畢業論文--如何提高gps在工程測量應用中的精度-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 003S007進行約束平差 (表 3． 2)； 用控制點 S003S007 進行平差 (表 3． 3)； 三種方法高程比較 （表 ）。因為有 4個或 4個以上起算數據時，才構成高程擬合條件，因此一個大型工程 GPS控制網要進行高程擬合時，必須要有 4個或 4個以上起算數據， 而 且要均勻 合理 分布在測區中。通常起算點坐標可以通過以下幾種途徑獲取： ①利 用已知的 WGS． 84坐標，聯測國家高精度 GPS控制點。網形設計完成后，就要參考最新的星歷預報制定嚴密的作業計劃，使工作有條不紊開展，這是提高工作效率的重要環節。在起算點和需要設置參考站的過渡點構成異步環后，其它測點根據情況可不必形成異步環，但要保證觀測條件良好，基線解算合格 [16]。 GPS網的基準設計，一般主要是指確定網的位置基準問題。 觀測時長 觀測時間的長短直接影響工作效率和基線解算效果，時問短會因采集數據不夠而使基線解算失敗；觀測時間 過長 不會提高基線解算精度，造成時間上的大量浪費。它的基本思想是，在基準 站安置一臺 GPS接收機，對所有可見的 GPS衛星進行連續觀測，并將其觀測數據，通過無線電傳輸設備 實時 發送給用戶觀測站。在流動過程當中，要求保持對 GPS衛星的連續跟蹤。用戶界面多數采用掌式計算機 (稱為控制器 )，它既可手持，又能 固定在測桿上。而實用的測量成果往往是屬于某一國家坐標系或是地方坐標系 (或叫局部的、參考坐標系 )，應用中必須進行轉換。 軌道誤差：目前，隨著定軌技術的不斷完善，軌道誤差只有 5～ 10m，其殘余的影響到基線的相對誤差不到 1 106m，就短基線 (10km)而言，對結果的影響可忽略不計， 但是對 20～ 30km的基線則可達到 2～ 3cm。 對流層誤差：對流層誤差同點間距離和點問高差密切相關，高度角 90176。要求對儀器認真細心地架設，要有高度的責任 心，對天線高可采用兩次量取，量取部位要準確，不能有差錯。而且電子相位中心是變化的，它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。當使用 RTK 網代替一個基準站時，算出的移動站坐標將更可靠。常設基準站可承擔下列任務：連續采集數據，存儲原始數據，計算 RTCM 改正，為用戶實時或事后提供數據，監測衛星狀況，向用戶 預告各種干擾。在觀測的過程中，連同接收基準站的同步觀測數據，實時地解算整周未知數和用戶站的三維坐標。然而并不是一味的延長觀測時間基線處理的精度就高，理論分析與實踐經驗表明：在載波相位觀測中，如果整周未知數已經確定，那么相對定位的精 度，將不會隨觀測時間的延長而明顯提高，整周未知數的解算一般需要 l2小時可以準確解算。當網中已知點的坐標含有較大的誤差，或其權難以可靠地確定時，將會對網的定向與尺度產生不利的影響。一般來說，在 GPS網的整體平差中，可能含有兩類觀測量，即相對觀測量 (如基線向量 )和絕對觀測量 (如點在 WGS84中的坐標值 )。 1 GPS網中的異步環實質上僅起到了多余觀測的作用，是剔除粗差的有效手段，而對 于網平差精度的提高并非起到決定性作用。可以通過以下方法進行起算數據的檢核：直接基線邊與起算點坐標反算邊的比較分析；實測光電 邊與直接基線邊、坐標反算邊的比較分析。 影響 GPS測量的起算點因素主要包含點位本身精度、點位的分布和點位數量三個 方面。那么在進行高程擬合時，如何判斷它的高程擬合精度的可靠性 ? 由于只有 3個起算數據，沒有多余的起算數據判定具體哪個起算數據的高程有闖題 來剔除租差點，然而我們可以通過高程擬合變化規律和理論分析，得出以下結論： (1)GPS在進行高程擬合時，若只有 3個起算數據，且有一個 起算數據高程精度不 準確， GPS的高程誤差就會在不準確起算數據方向兩側逐漸增大。 ， 采用 1985國家高程基準。 附合路線法：附合路線法是從一個起算點通過一條由 GPS導線推算另一個起算點的坐標，將此坐標與已知值比較，根據它們差異值的大小來判斷起算點的質量。起算數據的數量在 GPS控制網中也尤為重要，為了解算出控制網中未知點的坐標， 一 般需要和國家控制點聯測。 工程實踐 中 我們發現 GPS作業面臨的主要問題是：怎樣 確保穩定的聯測精度、提高外業 工作效率，充分發揮 GPS 作業的 精確、高效、 快捷等優點。天線對中都是以天線幾何中心為準。但是由于接收機只能測定載波相位非整周的小數部分 ,和從某一起歷元至觀測歷元件載波相位變化的整周數 ,無法直接測定載波相位相應該起始歷元在傳播路徑上變化的整周數。 一般 采用性能良好的微帶天線，并在天線下部安置屏蔽地面 反射電波的抑徑板來減弱多路徑誤差， 這個方法可使多路徑誤差減少近 l／ 3[14]。良好環境條件下對偽距觀測的影響約為 45cm， 極壞條件下碼信號多路徑 誤差可能會造成接收機相位失鎖，許多周跳就是由于多路徑誤差引起的 [13]。通過使用數學模型，單頻 GPS接收機也可進行改正，消除 75％電離層折射的影響。對流層折射的一般在影響在 2～ 30m之間 [15]。衛星運動過程中受多種攝動力的影響，其運行軌道 相當復雜，通過精確測算各種攝動力想準確預報衛星軌道的困難可想而知，利用廣播星歷計算衛星位置的精度能夠可達到 5～ 10m[47]。 若以誤差來源分， GPS測量的誤差能夠分三類，為與接收設備有關的誤差、與衛星有關的誤差和 GPS信號傳播路徑有關的誤差。差分法是把基準站采集到的載波相位信息發送給用戶站，然后求差解算坐標。偽距差分、位置差分、偽距差分相位平滑等技術也已成功應用于各種測量作業中。然后所有衛星將測距誤差傳送給用戶，用戶根據此測距誤差對測量的偽距進行改正。因為存在有時鐘誤差、軌道誤差、大氣影響、 AS影響、多徑效應和其他的誤差，解算出來的坐標與基準站已知的坐標不一樣，有誤差存在。以相對定位原理為基礎的實時差分 GPS 定位由于可有效地減弱鐘差、星歷誤差、大氣折射等誤差的影響， 其定位精度遠比偽距動態定位的精度高，普遍應用在運動目標的監測、導航和管理等方面。常在衛星、接收機和歷元間求三次差。兩測站間的距離越小時，相關性就越大，對單差觀測量的影響就明顯減弱。當把多臺 GPS 接收機安置在若干條基線的端點時，同步觀測 GPS衛星，能夠確定多條基線向量。絕對定位是根據一臺接收機觀測的數據來確定接收機位置，它只能采用偽距觀測量。 GPS衛星發送給用戶的導航電文是不歸零的二進制數據碼，碼率 fd=50HZ。監測站中四個位于主控站和信息注入站，另一個位于夏威夷。以上的可觀測衛星數至少 4顆 [8]。常規平面控制測量已大部分采用 GPS 進行，將 GPS用于水上測量使工作效率大大提高。 提供三維坐標。 相對于經典測量技術而言， GPS測量技術主要特點如下： 測站間無需通視。分析 了影響 GPS測量精度 的若干因素，其次對各個因素通過具體工程數據加以分析和處理，并得出結論。建立各級測量控制網，提供高精度平面和高程三 維基準。隨我國對地觀測衛星的精密定軌需求的增強，對地觀測衛星不斷發射升空，將給測繪工作者帶來用武的新天地。 國內外研究現狀 2022年，我國建成北斗導航試驗系統， 我國成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。 1 近年來，由于 GPS 接收機的小功耗、小型化，給其應用于測量領域提供了便利條件。 GPS自產生以來就得到迅速發展，其優越的性能特點 ，引起各國軍事和民用部門廣泛關注。最后分析討論了 RTK測量的精度影響因素，指出一些對提高精度有用的方法，并對提高 GPS 在工程測量應用中的精度提出了進一步深入研究的建議。如何提高 GPS 在工程測量應用中的精度 1 本科畢業設 計（ 論 文） 題目 如何提高 GPS 在工程測 應用 應用中的精度 學生姓名 學 號 0915060111 教學院系 土木工程與建筑學院 專業年級 測繪工程 2022 級 指導教師 職 稱 副教授 單 位 輔導教師 職 稱 單 位 完成日期 2022 年 6 月 12 日 1 How to improve the precision of GPS in the application of Engineering Surveying 摘 要 GPS定位技術作為一項 20世紀的高新技術，已經廣泛應用于輪船、飛機以及汽車 的導航定位 。 關鍵詞 ： GPS 測量 精度 ； 影響因素 ； 誤差 ； 起算點 ABSTRACT 如何提高 GPS 在工程測量應用中的精度 1 High tech GPS as a kind of positioning technology of twentieth Century , has been widely used in ships, aircraft and vehicles’ navigation and positioning. Because of the advantages of the traditional measurement can’t be replaced by the GPS measurement, the measurement of GPS in the project measurement is being more and more important, the technical knowledge relevant also develops very quickly. With the improvement of GPS receivers,GPS positioning technology, the development of differential DGPS positioning technology and RTK realtime differential positioning technology, and meeting the dynamic, fast, high precision positioning,GPS is highly popularized and applied in land navigation, all kinds of control work establishment, precise engineering surveying, construction layout etc. With the continuous development of GPS technology and its application in the measurement being widely used, the measuring accuracy is increasingly demanded. This paper first analyzes the status quo and development research, introduces the GPS system position and measurement principle. In the analysis of the various methods of measuring, the thesis points out their advantages and disadvantages as well as the applicable conditions, the scope of use. Then analyzes the effects of various sources of error, the starting point, work design, observation time on GPS observation precision , puts forward the corresponding reduction or elimination method for a variety of errors, discusses the influence of the starting point of elevation accuracy bined with engineering example, and at last summarizes some conclusions for practical engineering. The final analysis of the factors affecting the accuracy of RTK measurement is discussed, and points out some methods to improve the accuracy of useful, and suggestions for further research are put forward to improve the accuracy of GPS measurements in engineering applications. Keywords： GPS measurement accuracy； influence factors； error； starting point 目錄