對c、d級gps控制網(wǎng)測量的探討

1、<p><b>　　龍巖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目： 對C、D級GPS控制網(wǎng)測量的探討 </p><p><b>　　資源工程學(xué)院</b></p><p><b>　　二0一六

2、年六月三日</b></p><p>　　對C、D級GPS 控制網(wǎng)測量的探討</p><p>　　摘要：GPS控制網(wǎng)按照《全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》可以分為A、B、C、D、E五個等級，在工程中為了使用方便，《公路勘測規(guī)范》將GPS控制網(wǎng)分為一、二、三、四等，四等GPS控制網(wǎng)主要是直接作為道路施工的控制網(wǎng)，平均距離規(guī)定為500m為宜。三等GPS控制網(wǎng)作為道路的首級控制網(wǎng)，測設(shè)時還需要在

3、此基礎(chǔ)上加密低一級控制網(wǎng)，相鄰點(diǎn)平均距離為1KM為宜。一、二等GPS控制網(wǎng)主要用于大型橋梁、隧道等控制網(wǎng)的建立，相鄰點(diǎn)平均距離較長。所以一般的道路橋梁建設(shè)，布設(shè)三、四等GPS控制網(wǎng)即可。 本文著力于龍巖市控制網(wǎng)的建立，簡要介紹了GPS系統(tǒng)的組成、原理。從測區(qū)概況到點(diǎn)位選埋、網(wǎng)形設(shè)計、野外觀測、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、成果檢驗等過程，論述了GPS定位技術(shù)在區(qū)域性控制網(wǎng)中的應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵字：GPS 定

4、位技術(shù)；GPS 控制網(wǎng)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景和意義1</p><p>　　1.2 GPS系統(tǒng)的構(gòu)成1</p><p>　　1.3 GPS的定位原理1</p&

5、gt;<p>　　1.4 GPS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)3</p><p>　　2.C、D級GPS 控制網(wǎng)測量3</p><p><b>　　2.1測區(qū)概況3</b></p><p><b>　　2.2作業(yè)依據(jù)3</b></p><p>　　2.3已有資料分析及利用4</p>

6、;<p>　　2.4 GPS控制網(wǎng)4</p><p>　　2.4.1 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)4</p><p>　　2.4.2 GPS點(diǎn)位選埋4</p><p>　　2.4.3 C、D級GPS觀測5</p><p>　　2.5觀測數(shù)據(jù)處理及平差計算5</p><p>　　3.三、四等水準(zhǔn)測量6&l

7、t;/p><p>　　3.1 三等水準(zhǔn)測量6</p><p>　　3.2 四等水準(zhǔn)測量8</p><p>　　3.2.1水準(zhǔn)觀測實施8</p><p>　　3.3 平差計算8</p><p>　　3.4大地水準(zhǔn)面精化8</p><p>　　3.4.1 GPS高程轉(zhuǎn)換的現(xiàn)狀9</p&

8、gt;<p>　　3.4.2 本項目精化大地水準(zhǔn)面的基本思路9</p><p><b>　　4.結(jié)論9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　致謝語12</b></p><p><b>　　1.

9、緒論</b></p><p>　　1.1研究背景和意義</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)）和人們的生活、社會的發(fā)展是緊密相連的。GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建立各種類型的控制網(wǎng)絡(luò)。研究GPS數(shù)據(jù)支持塊調(diào)整,取得了令人鼓舞的成就。通常GPS定位技術(shù)、它的表現(xiàn)是效率高、精度高、無距離限制,能夠全天候運(yùn)行方式和高度自動化觀測和數(shù)據(jù)處理,而且許多其他的

10、優(yōu)點(diǎn),使GPS技術(shù)已應(yīng)用于公路,鐵路建設(shè)。 隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)的發(fā)展越來越為人們的生活提供方便，它是一種高精度的測量手段。GPS由于能直接獲得三維坐標(biāo)、精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡便，GPS技術(shù)已成為大地測量的重要手段。</p><p>　　為滿足龍巖市地籍測繪和規(guī)劃建設(shè)發(fā)展的需要，建立統(tǒng)一的地籍測繪和規(guī)劃建設(shè)高精度的控制基礎(chǔ)，確保地籍測繪和規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性，方便現(xiàn)代化辦公管理。

11、 龍巖市決定在本市規(guī)劃區(qū)內(nèi)建立嚴(yán)格的C、D級GPS控制網(wǎng)及三、四等水準(zhǔn)測量，本文著重于測區(qū)的概況以及一些技術(shù)要求對GPS控制網(wǎng)進(jìn)行研究。</p><p>　　1.2 GPS系統(tǒng)的構(gòu)成</p><p>　　GPS系統(tǒng)由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三大部分構(gòu)成[1]：</p><p>　　空間部分：由散布在6個軌道面上的21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星構(gòu)成，

12、衛(wèi)星離地面的平均高度2.02萬千米，繞地球一圈為11小時58分。衛(wèi)星的核心是精度高的時鐘、導(dǎo)航電文存儲器、接收機(jī)和微處理機(jī)。</p><p>　　地面部分：由1個地面控制站（負(fù)責(zé)收集，處理和監(jiān)測站接收所有數(shù)據(jù)，編碼和計算每個衛(wèi)星星歷和GPS時間系統(tǒng)，預(yù)測的發(fā)送時鐘誤差、星歷、衛(wèi)星狀態(tài)數(shù)據(jù)和對導(dǎo)航電文的入站的大氣校正。必要時，啟動備份衛(wèi)星替換衛(wèi)星），3個注入站，5個衛(wèi)星監(jiān)測站（供應(yīng)衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)）三部分構(gòu)成。<

13、;/p><p>　　用戶部分：接收機(jī)儀器。接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)射的信號，對信號進(jìn)行交換，得到測量數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)輸入到軟件中，經(jīng)基線解算，平差得出地面點(diǎn)的坐標(biāo)。</p><p>　　1.3 GPS的定位原理</p><p>　　GPS進(jìn)行定位的基本原理，即將衛(wèi)星當(dāng)作“飛行”的控制點(diǎn)，運(yùn)用觀測數(shù)據(jù)和導(dǎo)航電文提供的衛(wèi)星位置等已知信息，進(jìn)行空間距離交會，確定接收機(jī)的位置。GPS定位原

14、理可分為絕對定位原理和相對定位原理。</p><p>　　GPS絕對定位原理是：以衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離觀測量為基準(zhǔn)，依據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時坐標(biāo)，確定接受機(jī)所處的位置。絕對定位本質(zhì)是空間后方交會，即在某一控制點(diǎn)上，只需3個獨(dú)立間隔觀測值。但為了提高精度，在一個測站上，最少同步觀測4顆以上衛(wèi)星，從而求解4個位置參數(shù)。</p><p>　　GPS相對定位原理是：將兩臺接收機(jī)安設(shè)在基線的兩個

15、端點(diǎn)上，靜止不動，同時觀測4顆以上衛(wèi)星，確定基線兩個端點(diǎn)在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對位置。而在實際工作中，常常將機(jī)子擴(kuò)展到3臺以上，提高成果的可靠性。如下圖所示：</p><p>　　圖 1-1相對定位原理</p><p>　　由于對GPS絕對定位精度的影響，衛(wèi)星軌道誤差不可避免，時鐘誤差和信號傳輸誤差和其他因素不可避免。雖然模型的修正能削弱，可是無法不考慮改正的殘差。而GPS相對定位是目前G

16、PS測量中定位精度較準(zhǔn)確地方法，廣泛的應(yīng)用于測量工作中。靜態(tài)相對定位，常常以測相偽距觀測值為基本觀測量，測相偽距靜態(tài)相對定位是目前定位中精度最高的一種方法。本節(jié)以偽距測量為例介紹GPS定位原理。</p><p>　　偽距法定位是：根據(jù)已知的衛(wèi)星位置，測量多余四顆GPS衛(wèi)星的偽距，用距離后方交會求控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)。測距碼偽距是由時間延遲，乘于光速所得的距離。因為衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差和無線電信號的延遲，實踐中測量的

17、距離和衛(wèi)星到儀器的幾何距離存在差值，一般稱測出的距離為偽距。以下k為測站號，j為衛(wèi)星編號，i為歷元編號。偽距觀測值為：</p><p><b>　　(2-1 )</b></p><p>　　式中：為接收機(jī)鐘差，為衛(wèi)星鐘差，為對流層折射影響，采用對流層改正模型進(jìn)行計算改正，表示電離層折射影響，也可以采用改正模型進(jìn)行改正。設(shè)為正確的衛(wèi)星至接收站的距離，則計算公式為：<

18、;/p><p>　　= (2-2 )</p><p>　　衛(wèi)星坐標(biāo)為已知的，考慮到式（2-3-2），在式（2-3-1）只有4個未知數(shù)：三個坐標(biāo)未知數(shù)及。因此，在觀測同一時期，4顆衛(wèi)星同時觀察到，4個觀測方程，可求解。如果同時觀測衛(wèi)星超過4，則存在冗余觀測，這時，式（2-3-1）線性化，然后通過最小二乘平差計算。因線性化后的方程只取了一次項，若起初偏差太大，為防止去掉的

19、高次項對解算結(jié)果的影響，采取解出的坐標(biāo)從新作為近似值，循環(huán)求解 。 </p><p>　　1.4 GPS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>　　首先是觀察時間很短，與GPS系統(tǒng)的不斷改進(jìn),提高水平的軟件,前幾個小時觀察周期已經(jīng)縮短到現(xiàn)在的幾十分鐘,甚至幾分鐘,目前的模式是靜態(tài)相對定位,觀測基線觀測所需的時間在20公里雙頻接收機(jī)是只有15 ~ 20分鐘，因此使用GPS技術(shù)建立控

20、制網(wǎng),可以大大提高操作效率。其次是測站間無需通視，測量技術(shù)是嚴(yán)格的要求,必須建立大量的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)這個經(jīng)典測量帶來相當(dāng)大的困難。GPS測量只需要在車站開放,保持inter-satellite通過,就可以,不需要之間通過,車站,消除測量需要建立。這個優(yōu)勢可以極大地減少財務(wù)和時間測量(通常由標(biāo)準(zhǔn)成本資金總額的30%到50%),而且網(wǎng)站工作的選擇變得非常靈活,可以根據(jù)工作的需要確定點(diǎn)位置可以省略在經(jīng)典測量通過計算點(diǎn),測量的過渡點(diǎn)。第三是儀器

21、操作簡便，持續(xù)改進(jìn)的GPS接收器、GPS測量的自動化程度增加,和一些已經(jīng)傾向于“傻瓜。”主要觀察測量員幾千就儀器連接到電纜時,天線和大量的氣象數(shù)據(jù),工作狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備,和其他觀察,如衛(wèi)星采集、跟蹤和記錄觀察由儀器自動完成。結(jié)束時測量,簡單地關(guān)掉電源,收到了良好的接收器,將完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集任務(wù)。第四是全球定位的天氣，GPS衛(wèi)星的</p><p>　　2. C、D級GPS 控制網(wǎng)測量</p><p&

22、gt;<b>　　2.1測區(qū)概況</b></p><p>　　龍巖市位于福建省西南部，地理位置：東經(jīng)116°54′～117°04′；北緯25°00′～25°13′，控制面積約200km2。地勢由西北、東南高，東北、中部低。中部較為平坦多數(shù)為建成區(qū)，周圍為山地及部分耕地，測區(qū)最高峰九峰岐海拔1063m，多數(shù)為林地，樹林覆蓋較密通行，通視困難。主要河流龍川

23、（雁石溪）為九龍江北溪上源。交通方面，廈長高速龍長段、319國道、203省道穿過本市，贛龍、龍梅、漳龍鐵路貫穿本市，以市區(qū)為中心通往各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有等級公路或水泥路相通，多數(shù)與國道、省道交織成網(wǎng)，交通尚屬方便。居民基本為漢族，通行閩南方言龍巖話，一般能講普通話，聯(lián)系工作尚為方便。</p><p><b>　　2.2作業(yè)依據(jù)</b></p><p>　　2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)《全

24、球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314-2001），簡稱《GPS規(guī)范》；</p><p>　　2.2 國家標(biāo)準(zhǔn)《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB 12898-91），簡稱《水準(zhǔn)規(guī)范》；</p><p>　　2.3 乙方編寫甲方審批《龍巖市城區(qū)C、D級GPS控制網(wǎng)測量技術(shù)論文》。</p><p>　　2.3已有資料分析及利用</p>&l

25、t;p>　　測區(qū)范圍內(nèi)有福建省測繪院2002年9月施測的A級GPS網(wǎng)點(diǎn)A047、F024等點(diǎn)，成果為中央子午線117°，6°帶高斯平面直角坐標(biāo)坐標(biāo)，屬1980西安坐標(biāo)系，點(diǎn)位保存良好、精度滿足要求，可用于測區(qū)C級GPS控制網(wǎng)1980西安坐標(biāo)系起算依據(jù)，福建省測繪院2002年9月施測的C級GPS網(wǎng)點(diǎn)482P～484P、499P～501P等6個點(diǎn)，并入新布設(shè)的C級GPS網(wǎng)作為檢核；測區(qū)周圍有總參測繪局施測的國家二等

26、三角網(wǎng)點(diǎn)Ⅱ九峰岐山、Ⅱ西岐山、Ⅱ人面山、Ⅱ石羅岐共4個點(diǎn)，成果為中央子午線117°，6°帶高斯平面直角坐標(biāo)，屬1954年北京坐標(biāo)系，可用于測區(qū)C、D級GPS控制網(wǎng)1954年北京坐標(biāo)系起算依據(jù)。</p><p>　　龍巖市境內(nèi)，319國道沿線有2003年國測三隊施測的朋牛線一等水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅰ朋牛24～29；2003年國測三隊施測的龍茶線二等水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅱ龍茶4-1～9-1；福建省測繪院2002年9月以二等水

27、準(zhǔn)聯(lián)測的A、C級GPS網(wǎng)點(diǎn)A047、482P。成果屬1985國家高程基準(zhǔn)，作為測區(qū)三等水準(zhǔn)聯(lián)測依據(jù)。</p><p>　　測區(qū)已有的1：10000或1：50000比例尺地形圖可用于設(shè)計和作業(yè)計劃安排使用。</p><p>　　2.4．GPS控制網(wǎng)</p><p>　　2.4.1 GPS控制網(wǎng)的布設(shè)</p><p>　　本測區(qū)C級GPS控制測量

28、以A級GPS網(wǎng)點(diǎn)A047、F024為基礎(chǔ)（1980西安坐標(biāo)系起算依據(jù)）, 福建省測繪院2002年9月施測的C級GPS網(wǎng)點(diǎn)482P～484P、499P～501P等6個點(diǎn)，并入新布設(shè)的C級GPS網(wǎng)作為檢核；以國家二等三角網(wǎng)點(diǎn)Ⅱ九峰岐山、Ⅱ西岐山、Ⅱ人面山、Ⅱ石羅岐為基礎(chǔ)（1954年北京坐標(biāo)系起算依據(jù)），按邊連式嚴(yán)密布網(wǎng)，邊長一般應(yīng)控制在 5km～10km間，平均邊長應(yīng)小于8km，共28點(diǎn)（含起算點(diǎn)）。</p><p>

29、;　　D級GPS網(wǎng)以本期布設(shè)的C級GPS網(wǎng)為基礎(chǔ)，按邊連式嚴(yán)密布網(wǎng)，邊長一般應(yīng)控制在 1km～3km間，平均邊長應(yīng)小于2km，共71點(diǎn)。</p><p>　　2.4.2GPS點(diǎn)位選埋</p><p><b>　?。?）選點(diǎn)</b></p><p>　　a．為結(jié)合區(qū)域連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的需要，擬選擇4個基礎(chǔ)穩(wěn)定，通訊、電力設(shè)施齊全的觀測

30、點(diǎn)，建立觀測墩(位置由甲方確定)，作為以后建設(shè)連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)的觀測站，這樣不但可以避免重復(fù)建設(shè)，而且可以建成后的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)與區(qū)域大地基礎(chǔ)控制保持系統(tǒng)的一致，保證基礎(chǔ)控制的延續(xù)。</p><p>　　b．各等級GPS待定點(diǎn)，原則根據(jù)1∶1萬圖上圈定的點(diǎn)位選定，為滿足一級導(dǎo)線布設(shè)的要求至少保證有兩點(diǎn)通視，點(diǎn)位均選在基礎(chǔ)穩(wěn)定，土質(zhì)堅實的地面上或堅固的建筑物頂上，有利長期保存使用。</p&g

31、t;<p>　　c．點(diǎn)位環(huán)境適應(yīng)于安置接收機(jī)設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角均小于15°。</p><p>　　d．點(diǎn)位一般均遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)，其距離均大于200m；距離高壓輸電線均大于50m。</p><p>　　e．附近無強(qiáng)干擾衛(wèi)星信號接收的物體，并避開大面積水域。</p><p>　　f．GPS點(diǎn)位

32、選定后，均按要求繪制點(diǎn)之記。</p><p><b>　　（2）埋石</b></p><p>　　a. C、D級GPS點(diǎn)的標(biāo)石按《設(shè)計書》附圖三要求制作，中心標(biāo)志采用不銹鋼標(biāo)志。</p><p>　　b．與舊點(diǎn)重合時，均利用舊點(diǎn)標(biāo)石，并在點(diǎn)之記中加以說明；當(dāng)選在堅固房頂上時，采取去掉隔熱層后按要求埋設(shè)。</p><p>

33、;　　C、D級GPS點(diǎn)的點(diǎn)名一般以地名、村名、山名、單位名稱命名，由于舊點(diǎn)被破壞新點(diǎn)與舊點(diǎn)同名時，則采取在舊點(diǎn)名后以括號加注新字如：后山頭（新），少數(shù)不易取名的點(diǎn)位，則采取冠以英文字母“C”、“D”加流水編號如：C01，C02………Cn；D01，D02………Dn。GPS點(diǎn)標(biāo)石面均刻有“GPS”；年代“2008”；單位“市國土局”。</p><p>　　2.4.3 C、D級GPS觀測</p><

34、p>　　采用經(jīng)計量單位檢定合格的三臺套以上Trimble R8（±5 mm + 0.5 ppm×D）雙頻接收機(jī)及五臺套以上Trimble 4600LS（10㎜+3ppm×D）單頻接收機(jī)同步觀測一組衛(wèi)星，觀測方法采用靜態(tài)測量方法。</p><p>　　測區(qū)概略定位解的取值為東經(jīng)117°00′北緯25°06′。作業(yè)前按要求選擇最佳的觀測衛(wèi)星組以及觀測時間段，本測

35、區(qū)控制范圍較大點(diǎn)位多數(shù)靠近交通線，作業(yè)過程中應(yīng)采取分區(qū)逐塊有序進(jìn)行，以保證觀測質(zhì)量，主要技術(shù)指標(biāo)見下表：</p><p>　　表2-1 GPS觀測主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　（2）作業(yè)前應(yīng)對光學(xué)時點(diǎn)器進(jìn)行校正，作業(yè)中測站應(yīng)嚴(yán)格對中和整平。天線定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北，天線高度觀測前后應(yīng)各量取一次，當(dāng)兩次量高之差≤3mm時，取平均值作為最后天線高度。</p><p>

36、;　?。?）觀測前后應(yīng)按要求填寫GPS觀測手簿，手簿中各項內(nèi)容記錄一律采用鉛筆填寫，數(shù)據(jù)必須真實清晰，天線高等不得偽造和涂改。</p><p>　　2.5觀測數(shù)據(jù)處理及平差計算</p><p>　?。?）基于IGS精密星歷，采用Gamit/Globk或者相關(guān)軟件對GPS測量結(jié)果進(jìn)行基線解算及平差。為提高控制網(wǎng)的總體精度，對于C、D級GPS控制網(wǎng)分別采用廣播星歷和精密星歷進(jìn)行基線向量處理及基

37、線向量網(wǎng)無約束平差。在基線向量網(wǎng)基礎(chǔ)上采用相關(guān)軟件進(jìn)行GPS網(wǎng)的約束平差。</p><p>　?。?）基線解算結(jié)果的檢核，應(yīng)符合以下規(guī)定：</p><p>　　a．計算同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率，其值應(yīng)小于10%；</p><p>　　b．若干個獨(dú)立觀測邊組成閉合環(huán)時，各坐標(biāo)分量閉合差應(yīng)符合下式規(guī)定： </p><p><b>

38、　　Wx≤2σ</b></p><p><b>　　Wy≤2σ</b></p><p><b>　　Wz≤2σ</b></p><p><b>　　W≤ 2σ </b></p><p>　　式中：n——閉合環(huán)中的邊數(shù)差，σ——相應(yīng)級別相鄰點(diǎn)間弦長的精度(按平均邊長計

39、 算） </p><p>　　c.同一條邊任意兩個時段的成果互差，應(yīng)小于接收機(jī)標(biāo)稱精度的2倍。</p><p>　　d. 相應(yīng)級別相鄰點(diǎn)間弦長的精度計算公式：</p><p><b>　　σ=±</b></p><p>　　式中：σ——標(biāo)準(zhǔn)差（mm），a——固定誤差

40、≤10mm，b——比例誤差系數(shù)≤10ppm，d——相鄰點(diǎn)間距離（km）</p><p>　?。?）基線解算方法可采用雙差固定解，但同一時段劣質(zhì)基線的剔除率不宜大于10%。</p><p>　　（4）坐標(biāo)平差計算，可采用武漢大學(xué)測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)院的平差軟件包《CosaGPS》進(jìn)行，平差方法應(yīng)以C級點(diǎn)為依據(jù)，采用約束平差，并根據(jù)合同要求，同時提供1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)和1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)。

41、各項精度指標(biāo)以及成果取位按應(yīng)滿足《GPS規(guī)范》相關(guān)規(guī)定要求。</p><p>　　（5）為確認(rèn)GPS觀測成果精度，在平差過程中，應(yīng)采用測距儀進(jìn)行至少兩條邊的檢驗，其記錄和結(jié)果應(yīng)作為成果一并上繳。</p><p>　?。?）GPS觀測成果及最后平差成果匯總，應(yīng)復(fù)制成相應(yīng)光盤，并打印裝訂成冊,以保證數(shù)據(jù)安全。成果內(nèi)容應(yīng)包括：1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)、1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)、坐標(biāo)系坐標(biāo)及大地高、

42、格式基線向量數(shù)據(jù)（光盤數(shù)據(jù)）。</p><p>　?。?）GPS計算工作結(jié)束后，作業(yè)組應(yīng)提供單獨(dú)一份GPS控制網(wǎng)圖，圖上的相互通視的邊應(yīng)醒目表示，同時提供相應(yīng)的CAD電子文檔。</p><p>　　3. 三、四等水準(zhǔn)測量</p><p>　　3.1 三等水準(zhǔn)測量</p><p>　　3.1.1 三等水準(zhǔn)布網(wǎng)</p><p&

43、gt;　　本測區(qū)三等水準(zhǔn)網(wǎng)，采取以國家一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)為基礎(chǔ)，以附合水準(zhǔn)路線或結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測平坦區(qū)域的C級GPS點(diǎn)，聯(lián)測數(shù)量應(yīng)不低于60％。少數(shù)位于山頭或高層建筑物上的點(diǎn)，則在其附近布設(shè)聯(lián)測臨時水準(zhǔn)點(diǎn)，以三角高程推求高程。水準(zhǔn)附合路、線環(huán)線長度和每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差、全中誤差按下表規(guī)定執(zhí)行：</p><p>　　表3-1 三等水準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo) </p&

44、gt;<p><b>　　3.1.2水準(zhǔn)觀測</b></p><p>　?。?） 儀器選擇，本測區(qū)可選用DS1型水準(zhǔn)儀和線條式因瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺或DS3型水準(zhǔn)儀和3m區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)標(biāo)尺。</p><p>　　（2） 水準(zhǔn)觀測作業(yè)前必須對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺按《規(guī)范》規(guī)定項目進(jìn)行檢驗。主要項目見下表：</p><p>　　表3-2 水準(zhǔn)儀和水

45、準(zhǔn)標(biāo)尺檢驗技術(shù)指標(biāo) </p><p>　　（3） 水準(zhǔn)觀測的主要技術(shù)要求及技術(shù)指標(biāo)見下表：</p><p>　　表3-3 水準(zhǔn)觀測技術(shù)指標(biāo)表 </p><p>　　注：觀測中視線高度應(yīng)保證三絲能讀數(shù)。</p><p>　?。?） 三等水準(zhǔn)觀測，可采用DS3型水準(zhǔn)儀及三米區(qū)格式雙面木質(zhì)標(biāo)

46、尺，按中絲法進(jìn)行往返觀測，或采用DS1型水準(zhǔn)儀及線條式因瓦標(biāo)尺，按單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行觀測；觀測順序為后─前─前─后，前后必須采用上、下絲進(jìn)行讀數(shù)。</p><p>　?。?） 水準(zhǔn)測量，應(yīng)盡量采用計算機(jī)記錄，當(dāng)采用計算機(jī)記錄時，應(yīng)輸出測站、測段匯總，并裝訂成冊。</p><p>　?。?） 水準(zhǔn)測量每測段的測站數(shù)必須是偶數(shù)。聯(lián)測C級GPS點(diǎn)應(yīng)為偶數(shù)站，可不作測段處理。</p>&

47、lt;p>　?。?）本測區(qū)所用到的已知點(diǎn)，均必須進(jìn)行檢測，采用的已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程，計算前均必須準(zhǔn)確查對其所屬高程系統(tǒng)及屬上標(biāo)或下標(biāo)高程，否則不得進(jìn)行檢核和計算。往返路高差不符值與環(huán)線閉合差按下表執(zhí)行：</p><p>　　表3-4 三等水準(zhǔn)往返高差不符值與環(huán)線閉合差限差表 單位：mm </p><p>　　注：為測段長度（km）；為附合路線（km）、環(huán)線長度；

48、為檢測測段長度（km）；山地指路線最大高差超過400m的地區(qū)。</p><p>　?。?）作業(yè)開始后，一周內(nèi)每天應(yīng)對水準(zhǔn)儀進(jìn)行一次i角檢測，i角不得大于20″，i角穩(wěn)定后可每隔15天測定一次。</p><p>　　（9）水準(zhǔn)測量成果的重測和取舍按《水準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。</p><p>　?。?0）水準(zhǔn)高差應(yīng)進(jìn)行尺長改正及正常水準(zhǔn)面不平行改正(此項改正若不影響至0.0

49、01m，可免于計算，先按最大緯差估算)。</p><p><b>　　3.2四等水準(zhǔn)測量</b></p><p>　　四等水準(zhǔn)網(wǎng)，以國家一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)及本期布設(shè)的三等水準(zhǔn)點(diǎn)為基礎(chǔ)，以附合水準(zhǔn)路線或結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測平坦區(qū)域的D級GPS點(diǎn)。位于山頭或高層建筑物上的點(diǎn)，以GPS擬合高程。水準(zhǔn)附合路、線環(huán)線長度和每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差、全中誤差按附表1規(guī)定執(zhí)行。四等水準(zhǔn)網(wǎng)中

50、最弱點(diǎn)高程中誤差（相對于起算點(diǎn)）不得大于±2cm水準(zhǔn)觀測前必須對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行檢驗。</p><p>　　3.2.1水準(zhǔn)觀測實施</p><p>　　水準(zhǔn)觀測使用不低于DS3級的水準(zhǔn)儀及三米區(qū)格式雙面木質(zhì)標(biāo)尺，四等水準(zhǔn)觀測以中絲測高法進(jìn)行單程觀測。視距可直接讀取，觀測順序為后─后─前─前。 水準(zhǔn)測量，采用計算機(jī)記錄，輸出原始觀測成果及測段匯總，格式見我院范例。水準(zhǔn)

51、測量每測段的測站數(shù)必須是偶數(shù)。聯(lián)測的一級導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)為偶數(shù)站。 因本期水準(zhǔn)網(wǎng)采用三個已知作起算，可不必先進(jìn)行已知點(diǎn)檢測。作業(yè)開始后的一周內(nèi)每天應(yīng)對水準(zhǔn)儀進(jìn)行一次i角檢測，其值不得大于±20″，i角穩(wěn)定后可每隔15天測定一次。水準(zhǔn)測量成果的重測和取舍按規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。水準(zhǔn)高差應(yīng)進(jìn)行尺長改正及正常水準(zhǔn)面不平行改正(此項改正若不影響至0.001m，免于計算，可按最大緯差估算)。</p><p><b>

52、　　3.3平差計算</b></p><p>　　平差計算前，應(yīng)對觀測成果進(jìn)行200％檢查，計算前應(yīng)對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行100％的核對。三、四等水準(zhǔn)高程采用微機(jī)按NASWE95平差軟件進(jìn)行平差計算。成果取位按照規(guī)范執(zhí)行，水準(zhǔn)高程取位至0.001m。</p><p>　　3.4大地水準(zhǔn)面精化</p><p>　　為充分發(fā)揮GPS可以提供高精度三維坐標(biāo)的優(yōu)越性，將

53、GPS技術(shù)與高精度、高分辨率（似）大地水準(zhǔn)面模型等結(jié)合，建立確切的高程異常模型，實現(xiàn)GPS大地高向正常高的轉(zhuǎn)換從而是GPS測量成果可以取代傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量方法測定正常高，真正實現(xiàn)GPS技術(shù)在幾何和物理意義上的三維定位功能。</p><p>　　3.4.1 GPS高程轉(zhuǎn)換的現(xiàn)狀</p><p>　　目前，將GPS大地高轉(zhuǎn)化為正常高的方法有很多，主要包括：用地球重力場模型直接求高程異常（物理大地

54、測量方法）；數(shù)學(xué)模型擬合法（幾何方法）；數(shù)學(xué)模型抗差估計法；平差轉(zhuǎn)換法；聯(lián)合平差法。</p><p>　　3.4.2本項目精化大地水準(zhǔn)面的基本思路</p><p>　　結(jié)合測區(qū)地形和重力異常情況，本項目擬選用測區(qū)GPS、水準(zhǔn)數(shù)據(jù)和重力數(shù)據(jù)，以曲面擬合法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法構(gòu)建該區(qū)域大地水準(zhǔn)面模型。該區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化以C級網(wǎng)為基礎(chǔ)，適當(dāng)擴(kuò)大到D級網(wǎng)。</p><p>　

55、　（1）重力資料的收集與處理</p><p>　　收集該地區(qū)的1：20萬布格重力數(shù)據(jù)，并且在高程變化較大的區(qū)域?qū)崪y重力數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）GPS/水準(zhǔn)數(shù)據(jù)</p><p>　　GPS/水準(zhǔn)數(shù)據(jù)以該區(qū)域C級、D級GPS觀測成果及四等水準(zhǔn)測量成果為基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）GPS高程擬合</p><p&g

56、t;　　依據(jù)大面積實測的GPS觀測成果與四等水準(zhǔn)測量成果，建立函數(shù)模型，同時利用重力數(shù)據(jù)對模型模型進(jìn)行優(yōu)化。采用曲面擬合法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法分別進(jìn)行高程擬合，對兩種方法的擬合結(jié)果進(jìn)行分析，選取最優(yōu)結(jié)果作為最終結(jié)果。根據(jù)區(qū)域大地水準(zhǔn)面擬合模型，編制用戶方便、實用的高程轉(zhuǎn)化軟件，作為今后開展日常工作的基本工具，實現(xiàn)GPS高程轉(zhuǎn)化為正常高的方便轉(zhuǎn)化。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b>&l

57、t;/p><p>　　通過對C、D級GPS技術(shù)在龍巖市地形圖控制網(wǎng)中的應(yīng)用的分析研究，自己不僅對以前所學(xué)的知識進(jìn)行了一次系統(tǒng)性的回顧和總結(jié)，也掌握了許多實際性的問題。同時，通過生產(chǎn)實踐，從實地的實踐，理論知識的應(yīng)用，學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗和知識。GPS技術(shù)以它特有的高精度、便捷、高效益在測繪行業(yè)體現(xiàn)著它的作用，尤其是在GPS的控制測量中減少了外界環(huán)境對測量的影響，操作簡單、自動化程度高，極大的挺高了測量的效益，在野外測

58、量中非常好用。</p><p>　　近些年GPS控制網(wǎng)在高程系統(tǒng)的研究也增加了許多，且技術(shù)和精度也極大地挺高。在本文中，水準(zhǔn)測量是基于傳統(tǒng)三、四等測量，GPS高程僅作為參考。這是由于測區(qū)的地形地貌情況所影響的結(jié)果，而在其他空曠地，運(yùn)用GPS技術(shù)不僅可以在平面控制，高程也可以運(yùn)用。總之，GPS技術(shù)是一場技術(shù)的革命，正在對測量傳統(tǒng)技術(shù)的手段和方法產(chǎn)生重大變革，將引領(lǐng)未來的測繪領(lǐng)域。</p><p&

59、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李天文等，GPS原理及應(yīng)用[M]，北京：科學(xué)出版社，2010.</p><p>　　[2] 徐紹銓、張華海等．GPS測量原理及應(yīng)用[M]，武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[3] 李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社，2010.9</

60、p><p>　　[4] Yuanxi, Yang, et al. "Combined adjustment project of national astronomical geodetic networks and 2000'national GPS control network." Progress in Natural Scienc

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64、信息系統(tǒng)及其發(fā)展展望[J].內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報，2002, 17(6):27-32.</p><p>　　[12] 郭英起，張振海，王楊.建立GPS控制網(wǎng)觀測方案優(yōu)化的研究[J].測繪工程，2011, 20(3): </p><p>　　GPS D , C Level Control Network Measurement</p><p>　　Resource Eng

65、ineering College Surveying and Mapping Engineering</p><p>　　2012092536 WangRuimin Instructs teacher: Lin Xinhong</p><p>　　【Abstract】:窗體頂端</p><p>　　Abstract:GPS control netwo

66、rk in accordance with the "Global Positioning System measurement norms" can be divided into A, B, C, D, E five levels, for ease of use in the project, "Highway Survey and norms" GPS control network wi

67、ll be divided into one, two, three and fourth and fourth GPS control network is mainly used directly as road construction control network, defined as the average distance of 500m is appropriate. Third GPS control network

68、 as the Primary Control Network road survey and design</p><p>　　Keyword: GPS principle; GPS control network optimization</p><p><b>　　致謝語</b></p><p>　　不知不覺間，四年大學(xué)生活已飛逝而過。回

69、首過去的學(xué)習(xí)、工作和生活，感觸頗深。感謝老師的諄諄教導(dǎo)，感動同學(xué)的熱心幫助，感恩父母的無私奉獻(xiàn)。通過近段時間的努力，老師熱心的指導(dǎo)，論文已基本完成，也預(yù)示著大學(xué)生活已走進(jìn)尾聲。大學(xué)四年的生活讓我從青澀無知走向知識豐富、成熟穩(wěn)重，成為我一生中不可多得的財富。</p><p>　　在此，首先要感謝敬愛的老師們對我的關(guān)心與照顧，教育與栽培，是他們一路的引導(dǎo)才成就了今天的我。特別要感謝我的論文指導(dǎo)老師林新紅老師對我論文的