多领域适用的GPS区域监测系统研究与设计

论文摘要

随着全球导航卫星系统的发展,GPS技术的应用也越来越广泛。而GPS卫星定位区域站网建设及相关技术的应用与研究,已成为测绘、气象、地震、导航等多个部门共同研究的热点。建设GPS区域站网是一个复杂的系统工程,涵盖了从站点设计到数据采集处理以及服务应用整个流程,同时满足多个部门适用的GPS区域站网设计目前鲜有研究。本文将对同时满足测绘、气象和地震监测的GPS区域站网建设设计进行研究。本文从理论和实践角度出发,分析了GPS技术在精确定位、大气水汽含量反演以及地震监测等方面的应用原理,对国内外GPS站网建设和应用情况进行了分析研究。以此为基础,根据江西省实际情况,分析了建立能够满足多个部门同时适用的GPS区域站网监测系统建设的需求,提出建设江西省GPS区域站网监测系统建设构想,设计并实现了一种系统总体设计方案,并在实际应用中对设计方案进行检验。结果表明,通过该设想构建的系统能够同时满足几个部门的应用要求,达到了“多领域适用”的设计目标。本文主要主要在以下方面作了一些工作：(1)通过对GPS精确定位、大气水汽反演以及地震监测的原理的分析,找出不同应用领域对GPS监测网设计的技术要求,综合研究并提出了同时满足不同领域应用需求的GPS监测网的设计需求。(2)基于Mapinfo (Mapbasic)软件,以不同应用领域对GPS监测网设计的技术要求为控制条件,通过计算机编程技术确定站点位置与数量,建立站网布局模型。(3)通过对区域GPS监测网数据传输、处理和存储的需求,并结合实际情况,研究适合的通信网络系统和用于测绘、气象以及地震等不同部门的数据处理和共享系统。(4)根据研究成果建立的江西省GPS区域站网监测系统,经多部门实践应用检验,系统建设质量控制符合设计要求,达到“一个平台,一次投资、多种服务”的效果。本文提出的多领域适用的GPS区域监测系统建设设计方法具有一定的现实意义。通过这一研究,为我国其他正准备建设GPS区域监测系统的省、市或部门提供了一定的技术参考和可行性方案,其设计思想符合科学发展的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外GPS站网建设和应用概况
• 1.2.1 国外GPS系统建设应用情况
• 1.2.2 国内GPS系统建设应用情况
• 1.3 课题研究和开发意义
• 1.3.1 存在的主要问题
• 1.3.2 本课题研究的意义
• 1.4 论文研究的主要内容及结构
• 第2章 GPS技术应用相关理论概述
• 2.1 GPS系统应用基本原理
• 2.1.1 GPS精确定位原理（在测绘等部门应用）
• 2.1.2 应用GPS反演水汽含量原理（在气象部门应用）
• 2.1.3 应用GPS监测地震活动原理（在地震部门应用）
• 2.2 GPS应用分析
• 2.2.1 建立永久性连续的城市动态参考框架
• 2.2.2 城市信息化的基础设施
• 2.2.4 提高测绘生产效率
• 2.2.5 可降水汽预报应用
• 2.2.6 防灾减灾的应用
• 2.2.7 水利建设中的应用
• 2.2.8 交通管理和智能交通中的应用
• 2.2.9 精细农业中的应用
• 2.2.10 林业应用
• 2.3 本章小结
• 第3章 江西GPS区域监测系统设计分析
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 测绘部门对GPS区域站网设计的需求分析
• 3.1.2 气象部门适用的GPS区域网设计的需求分析
• 3.1.3 地震部门适用的GPS区域网设计的需求分析
• 3.2 现有条件
• 3.2.1 气象部门现有基础设施条件
• 3.2.2 测绘部门现有基础条件
• 3.2.3 地震部门现有基础条件
• 3.3 设计原则
• 3.4 系统的组成与结构
• 3.4.1 RSS
• 3.4.2 SMC
• 3.4.3 UDC
• 3.4.4 DCS
• 3.4.5 UAS
• 3.5 数据流程
• 3.5.1 内部数据
• 3.5.2 外部数据流
• 3.5.3 软件配置
• 3.6 本章小结
• 第4章 江西GPS区域监测系统设计与实现
• 4.1 工程设计
• 4.1.1 设计方法
• 4.1.2 设计流程
• 4.2 基准站子系统
• 4.2.1 站点位置与数量设计
• 4.2.2 基准站内部结构
• 4.2.3 基准站网络结构
• 4.2.4 数据结构及流程
• 4.3 控制中心子系统
• 4.3.1 功能与实现
• 4.3.2 控制中心结构
• 4.3.3 数据结构及流程
• 4.3.4 存储结构
• 4.3.5 软件配置
• 4.4 数据中心子系统
• 4.4.1 功能与实现
• 4.4.2 网络结构
• 4.4.3 数据结构及流程
• 4.5 数据通信子系统
• 4.5.1 数据通信（网络）体系结构设计
• 4.5.2 网络设计
• 4.5.3 设计实现
• 4.5.4 网络结构
• 4.5.5 网络地址分配
• 4.6 用户应用子系统
• 4.6.1 功能实现
• 4.6.2 子系统结构
• 4.7 小结
• 第5章 系统测试及技术性能分析
• 5.1 精确定位应用测试
• 5.1.1 系统定位精度分析
• 5.1.2 系统覆盖范围分析
• 5.1.3 系统日可用性分析
• 5.1.4 系统兼容性分析
• 5.2 水汽反演测试
• 5.3 地震部门应用测试
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果