《GPS控制网的网型设计优化方案的毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPS控制网的网型设计优化方案的毕业设计（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计说明书目 录第一篇 GPS定位系统在公路工程控制测量中的应用1第一章 绪论1第一节 GPS全球定位系统的概念1一、 概念1二、 GPS系统的特点1第二节 GPS定位技术的应用现状3一、 GPS的应用按其使用领域简单介绍如下3二、 我国的GPS定位技术应用情况4三、 前景5第二章 GPS卫星全球定位系统6第一节 GPS卫星定位系统的组成6一、 空间部分6二、 GPS地面监控部分7三、 用户部分8第二节 GPS卫星的导航定位信号10一、 概述10二、 GPS信号接收机的组成及原理11第三节 GPS卫星定位原理14一、 概述14二、 GPS几种定位方式16第四节 GPS导航定位误差18一、
2、与GPS卫星有关的误差18二、 与卫星信号传播有关的误差19三、 接收设备有关的误差20第三章 GPS外业测量23第一节 影响GPS测量技术设计的因素23第二节 GPS网的布设23一、 步网23第三节 GPS的坐标系统和时间系统24一、 WGS-84大地坐标系24二、 1954年北京坐标系25三、 1980年国家大地坐标系25四、 新1954年北京坐标系26五、 GPS时间系统26第四章 工作流程27第一节 GPS控制网的内业设计27一、 GPS控制网设计27二、 影响GPS测量技术设计的因素29三、 GPS控制网的图形设计29四、 技术指标30第二节 GPS控制网的外业设计30一、 选点要求
3、30二、 埋石31三、外业观测31第三节 GPS控制网的外业实施32一、 仪器准备32二、 接收机及附属设备的检验与维护34三、 人员组织34四、 仪器安装34五、 野外观测34第四节 数据传输与数据处理35一、 数据传输35二、 数据处理37第五章 GPS基线解算的基本原理40第一节 基线解算原理40一、 基线解算40二、 GPS基线解算的分类42三、 GPS基线解算的过程43第二节 GPS测量数据的预处理44第三节GPS基线解算的质量监控45第四节 影响GPS基线解算结果的因素48一、 影响GPS基线解算结果的因素的判别48二、 GPS基线解算精化处理技术49三、 利用残差图来判断影响基线
4、解算结果质量的因素49第六章 实例51阳泉市307国道复线坡头至水峪项目51一， 项目概述：51二， 项目内业设计：51三 项目外业设计：52四、 数据处理及精度分析53五、 技术总结与成果资料提交53小 结55第二篇 视距测量程序56第一章视距测量原理与计算56第一节 视距测量原理56一、 原理56二、 视距测量的观测与计算56三、 视距测量特点56第二节程序界面及代码57外文资料64Theodolites (1)64Surveying Instruments68参考文献80致 谢81第一篇 GPS定位系统在公路工程控制测量中的应用第一章 绪论第一节 GPS全球定位系统的概念一、 概念GPS
5、即全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统,是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，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。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。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
6、。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。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。特别是在测量领域.我以山西省重点工程，2006年开工建设的阳泉市307国道复线坡头至水峪项目为例，概略叙述GPS在307国道建设及在公路工程控制测量中的应用。二、 GPS系统的特点GPS系统的特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。1、定位精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7，1000KM可达10-9。在300-1500M-工程精密定位
7、中，1小时以上观测的解其平面位置误差小于1mm，与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较，其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。2、观测时间短随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟.3、测站间无须通视GPS测量不要求测站之间互相通视，只需测站上空开阔即可，因此可节省大量的造标费用。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使选点工作甚为灵活，也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。
8、4、可提供三维坐标经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。5、操作简便随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。使野外工作变得轻松愉快。6、全天候作业目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。7、功能多、应用广GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1M/S，测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。当初，设计GPS
9、系统的主要目的是用于导航，收集情报等军事目的。但是，后来的应用开发表明，GPS系统不仅能够达到上述目的，而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此，GPS系统展现了极其广阔的应用前景第二节 GPS定位技术的应用现状如人们所说：GPS的应用，仅受人们的想象力制约。GPS问世以来，已充分显示了其在导航，定位领域的霸主地位。许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化。目前，几乎全世界所有需要导航，定位的用户，都被GPS的高精度，全天候，全球覆盖，方便灵活和优质价廉所吸引。一、 G
10、PS的应用按其使用领域简单介绍如下1、GPS应用于测量 GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK）,在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高; 操作简便，仪器体积小，便于携带; 全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS-84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。 2、GPS应用于交通出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理，合理分布车辆，以最快的速度响应用户的乘
11、车货送请求，降低能源消耗，节省运行成本。 GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色，在城市中建立数字化交通电台，实时发播城市交通信息，车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航。 民航运输通过GPS接收设备，使驾驶员着陆时能准确对准跑道，同时还能使飞机紧凑排列，提高机场利用率，引导飞机安全进离场。3、GPS应用于救援 利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。特种车辆（如运钞车）等，可对突发事件进行报警、定位，将损失降到最低。 有了GPS的帮助，救援
12、人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠，对失踪人员实施有效的搜索、拯救。装有GPS装置的渔船，在发生险情时，可及时定位、报警，使之能更快更即使地获得救援。4、GPS应用于农业当前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的精准农业耕作。该方法利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等，计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施，把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药。通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染。5、GPS应用于娱乐消遣随着GPS接
13、收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们旅游、探险的好帮手。通过GPS，人们可以在陌生的城市里迅速地找到目的地，并且可以最优的路径行驶；野营者携带GPS接收机，可快捷地找到合适的野营地点，不必担心迷路；甚至一些高档的电子游戏，也使用了GPS仿真技术。二、 我国的GPS定位技术应用情况2002年2月，国家计委提出“卫星导航应用产业化专项”，其目标是在“十五”末期，形成一个市场规模超过百亿元的新产业。要在生产制造卫星导航应用基础产业的规模和数量上进入世界前列。接收机主板产量超过100万套，行业总产值超过100亿元（约占世界市场份额的4%）。其中导航运营服务产值将超过20
14、亿元。在基础产品上，芯片组与主机板等将从目前的全部依赖进口变为自主产品占60%以上。产品出口将占国产总量的10%，具有自主知识产权的芯片组、嵌入式软件及专用数据将批量投放市场。通过卫星导航应用示范工程和基础设施的建设，推动卫星导航应用设备及其扩展系统在国民经济诸多部门和人们的日常生活中得到广泛应用，产生明显的经济效益和社会效益。汽车导航产品将进入市场/成为GOS最大的消费市场，同时带动导航电子地图的生产和经销。近年来，日本、欧盟、美国采取谨慎而积极的进军姿态，争先恐后进入中国市场。它们对我国的汽车导航市场抱有厚望，无疑源于对我国卫星导航市场的看好。1.1 全球定位技术的概况全球定位系统（Glo
15、bal Positioning System - GPS）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。2 全球定位系统(Global Positioning System，缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导
