毕业论文--GPS在公路工程测量中的应用

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1、 目 录 摘要 I Abstract II 前 言 . 1 1 GPS 测量模式概述 2 1.1 静态定位 3 1.2 动态定位 4 2 GPS 在平面控制测量中的应用 6 2.1 GPS 静态定位技术布设首级平面控制网. 7 2.2 GPS 测量的测前准备. 11 2.2.1 GPS 测量的外业准备 11 2.3 GPS 测量的实施 12 2.3.1 选点埋石 13 2.3.2 实地观测 14 2.3.3 GPS 测量数据处理 15 2.3.4 GPS 网平差 21 2.3.5 GPS 定位成果的坐标转换 . 23 2.4 采用 GPS 动态定位技术加密首级平面控制网. 25 2.4.1 建

2、立基准站 26 2.4.2 设置流动站 26 2.4.3 内业处理 27 2.5 GPS 动态测量技术可行性分析. 27 2.6 GPS 静态定位技术布设水准控制网 28 3 小结 . 29 致 谢 . 32 参考文献 . 33 前 言 科学技术的发展如此之飞速,测绘技术的发展也日新月异，在测绘领域表现在 GPS 定位技术的作业方法也发生了很大的变化。GPS 以其全天候作业、自动化程度高、定位 精度高、高效益、提供三维坐标资料、观测时间短等显著特点赢得了广大测绘工作者的 信赖，现已成功应用于工程测量、大地测量、航空摄影测量、变形监测、资源调查等诸 多领域。 在公路工程建设过程中用 GPS 静态

3、或快速静态测量方法进行沿路线总体控制测量， 既可以为勘测阶段测绘带状地形图，也可以为路线的纵面和平面提供测量依据；为隧道 和桥梁的施工阶段建立施工控制网。 但以上仅仅是在公路工程测量中 GPS 定位技术应用 领域的初级阶段。公路工程与其他工程相比有其自身的特点：测区范围狭窄、测量线路 长。投影变形误差因沿线各点与中央子午线距离不同而不同。因此，选定中央子午线进 行高斯投影计算时，对于线路总长可达几十甚至几百公里的经线跨度较大的公路控制网 而言，工程各部分的投影变形分布由于沿线长度的不同而使分布不均匀，这就必须对引 起这种控制点点位投影变形误差进行理论分析和研究后，采取有效补救措施，找出使公 路

4、测量控制网中各部分的点位精度满足现代公路勘测与施工要求的有效的方法途径；对 于一般的公路工程由于经线跨度不大，这种变形所引起的误差可以忽略不计，因为一般 都在工程所要求的限差之内。大地计算是在参考椭球面上进行，而公路测量是在地面上 进行的。因此，必需把地面上的观测数据换算到参考椭球面上后才可以得到有效的测量 数据。由于测量计算的基准线与基准面分别是参考椭球面法线和参考椭球面，而地面观 测值的基准线和基准面分别是铅垂线和大地水准面。因此，必须将地面观测值换算到以 参考椭球面和参考椭球面法线为基准的参考椭球面上，从而换算改正就包括以上两部分 的改正。 在公路测量中,GPS 因其应用新而有其更好的发

5、展潜力， 所以又会出现一些新的从来 没见过的问题。 本论文就是针对 GPS 定位技术在具体公路测量应用中遇到的几个问题进 行结果分析，进而进行分析论证得出最佳的解决方案。经过理论分析，本文对影响长度 投影变形误差给出了改正公式，并给出几种抵偿坐标系统对于投影变形误差超出规范要 求的情况进行选择。 以上本文所论述的几个问题，常常出现在公路工程测量中，因而其对其它的公路工 程测量具有很大的现实意义；另外，在理论上，在解算问题时引入最小二乘拟合数学模 型也是很少见的。 1 GPS 测量模式概述 依据参考点的不同 GPS 定位系统分为：相对定位和绝对定位两种测量模式。 按照用户 GPS 信号接收机在作

6、业中的不同状态可分为：静态定位和动态定位。 静态定位是 GPS 系统在进行定位观测的过程中，待测点（GPS 信号接收机）的位置 是固定不变的，处于相对的静止状态。 动态定位是 GPS 系统在进行定位观测的过程中， 用户 GPS 信号接收机处于相对的运 动状态。 我们常说的绝对定位就是确定所要确定的未知点离地球质心的位置， 并在在WGS-84 坐标系统中表示出来。 静态绝对定位技术是在接收机天线处于静止状态下，确定观测站坐标的方法。这种 测量方法可以测定卫星至观测站之间的伪距，在不同历元连续地同步观测不同的卫星， 从而获得充分的多余观测数据。测后通过数据处理求得观测站的绝对坐标。 相对定位就是在 WGS-84 坐标系统中确定待测点相对于某一已知参考点的相对位 置。即要求同步观测相同 GPS 卫星的 GPS 信号接收机至少有 2 台，以便确定两台 GPS 信号接收机天线之间的相对位置（坐标差） 。相对定位的类型又可分为：静态定位和动态 定位。 相对定位的优缺点： 优点：定位精度高 缺点：多台接收共同作业， 作业复杂 数据处理复杂 不能直接获取绝对坐标 1.1 静态定位 普通静态定位 快速静