工程GPS数据的实用处理技术与方法研究

论文摘要

GPS卫星定位技术在测绘领域得到了广泛应用,GPS技术的发展导致了测绘行业一场深刻的技术革命。随着GPS技术的广泛应用,国内外开展了大量工程GPS数据处理的研究工作,也涌现出了很多GPS工程数据处理软件。但目前的一些方法及软件在实际工程应用中也有它欠缺和不完善的地方,不能很好的处理在GPS工程中实际遇到的情况和问题。本论文分析了现有的GPS数据处理方法及软件在具体GPS工程应用中的不足,探讨了适合于工程GPS的实用数据处理方法,主要有以下几点：1、基线处理是GPS数据处理的重要环节,基线解算质量及基线质量的检核对GPS定位结果有很大影响。论文介绍了基线解算的模式,探讨了影响基线解算质量的因素,以及减弱这些影响因素的措施；探讨了基线质量的评价指标,分析了现有软件(以TGO软件为例)在基线质量检核方面的不足,并用程序实现了基线质量的自动检核,方便了工程的实际应用。2、GPS网约束平差时,若起算点数据存在粗差,约束平差后该网的成果精度会急剧下降。因此,在对区域性GPS控制网约束平差前必须对约束的起算点进行兼容性分析,本文探讨了几种检核GPS平差起算数据兼容性的方法,并用实例进行了验证。3、进行了GPS高程拟合模型的优选与比较,得出了二次移动曲面模型拟合精度较高的结论,并分析了其拟合精度高的原因。4、研究了基于二次移动曲面模型及图形界面进行GPS高程拟合时的最佳分区拟合方法,得出一些结论：(1)利用二次移动曲面进行GPS高程拟合时有必要进行分区拟合,也即有必要选择最佳拟合半径(窗口)。(2)最佳的拟合方法是单独对每个待拟合点选择其最佳拟合半径(窗口),且保证待拟合点周围有足够的联测水准点,使待拟合点处在拟合窗口的中心位置。5、基于现有GPS数据处理软件在GPS高程拟合方面的不足：拟合模型单一以及大多没有图形拟合界面等,利用vb结合MapObjects,以移动曲面法为核心算法,开发出了基于图形界面,适合于工程实际应用的GPS高程拟合系统,方便了用户。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 GPS技术的发展及在测量中的应用
• 1.2 工程GPS数据处理的国内外研究动态
• 1.3 工程GPS数据处理研究现状及存在的一些问题
• 1.4 本论文研究的内容
• 第二章 GPS测量基本原理
• 2.1 GPS的基本知识
• 2.1.1 GPS系统的组成
• 2.1.2 GPS的基本观测量
• 2.1.3 GPS测量的误差
• 2.2 GPS绝对定位原理
• 2.2.1 测码伪距测量
• 2.2.2 测相伪距测量
• 2.3 相对定位原理
• 2.3.1 静态相对定位
• 2.3.2 动态相对定位
• 2.3.3 差分GPS（DGPS）定位
• 2.3.4 静态相对定位的观测方程
• 2.3.5 三差观测方程
• 2.4 本章小结
• 第三章 GPS基线质量影响因素分析、质量评价及质量自动检核程序实现
• 3.1 GPS基线向量解算
• 3.1.1 基线向量解
• 3.1.2 单基线解模式
• 3.1.3 多基线解模式
• 3.1.4 整体解模式
• 3.2 影响基线解算质量的因素
• 3.2.1 起算点精度对基线解算的影响分析
• 3.2.2 卫星轨道误差对基线解算的影响
• 3.2.3 大气延迟对基线解的影响
• 3.2.4 多路径效应
• 3.2.5 其他因素对基线解算的影响
• 3.3 基线质量评价指标
• 3.4 全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2001）对基线质量的要求
• 3.5 现有软件在基线质量检核方面的不足（以TGO为例）
• 3.6 基线质量自动检核的程序实现及实例分析
• 3.6.1 实例分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 工程GPS控制网起算点兼容性分析的实用方法
• 4.1 概述
• 4.2 平差成果的直观分析
• 4.3 尺度比参数比较分析法
• 4.4 约束平差各种精度指标比较分析法
• 4.5 基于狄克松（Dixon）检测的约束平差法
• 4.6 实例分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 GPS水准一般性问题以及传统GPS高程转换方法研究
• 5.1 水准面、大地水准面、似大地水准面的定义
• 5.2 大地高系统、正高系统、正常高系统的定义
• 5.3 GPS水准测量原理
• 5.4 传统GPS高程转换方法研究
• 5.4.1 多项式曲面拟合法
• 5.4.2 加权平均拟合法
• 5.4.3 移去-恢复法
• 5.4.4 神经网络转换方法
• 5.5 本论文的GPS高程拟合实验数据
• 第六章 基于移动曲面及图形界面分区的GPS高程转换方法研究
• 6.1 移动曲面法
• 6.2 拟合模型的比较
• 6.3 图形界面分区拟合方法研究
• 6.4 本章小结
• 第七章 工程GPS数据处理系统的设计与实现
• 7.1 Visual Basic 6.0简介
• 7.2 GIS软件类型及开发模式
• 7.3 MapObjects（简称MO）
• 7.4 本系统所做的主要内容
• 7.5 系统的总体设计
• 7.6 系统实现
• 7.7 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 论文研究内容总结
• 8.2 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文