40000字硕士毕业论文道路工程坐标系下GPRS工程控制网的建模与开发

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：坐标系,平面,工程

论文概述：

全球定位系统(GPS)的全称是导航卫星授时与测距全球定位系统 (navigationsatellite timing and ranging global positioning system, NAVSTAR GPS)。该系统由美国国防部于1973年批准建设，并于

论文正文：

第一章引言

1.1研究意义
全球定位系统的全称是“导航卫星定时和测距全球定位系统(navstar GPS)。该系统于1973年获得美国国防部批准，并于1994年全面完成并投入运行。全球定位系统是通用的、全球性的和全天候的。因此，全球定位系统已广泛应用于工程测量、海洋测量、资源勘探、大地测量、导航、岛礁定位、地球动力学、精细农业、卫星精密定轨等多学科领域，从而给测绘学科带来了深刻的技术变革。
随着国民经济的快速发展，中国加大了对各种基础设施项目的投资。正在建设和规划的大型建设项目越来越多，对工程测量的要求也越来越高。工程测量不仅要求高精度，而且可以跨越几个省乃至全国的大面积。例如，高速铁路的建设不仅需要高精度、大跨度的精密测量方法和理论，还需要高精度、高可靠性的数据处理方法和软件。此外，超大型跨海大桥和超长危险道路也是如此。在将全球定位系统技术应用于工程测量之前，在进行线路测量时，采用初始测量导线的方法，主要沿线路的延伸方向建立一个贯穿整条线路的平面控制网。平面控制网此时的测量结果属于垂直坐标系。初始导线测量法建立的线平面控制网忽略了各测量站垂线的不平行和水平面的不重合。它是一个覆盖整条直线的统一连续的平面直角坐标系。为了区别于其他坐标系，该坐标系被定义为道路工程的梯度平面直角坐标系。
全球定位系统是典型的正常系统大地测量方法。自传入中国几十年以来，它已被广泛应用于工程测量领域。大范围内精度优于全站仪，而全站仪的观测值属于垂直系统，小范围内精度优于全球定位系统。可以说，全球定位系统和全站仪各有优势。因此，全球定位系统适用于初级控制和总体控制。sblunwen.com硕博纸网是中国专业硕士论文网站。它为小学德育论文题目、小学德育论文、小学德育案例、教师对论文题目的评价和教师论文发表提供服务。联系方式:QQ 1847080343，电话13795489978。全站仪适用于放样、台阶测量、变形监测等地方。由于全站仪和全球定位系统各自的优势，全站仪和全球定位系统被广泛应用于工程测量平面控制。用全球定位系统建立一级控制网，然后用全站仪加密控制网。目前存在分层网络建设、分层调整和原始数据错误处理等问题。当前的全球定位系统平面坐标系与道路工程梯度平面直角坐标系不同，其基准线和基准面也不相同。
全球定位系统建立的平面坐标系的基准线是该站的法线，基准面为WGS84椭球。在道路工程坡度平面直角坐标系中，全球定位系统平面坐标系与观测值之间有两种修正(包括水平方向值和距离)。例如，在当前的高速铁路精密工程测量中，高速铁路和其他测量规范忽略了水平方向值的二值化校正。其中，水平值二值化校正中的垂直偏差校正是主要的系统误差源。根据最新的高阶重力场模型EGM 2008，在极端环境下，观测值水平值的两次修正中的垂直偏差理论值可以达到50”。这种系统误差在高精度、大跨度精密工程测量中可能会产生一定的影响。

1.2国内外研究现状
全球定位系统用于建立平面控制网，通常测量地面两点之间的相对位置，获得其三维基线向量(AZ，A[AZ)(也称为全球定位系统向量)及其在WGS-84坐标系中的方差矩阵，然后利用这些基线形成基线向量网，即全球定位系统测量平面控制网。全球定位系统网平差也是以WGS-84坐标系中的全球定位系统三维基线向量为观测值，对相关精度进行评估的平差数据处理。

第二章全球定位系统工程控制网坐标系转换及平差模型

全球定位系统三维基线向量(AX，Ar，AZ)是WGS-84坐标系中的三维坐标差。调整过程中需要进行坐标转换，调整后需要对全球定位系统网络控制结果进行转换。张穆将介绍几种常用的坐标系及其转换原理和方法，最后介绍几种常用的全球定位系统工程控制网平差数学模型。

2.1全球定位系统工程控制网平差的几种常用坐标系

2.1.1空大地测量中使用的坐标系
一般与参考椭球体相关，如图2-1所示。空之间直角坐标系的原点0位于参考椭球的中心，z轴指向参考椭球的北极7V，轴指向第一子午线平面和赤道之间的交点j；根据右侧坐标系，R轴位于赤道平面上，与X轴成90度角。角度。接地点p的空之间的直角坐标可以用该点在x、y和z坐标轴上的投影来表示。空之间的直角坐标系可分为地球中心空之间的直角坐标系和参数中心空之间的直角坐标系，以地球中心作为对应于地球中心空之间的直角坐标系的原点，以参考椭球的中心作为对应于参数的坐标系的原点；空之间建立了直角坐标系。

第3章道路工程全球定位系统网络调整.............................................36-56
3.1导言.............................................36
3.2全球定位系统平面坐标系.............................................36-38
3.3道路工程坡度平面直角坐标系.............................................38-39
3.4 EGM 2008地球重力场模型简介.............................................39-41 [/BR/] 3.5道路工程平面坐标系的均匀性理论.............................................41-52
3.6示例分析.............................................52-56
第四章坐标系统中全球定位系统网平差软件的开发.............................................56-64
4.1软件设计的一般理念.............................................56-57
4.1.1软件开发的目标和原则.............................................56
4.1.2网络调整软件开发工具.............................................56-57
4.2网络调整软件总体结构设计.............................................57-60
4.2.1网络调整软件的功能设计.............................................57-58
4.2.2软件数据处理流程.............................................58
4.2.3软件辅助功能菜单设计.............................................58-59 [/BR/] 4.2.4软件主程序界面.............................................59-60 [/BR/] 4.3软件主要功能模块设计.............................................60-64

结论

从全球定位系统工程控制网平差数学模型出发，总结了全球定位系统网四种常见的平差数学模型。这四种调整方法各有利弊。三维调整模型具有良好的调整完整性。调整结果不仅包括点的平面位置，还可以获得地面点的三维空位置及其精度，从而解决平面位置和高程位置的统一问题。三维约束平差特别适用于大规模甚至全世界的全球定位系统控制网。然而，为了避免三维调整过程中高程误差对平面位置精度的不利影响，对全球定位系统三维基线向量中的平面信息和高程信息分别进行处理，以保证平面位置的高精度。因此，生成了二维调整模型。二维调整模型算法简单，易于编程。其调整结果可直接应用于工程测量的各种目的。但是，由于平面位置分量和高程位置分量在二维调整过程中是分开处理的，并且存在高斯投影长度变形，因此二维调整模型的算法并不严格，只适用于小规模的全球定位系统工程控制网的调整。
随着全球定位系统的普及和技术进步，全球定位系统作为一种测量原木的大地测量方法，越来越多地应用于工程测量。目前，建立工程平面控制网的常用方法是用全球定位系统建立大规模的一级控制网，然后用全站仪对一级控制网进行加密。全球定位系统网的平差结果属于正常系统下的结果，全站仪的观测结果属于垂直系统下的结果。两个坐标系之间的水平方向值和距离值有两个校正值。然而，在水平值的二维校正中，短边瞄准点的高差校正和横截面差校正的影响相对较小，可以忽略。垂直偏差校正有很大影响。忽略这些修正会导致系统误差，对高精度、大跨度精密工程测量有一定影响。
为了解决上述问题，穆文学习了道路工程梯度平面直角坐标系的概念以及如何在道路工程梯度平面直角坐标系下实现全球定位系统工程控制网平差的系统理论。建立和完善了数学模型和随机模型，并推导出相应的数学公式。最后，基于道路工程坡度平面直角坐标系的系统论，以2008.NET Visual Studio为开发平台，以Visual C#语言为开发工具，自主开发了一套道路工程坡度平面直角坐标系下的全球定位系统工程控制网平差软件。该软件界面友好，实现了道路工程平面直角坐标系下全球定位系统工程控制网的调整功能。
通过实例验证和分析，该软件能够满足一定的精度要求，为大跨度、高精度线性精密工程中的全球定位系统平面控制提供了解决方案。此外，本发明还包括常规的三网平差模块、重力场正演计算模块、高程拟合模块、高斯投影正反演计算模块和坐标转换模块。