林业GPS测量规范研究

林业GPS测量规范研究

论文摘要

随着GPS系统L2C、L5的加载、GLONASS系统的不断完善、GALILEO系统的建设和投入使用、“北斗一号”导航定位系统的全球化发展,全球导航定位系统应用领域正在不断地扩大和深入,GPS技术在林业工作中的应用已非常广泛,诸如造林地位置确定,林区面积测算,造林规划设计,森林资源综合管理和研究,森林火灾和病虫害灾情定位及评估,森林资源动态监测,珍稀名木定位研究,珍稀野生动物生活习性的监测,林业遥感图像的几何精校正,森林分布图的绘制,对原始森林的科学考察、探险、旅游的导航定位,飞机播种、喷药、施肥的导航定位等工作都已应用GPS技术。可以说GPS技术已成为研究林业科学和管理林业生产的一种重要手段和工具,是数字林业和信息化林业建设的一个重要组成部分。国家测绘局和国家质量技术监督局制订并发布了我国的《GPS测量规范》;建设部制订了我国《全球定位系统城市测量技术规程》;交通部也制订了《公路全球定位系统(GPS)测量规范》。研究并制定《林业GPS测量规范》是林业事业发展的必然趋势,使林业GPS测量做到有据可依,也使各项林业工程项目在规划、实施过程中可进一步规范化、标准化,这将促进我国林业管理水平再上新的台阶。本论文是在对国内外相关GPS测量规范进行认真研究的基础上,根据林业行业特点,通过分析6PS测量误差的来源和林业工作对GPS测量技术的要求,并根据经典静态GPS测量、RTKGPS测量、手持GPS测量等GPS定位导航的不同模式,采用多种方法和仪器,在不同的环境条件下进行了大量实验,研究林业与GPS测量的相互关系,提出《林业GPS测量规范》指标体系,并进行认真分析和论述。经过分析论证,在林区应采用静态相对定位方法布设首级GPS控制网,其精度分为一级、二级、三级、四级四个等级;对于高分辨率的林业遥感图像(如Quick bird)几何精校正,可采用快速静态定位、RTK GPS或高精度手持GPS接收机(如TrimbleGeo系列)定位;对于森林资源连续清查、森林资源动态监测等方面的导航定位可用精度为5m-15m的手持GPS接收机。本论文提出的《林业GPS测量规范》符合《全球定位系统(GPS)测量规范》和《国家森林资源连续清查技术规定》的技术精度要求,对指导和规范林业GPS测量工作具有一定的现实性和可操作性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 引言
  • 1 绪论
  • 1.1 规范及标准
  • 1.1.1 概述
  • 1.1.2 GPS测量规范
  • 1.2 "三G"(GPS、GLONASS、GALILEO)和CASP概述
  • 1.2.1 全球定位系统(GPS)
  • 1.2.2 俄罗斯的GLONASS系统
  • 1.2.3 欧洲的GALILEO系统
  • 1.2.4 中国的"北斗一号"双星导航定位系统CASP
  • 1.3 林业GPS测绘概述
  • 1.3.1. 林业测绘的特点
  • 1.3.2. 新世纪林业测绘的任务
  • 1.3.3 现代林业测绘学科体系的构建
  • 1.4 国内外相关研究背景
  • 1.4.1 国外相关研究背景
  • 1.4.2 国内相关研究背景
  • 1.5 林业GPS测量规范研究的意义
  • 2 林业GPS测量规范研究内容与方法
  • 2.1 林业GPS测量规范研究的目标
  • 2.1.1 GPS测量规范现状
  • 2.1.2 林业GPS测量的应用特点
  • 2.1.3 林业GPS测量规范研究的目标
  • 2.2 林业GPS测量规范研究内容
  • 2.2.1 林业GPS测量规范研究原则
  • 2.2.2 林业GPS测量规范的研究内容
  • 2.3 林业GPS测量规范研究技术路线
  • 2.3.1 技术路线
  • 2.3.2 技术路线可行性论证
  • 3 《林业GPS测量规范》指标体系的提出
  • 3.1 总则
  • 3.2 术语
  • 3.3 坐标系统和时间系统
  • 3.4 GPS控制网分级与设计
  • 3.5 林业遥感图像精校正的精度要求与测量模式
  • 3.6 GPS技术在样地布设和调查的精度要求与测量模式
  • 3.7 GPS技术在林业面积测定中的精度要求与测量模式
  • 4 分析与论证
  • 4.1 GPS定位原理基础
  • 4.1.1 GPS定位原理
  • 4.1.2 GPS定位的误差来源
  • 4.1.3 坐标系统的选择
  • 4.1.4 GPS测量的投影变形分析
  • 4.1.5 检验GPS网起算数据
  • 4.1.6 高程拟合的精度分析
  • 4.2 不同林区环境的精度分析
  • 5 不同测量模式试验与数据分析
  • 5.1 经典静态GPS相对测量模式
  • 5.1.1 相关GPS网技术指标对照
  • 5.1.2 经典静态GPS相对定位试验分析
  • 5.2 GPS技术对林业遥感图像精校正试验
  • 5.2.1 快速静态定位模式试验
  • 5.2.2 RTK GPS测量模式试验
  • 5.2.3 Geo XM和Geo XT高精度手持接收机试验
  • 5.2.4 试验结论
  • 5.3 普通手持GPS接收机试验
  • 5.3.1 测量准备
  • 5.3.2 手持GPS接收机试验内容
  • 5.3.3 试验结论
  • 6 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录A GPS点之记
  • 附录B GPS点标志图
  • 附录C GPS观测手簿
  • 附录D 攻读学位期间的主要学术成果
  • 致谢
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