GPS在工程测量中的应用论文

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1、包头铁道职业技术学院毕业设计说明书（毕业论文） 题 目：GGPS在在工程测测量中的的应用 学生生姓名：徐冬 学 号：2200992111000028 专 业：工工程测量量技术 班 级：009011班 指导导教师：全志强强包头铁道职业技术学院毕业设计论文GPS在在工程测测量中的的应用摘要GPS 技术是是当今信信息社会会发展最最快的技技术之一一，GPPS 定定位技术术以其速速度快,精 度度高,全全天候,不受通通视条件件限制、费用省省、操作作简便等等优良特特性被广广泛应用用于大 地控制制测量中中 。时时至今日日，可以以说 GGPS 定位技技术已完完全取代代了用常常规测角角、测 距手段段建立大大地控制

2、制网。我我们一般般将应用用 GPPS 卫卫星定位位技术建建立的控控制网叫叫 GPPS 网网。归纳纳起来大大致可以以将 GGPS 网分为为两大类类：一类类是全球球或全国国性的高高精度 GPSS 网， 其主主要任务务是做为为全球高高精度坐坐标框架架或全国国高精度度坐标框框架，为为全球性性 地球球动力学学和空间间科学方方面的科科学研究究工作服服务，或或用以研研究地区区性的板板块运动动 或地地壳形变变规律等等问题。另一类类是区域域性的 GPSS 网，包括城城市或矿矿区 GGPS 网， GPSS 工程程网等，这类网网中的相相邻点间间的距离离为几公公里至几几十公里里，其主主要任务务是 直直接为国国民经济济

3、建设服服务。本文通过过利用 GPSS 对实实地进行行数据采采集，并并得出使使用 GGPS 测量具具有效率率高、费费用省的的结论。关键词:GPSS 网，全球定定位系统统，约束束平差，GPSS 静态态定位测测量目录摘要II第一章 引言11.1 GPSS 简介介11.2 GPSS 在我我国发展展历程11.3 GPSS 系统统的应用用前景3第二章 GPSS 测量量42.1 RTKK 测量量42.1.1 RRTK 技术的的应用42.1.2 RRTK 技术的的基本原原理42.2 GPSS 静态态定位测测量52.2.1 GGPS 静态定定位在测测量中的的应用52.22.2 布设 GPSS 基线线向量网网的工

4、作作步骤5第三章 GPSS 网的的布设73.1 GPSS 基线线向量网网的等级级73.2 GPSS 网的的设计准准则73.2.1 出出发点73.2.2 GGPS 网布网网作业准准则73.33 GPPS 基基线向量量网的布布网形式式83.44 采用用同步图图形扩展展的布网网形式布布设 GGPS 向量网网的作业业方9第四章 GPSS 基线线解算1114.1 GPSS 基线线解算的的分类1114.11.1 单基线线解算114.1.2 多多基线解解114.2 GPSS 基线线解算的的基本原原理1114.2.1 初初始平差差114.2.2 整整周未知知数的确确定114.2.3 确确定基线线向量的的固定解

5、解124.3 GPSS 基线线解算的的过程124.4 影响 GPSS 基线线解算的的因素及及其应对对方法124.44.1 影响 GPSS 基线线解算结结果的几几个因素素124.4.2 影影响 GGPS 基线解解算结果果因素的的判别及及应对措措施133第五章 GPSS 基线线向量网网平差145.1 GPSS 网平平差分类类145.11.1 三维平平差和二二维平差差145.1.2 无无约束平平差、约约束平差差和联合合平差145.22 GPPS 网网平差的的过程14第六章结论16参考文献献177致谢1816第一章 引言言1.1 GPSS 简介介GPS 即全球球定位系系统（GGlobbal Possi

6、tiioniing Sysstemm）是美美国从本本世纪 70 年 代代开始研研制，历历时 220 年年，耗资资 2000 亿亿美元，于 119944 年全全面建成成，具有有在海、 陆、空进行行全方位位实时三三维导航航与定位位能力的的新一代代卫星导导航与定定位系统统。经近近 100 年我我国测绘绘等部门门的使用用表明，GPSS 以全全天候、高精度度、自动动化、高高效益等等显 著著特点，赢得广广大测绘绘工作者者的信赖赖，并成成功地应应用于大大地测量量、工程程测量、航 空空摄影测测量、运运载工具具导航和和管制、地壳运运动监测测、工程程变形监监测、资资源勘察察、 地地球动力力学等多多种学科科，从而而

7、给测绘绘领域带带来一场场深刻的的技术革革命11。 全球定定位系 统（GGlobbal Possitiioniing Sysstemm）是美美国 第第二代卫卫 星导导航系 统。是是在子午午仪卫星星导航系系统的基基础上发发展起来来的，它它采纳了了子午仪仪系统的的成功 经验。和子午午仪系统统一样，全球定定位系统统由空间间部分、地面监监控部分分和用户户接收 机三大大部分组组成。 按目前前的方案案，全球球定位系系统的空空间部分分使用 24 颗高度度约 22.022 万千千米的卫卫 星组组成卫星星星座。2133 颗卫卫星均为为近圆形形轨道，运行周周期约为为 111 小时时 588 分，分 布布在六个个轨道

8、面面上（每每轨道面面四颗），轨道道倾角为为 555 度。卫星的的分布使使得在全全 球的的任何地地方，任任何时间间都可观观测到四四颗以上上的卫星星，并能能保持良良好定位位解算精精 度的的几何图图形（DDOP）。这就就提供了了在时间间上连续续的全球球导航能能力。 地面监监控部分分包括四四个监控控站、一一个上行行注入站站和一个个主控站站。监控控站设有有 GPPS 用用户接收收机、原原子钟、收集当当地气象象数据的的传感器器和进行行数据初初步处理理的计 算机。监控站站的主要要任务是是取得卫卫星观测测数据并并将这些些数据传传送至主主控站。主控 站设在在范登堡堡空军基基地。它它对地面面监控部部实行全全面控制

9、制。主控控站主要要任务是是收集 各监控控站对 GPSS 卫星星的全部部观测数数据，利利用这些些数据计计算每颗颗 GPPS 卫卫星的轨轨道和 卫星钟钟改正值值。上行行注入站站也设在在范登堡堡空军基基地。它它的任务务主要是是在每颗颗卫星 运行至至上空时时把这类类导航数数据及主主控站的的指令注注入到卫卫星。这这种注入入对每颗颗 GPPS 卫卫星每天天进行一一次，并并在卫星星离开注注入站作作用范围围之前进进行最后后的注入入。定位位系统具具有性能能好、精精度高、应用广广的特点点，是迄迄今最好好的导航航定位系系统。随随 着全全球定位位系统的的不断改改进，硬硬、软件件的不断断完善，应用领领域正在在不断地地开

10、拓， 目前前已遍及及国民经经济各种种部门，并开始始逐步深深入人们们的日常常生活。1.2 GPSS 在我我国发展展历程新中国成成立后，我国的的航天科科技事业业在自力力更生、艰苦创创业的征征途上，逐步 建立和和发展，跻身于于世界先先进水平平的行列列，成为为世界空空间强国国之一。从 119700 年 4 月月把第一一颗人造造卫星送送入轨道道以来，我国已已成功地地发射了了三十多多颗不同同类型的的人 造造卫星，为空间间大地测测量工作作的开展展创造了了有利条条件。770 年年代后期期，有关关单位在在 从事事多年理理论研究究的同时时，引进进并试制制成功了了各种人人造卫星星观测仪仪器。其其中有人人 为摄摄影仪

11、、卫星激激光测距距仪和多多普勒接接收机。根据多多年的观观测实践践，完成成了全国国 天文文大地网网的整体体平差，建立了了 19980 年国家家大地坐坐标系，进行了了南海群群岛的联联 测。80 年代初初，我国国一些院院校和科科研单位位已开始始研究 GPSS 技术术。十多多年来，我国 的测绘绘工作者者在 GGPS 定位基基础理论论研究和和应用开开发方面面作了大大量工作作。800 年代代中 期期，我国国引进 GPSS 接收收机，并并应用于于各个领领域。同同时着手手研究建建立我国国自己的的卫 星星导航系系统。至至今十多多年来，据有关关人士估估计，目目前我国国的 GGPS 接收机机拥有量量约 在在 4 万

12、台左左右，其其中测量量类约 50007000 台台，航空空类约几几百台，航海类类约 33 万多多 台，车载类类数千台台。而且且以每年年两万台台的速度度增加。足以说说明 GGPS 技术在在我国各各 行业业中应用用的广泛泛性22。 在大地地测量方方面，利利用 GGPS 技术开开展国际际联测，建立全全球性大大地控制制网，提提 供高高精度的的地心坐坐标。组组织各部部门（110 多多个单位位，300 多台台 GPPS 双双频接收收机）参参 加 19992 年年全国 GPSS 定位位大会战战。经过过数据处处理，GGPS 网点地地心坐标标精度优优于 00.2mm，点间间位置精精度优于于 100-8。在我国国

13、建成了了平均边边长约定定 1000KMM 的 GPSS A 级 网网，提供供了亚米米级精度度地心坐坐标基准准。此后后，在 A 级级网的基基础上，我国又又布设了了 边长长为此 301000KM 的 BB 级网网，全国国约 225000 个点点。这样样，就为为我国各各部门的的测 绘绘工作，建立各各级测量量控制网网，提供供了高精精度的平平面和高高程三维维基准。我国已已完 成成西沙、南沙群群岛各岛岛屿与大大陆的 GPSS 联测测，使海海岛与全全国大地地网联成成一整体体。 在在工程测测量方面面，应用用 GPPS 静静态相对对定位技技术，布布设精密密工程控控制网，用于 城市和和矿区油油田地面面沉降监监测、

14、大大坝变形形监测、高层建建筑变形形监测、隧道贯贯通测量量等精密密工程。加密测测图控制制点，应应用 GGPS 实时动动态定位位技术（简称 RTKK）测绘绘 各种种比例尺尺地形图图并用于于施工放放样 。 在航航空摄影影测量方方面，我我国测绘绘工作者者也应用用 GPPS 技技术进行行航测外外业控制制测 量量、航摄摄飞行导导航、机机载 GGPS 航测等等航测成成图的各各个阶段段。 在在地球动动力学方方面，GGPS 技术用用于全球球板块运运动监测测和区域域板块运运动监测测。 我我国已开开始用 GPSS 技术术监测南南极洲板板块运动动、青藏藏高原地地壳运动动、四川川鲜水河河地 壳壳断裂运运动，建建立了中中国地壳壳形变观观测网、三峡库库区形变变观测网网、首都都圈 GGPS 形 变变监测网网等。GGPS 技术已已经用于于海洋测测量、水水下地形形测绘。我国的的全球球定位系系 统（GPSS）测量量规范已于 19992 年年 100 月 1 日日起实施施。 此此外，在在军事部部门、交交通部门门、邮电电部门、地矿、煤矿、石油、建筑以以及农 业、气气象、土土地管理理、金融融、公安安等部门门和行业业，在航航空航天天、测时时授时、物理 探矿等等领域，也都开开展了 GPSS 技术术