹿邑和夏邑县。工作区呈南北长约52km，东西宽约36km的长方形，总面积1815km2。本区属平原，地势平坦，平均海拔44m左右。区内主要交通状况，如图3 -1所示，有陇海铁路和京九铁路通过，又有连霍高速，105、310国道和几条省道纵横成网，交通比较便利。图3-1- 6 -3.1.2 作业任务此次控制测量的任务依据工作区域内航磁异常物探查证需要，按每10平方公里一个E级GPS控制点的密度布置控制网，总计为210个E级控制点。具体工作任务包括：（1）GPS控制网型设计；（2）E
