(完整版)GPS控制网的优化设计毕业设计
GPS控制网设计与数据处理
存档日期：存档编号：本科生毕业设计（论文）论文题目：GPS控制网设计与数据处理姓名：学院：测绘学院专业：测绘工程年级、学号：指导教师：江苏师范大学教务处印制摘要全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）已使测绘科学发生了巨大的技术变革，并极大推动了空间科学、大气科学、海洋科学、地球科学以及工程技术的发展。
GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变性监测、资源勘察、地球动力等多种学科。
在大地测量方面，利用GPS建立全球大地控制网，建立、改善、加密国家和地区性大地控制网。
现在GPS控制网基本取代了三角网、三边网、和导线网等传统控制网。
GPS在国民经济建设中必将发挥越来越重大的作用。
本文基于对GPS控制网设计与数据处理问题的研究，探讨GPS控制网的技术设计及优化，结合平时的实践实习经验对一定测区进行GPS控制网的设计。
然后，进行野外数据采集。
最后对野外采集的数据进行处理，得到相关点的坐标。
关键词：GPS，控制网，设计，数据处理AbstractGPS (Global Positioning System, referred to as the GPS) surveying and mapping science a great deal of technological change has occurred and has greatly promoted the development of space science, atmospheric science, marine science, earth science, and engineering. GPS all-weather, precision, automation, high effectiveness of significant features, to win the trust of the majority of surveyors, and successfully applied geodesy, engineering surveying, photogrammetry, means of delivery, navigation and control of the crustal movement monitoring, engineering degeneration monitoring, resource surveying, geodynamic, and other disciplines. In geodesy, the establishment of a global geodetic control network using GPS to establish, improve, and encryption of national and regional geodetic control network. GPS control network is now largely replaced the traditional control of the triangulation, triangular nets, and wire net. GPS is bound to play an increasingly important role in national economic construction.Based on the study design and data processing of GPS Control Network, explore the GPS control network design and optimization, combined with the usual practice internship experience in some measure, the design of the GPS control network. Then, the field data collection. Finally, wild-collected data are processed to get the coordinates of relevant points.Key words：GPS, control network, design, data processing目录摘要（宋体四号加粗） (Ⅰ)Abstract（Times New Roman四号） (Ⅱ)1绪论 (1)1.1G P S概论 (1)1.2GPS的组成 (1)1.3G P S定位误差分析 (2)2 GPS网的技术设计 (5)2.1基本技术依据 (5)2.2G P S控制网设计 (8)3 GPS控制测量的作业业观测........................................................................12 3.1G P S外业观测 (12)3.2G P S外业观测数据检核 (13)4 GPS测量数据处理 (14)4.1概述......................................................1 4 4.2G P S数据处理 (14)4.4C o m p a a数据处理过程 (14)4.4G P S控制网数据处理报告 (18)1 绪论1.1 GPS概论GPS是全球性的卫星定位和导航系统，能提供连续的、实时的位置、速度和时间信息。
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计摘要：GPS网的优化设计主要归结为基准优化设计和图形结构强度的优化设计，其中图形强度设计包括控制网的精度、网的抗粗差能力和网发现系统误差能力的强度。
本文通过算例分析对控制网精度进行优化处理，证明GPS网精度主要受网中各点出发基线的数目及其权阵的影响，并与观测值权相关甚小。
关键词：GPSGPS网优化设计优化处理Abstract: GPS network optimization design of the main boils down to benchmark optimization design and graphic design optimization of structure strength, including graphic strength design including control of precision, nets of net of gross error ability and nets found the system error the strength of the ability. This article through the analysis of the example to control the nets precision optimized, prove GPS network precision in the mainly by the nets start at baseline and arrays of the right number of influence, and observation and related rights is very small.Keywords: GPS GPS network optimization design optimization引言GPS定位技术具有高效率，高精度，全天候作业，无距离限制，自动化程度高等诸多优点，使得GPS定位技术在测绘，导航，通讯等各个领域得到广泛使用，逐渐取代了传统的大地测量定位方法。
GPS控制网优化设计和数据处理分析
对瞬
高程数据
。
间 点 所 在 的 空 间 位 置 经 过 后方 交 会 就 可 以将 待 测 点 所 在 的 确 切 位 置 计 算 出来 采 用 G p S 进 行 控 制 网 进 行 平 面 坐 标 的 测
。
多 项 式 曲线 拟 合 法 进 行 数 据 处 理 的 公 式
:
贬
=
a 。+ x
a
l
, ,
。
三 次 样 条 曲线 拟 合 法 对 于 所 获 得 的 数 据 进 行 处 理 三 次 样 条 曲 线 是 将测 量 曲 线 拼接 起来
。
。
这 些 拼 接 的 曲线 多
,
方 法 进 行 分类 处 理 主 要 包 括 零 类 设 计
三 类设 计
G PS
。
、
一 类设 计
,
、
二 类设 计
、
为 三 次 多 项 式 曲线
控 制网
优 化 设计
。
数 据 处理 当卫 星 高速 运动时
, ,
拟 合 法 计 算 出似大地 水 平 面 的 曲线 方 向进 行 拟 合
,
构 造 插 值函 数 按 照 侧 线 将所 获 得 的 数 据 在 观 察 点 上 内 插 就 可 以 获 得
,
,
,
引 言 :G S P 是 全球 卫 星 定 位系 统
G
, , , , , ,
工 作 即 根 据 测 量 任 务 将相 关 的 指 标 确 定 下 来 诸 如 G S P 控 制 网 的 用 途 G P S 控 制 网 需 要 达 到 的精 度 密 度 以 及 各 项 经
、
济指标等等 行勘测
,
GPS控制网优化设计
GPS控制网优化设计【摘要】：GPS测量控制网优化设计与网的精度、可靠性、灵敏度以及费用等准则有关，但这些准则之间的关系又十分密切，本文在系统介绍了GPS控制网优化设计。
但GPS网与常规网有许多不同之处,本文将对GPS控制网优化设计进行一些探讨.【关键字】：控制网、优化设计、精度、可靠性【前言】：控制网的优化设计是一个古老的命题,许多测量学家对此进行了有益的探索和研究,但由于计算工具的限制,曾一度停滞不前.伴随着计算机技术的飞速发展, E·W·Grafarend于20世纪80年代提出测量控制网(常规网)的优化问题引起测量界广泛的关注,曾是测量界研究的热门课题之一,并取得了一些重要研究成果。
【正文】：1.首先，我想的是为什么要进行控制网优化设计呢？有什么必要呢？GPS控制网优化设计是GPS测量的基础前提，它能保证控制网的精确性，可行性，经济性。
由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关，且与观测权相关甚小，而影响精度的主要因素是网中各点发出基线的数目及基线的权阵。
所以，我们提出GPS网形结构强度优化设计的概念。
2.GPS控制网的基准设计时我们需要考虑的问题有哪些呢？①我们要减少尺度误差。
在GPS控制网中加2~3段高精度的测距边作为GPS网的外部尺度基准。
②我们要用高精度的基线向量。
将地面精度高的起算点转换到WGS—84坐标系，作为GPS 网基线解算时的固定位置基准。
③选定起算数据和联测原有控制点，与未知点构成图形，已知点也要构成图形，分析联测点精度，使GPS网不受起算数据精度较低的影响。
④为获GPS控制正常高程，考虑高程控制点，要高程拟合要求进行布设。
⑤应将GPS控制网的坐标系统跟测区过去采用的坐标系统一致起来。
3.GPS控制网在图形设计需要考虑的问题:①GPS控制点之间可以互相不通视，但我们考虑测量加密时，我们至少要保证控制点在一个方向上可以通视，而且周围仰角十五度内不应该有障碍物，以免阻挡或吸收信号。
GPS控制网优化设计
GPS控制网优化设计[摘要]控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网设计的最佳极值。
根据GPS控制网的特点，解决其优化设计问题，减少布网和施测的盲目性，具有一定的经济效益和社会效益，是本文的主要目的。
本文应用VB编程，利用解析-模拟算法，对一个实例网进行优化设计，确定了其最优布网方案，并得到了一些有益的结论。
[关键字]GPS 控制网优化设计0 引言控制网的优化设计，是在限定精度、可靠性和费用等质量标准下，寻求网设计的最佳极值。
与传统控制网相似，GPS网的设计也存在优化问题。
但是，由于GPS测量无论是在测量方式上，还是在构网方式上均完全不同于传统控制测量，因而其优化设计的内容也不同于传统的优化设计。
根据GPS控制网的特点，解决其优化设计问题，减少布网和施测的盲目性，具有一定的经济效益和社会效益。
1 GPS控制网的优化设计GPS网的优化设计主要归结为两类内容的设计。
一类是GPS网基准的优化设计，包括位置基准的设计、尺度基准的设计和转换基准的设计；另一类是GPS 网图形结构强度的优化设计，包括网的精度设计和网的可靠性设计。
1.1 GPS网的精度设计精度是用来衡量网的坐标参数估值受观测偶然误差影响程度的指标。
网的精度设计是根据偶然误差传播规律，按照一定的精度设计方法，分析网中各未知点平差后预期能达到的精度。
对于GPS网的精度要求，较为通行的方法是用网中点之间的距离误差来表示，其形式为式中，σ为网中点之间距离的标准差（mm），a为固定误差（mm），b为比例误差系数（10-6），d为两点之间的距离（km）。
GPS控制网设计时，可以在WGS84坐标系统下进行控制点三维精度估算，然后应用精度转换公式转换到二维，也可以直接估算控制点的二维精度。
1.2 GPS网的可靠性设计GPS网的可靠性概念与传统控制网的可靠性概念一样，是用于衡量网辨别粗差、抵抗粗差影响能力的度量指标，也分为内可靠性指标和外可靠性指标。
GPS控制网在外业工作中的的优化设计
GPS控制网在外业工作中的的优化设计摘要：在测绘工程中，GPS定位技术具有操作简便、观测时间短、全天候、高精度等诸多优点，目前已在各种控制网的建立上得到广泛地应用。
文章在总结了GPS网特点及优化设计原则，如可靠性、精度及经济性等方面特点，提出了GPS控制网的优化设计的措施。
关键字：GPS；控制网；外业工作；优化设计因为GPS观测是通过接收天空卫星信号实现定位测量，一般情况下，不要求观测站之间进行通视。
且由于GPS观测精度主要受观测卫星的几何状况的影响，与地面构成的几何状况无关。
其结果要求外业工作中，GPS控制网的设计达到更好的优化。
一、当前GPS测量的特点GPS网是一种非层次结构，其相对定位测量是若干台GPS接收机同时对天空卫星进行观测，从而获得接收机间的基线向量。
并可以一次扩展到所需的密度。
GPS网实现了网的精度不受网点所构成的几何图形的影响，其精度与网中各点的坐标及边与边之间的角度无关，而只与网中的各点所发出的基线数目和基线的权阵有关。
GPS控制网所需的数据包括：一点的坐标，用于网的定位；一条边的方位，用于网的定向；一条边的长度，用于确定网的尺度。
GPS定位测量主要优势在于高精度、高效率和低成本，而这些优势建立在测前科学的技术设计和测后精确可靠的数据处理为基础的。
因此为确保精确，GPS 网的设计需考虑到诸多因素，其核心就是考虑网形构造、精度、基准的设计。
同时，还应考虑到观测时段、时间、测站位置的选择等。
二、GPS控制网网形设计原则（一）GPS控制网不应存在自由基线。
自由基线主要指的是不构成闭合图形的基线，由于自由基线不具备发现粗差的能力，因而必须避免出现自由基线，也就是GPS控制网一般应通过独立基线构成闭合图形。
（二）GPS控制网中的闭合条件中基线数不应太多。
网中的各点最好有三条或更多基线分支，以保证检核条件，使网的精度、可靠性较均匀，提高网的可靠性。
（三）按照需要和理论要求进行观测。
GPS控制网应以“每个点至少独立设站观测两次”的原则布网。
gps工程控制网的优化设计
.192-|工程设计I Engineering Design(2019年第21期〕GPS工程控制网的优化设计孔祥豪(苏交科集团股份有限公司，江苏南京210019)摘要：GPS测量技术手段精度较高、效率较高，具有一定的灵活性，其应用范围越来越广泛。
分析GPS X程控制网的基础原理以及各项关键因素，综合实际状况根据规定要求，进行GPS工程控制网的优化设计，可以为GPS工程控制网的优化工作提供参考与支持。
基于此，文章主要对GPS X程控制网的优化设计进行了简单的分析，研究了GPS控制网定位原理与种类，分析了GPS相对定位的误差源分析，重点探究了GPSX程控制网的优化设计的方式与手段。
关键词：GPS工程控制网；优化设计；精度中图分类号：S127文献标志码：A文章编号：2096-2789(2019)21-0192-021GPS控制网定位原理与种类根据己知点、仪器架设位置、未知点的参数，可以将其分为前方、侧方以及后方交会三种结构类型。
GPS 定位原理是通过几何以及物理的基础性原理，通过空间运行的卫星与地面点距离交会地面测量其未知位置。
GPS定位测试种类繁多，根据基本观测量的不同可以将其分为伪距测量以及载波相位测量两种形式：根据参考点位置的不同可以分为绝对定位以及相对定位两种方式；根据定位结果获得的时效可以分为定时定位以及事后定位两种；根据接收机在测量作业中的状态可以将其分为静态定位以及动态定位两种形式。
现阶段高精度的GPS静态定位主要通过相对定位的方式分析，将在相位作为主要的观测量，其基本的组合方式可以分为单差、双差以及三差几种形式，差分的结果与计算的量之间有着密切的关系。
通过差分形式观测可以有效降低存在的系统误差，达到控制平差计算中未知数数量的目的。
通过GPS定位，基于GPS卫星以及用户接收机天线距离作为基本的观测量，根据对已知卫星瞬间坐标确定分析用户接收机对应的点位参数，进行测量分析。
2GPS相对定位的误差源GPS测量中会受到多种误差的综合性干扰因素的影响，降低GPS定位的精准性。
第四节 GPS控制网的优化设计
第四节 GPS控制网的优化设计
二、GPS网基准的优化设计 1.GPS网位置基准的优化设计 对位置基准的优化可以采用如下方案： 1） 若网中点具有较准确的国家坐标系或地方坐标系坐标，可以 通过它们所属坐标系与WGS–84坐标系的转换参数求得该点的W GS–84系坐标，把它作为GPS网的固定位置基准。 2） 若网中某点是Doppler点或SLR站，由于其定位精度较GPS伪 距单点定位高得多，可将其联至GPS网中作为一点或多点基准。 3） 若网中无任何其他类已知起算数据时，可将网中一点多次GP S观测的伪距坐标作为网的位置基准。 2.GPS网的尺度基准优化设计 优化有以下几种方案：
第四节 GPS控制网的优化设计
2.GPS网优化设计的内容 GPS网不同于经典控制网的所有特点，决定了GPS网的优化设计 不于经典控制网的优化设计。从GPS测量的特点分析可以看出，GPS 网需要一个点的坐标为定位基准，而此点的精度高低直接影响到网 中各基线向量的精度和网的最终精度。同时由于GPS网的尺度含有 系统误差以及与地面网的尺度匹配问题，所以有必要提供精度较高 的外部尺度基准。由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关，且 与观测权相关甚小，而影响精度的主要方面是网中各点发出基线的 数目及基线的权阵。 GPS网的优化设计主要归结为两类内容的设计： (1)GPS网基准的优化设计。 (2)GPS网图形结构强度的优化设计，包括：网的精度设计，网 的抗粗差能力的可靠性设计，网发现系统差能力的强度设计。
在网中选一条长基线，对该基线 尽可能多地长时间、多次观测， 最后取多次观测段所得的基线的 平均值，以其边长作为网的尺度 基准。
第四节 GPS控制网的优化设计
三、GPS网的精度设计
1)A最优性标准： f＝Trace(QX)=λ1+λ2 +…+λt →min Trace表示迹, λ1,λ2, …, λt为QX的非零特征值. 2）D最优性标准： f＝Det(QX)=λ1· λ2 ·…·λt →min Det表示行列式之值。 3）E最优性标准： f＝λmax →min λmax为QX的最大特征值 4）C最优性标准： f＝λmax/λmin →min f＝Trace(QX)≤C (7–8)
毕业设计(论文)GPS控制网的优化设计(1)
毕业论文（设计）题目：浅谈测量放线基本技术班级：姓名：轩富坤指导教师：完成日期：2012年1月3日工程测量放线摘要本论文主要讲述我益通项目部凌钢办公楼工程的测量放线基本放线技术和测量的基本概念，建筑施工放线是施工管理人员的基本技能之一。
每项建筑工程施工开始就是施工定位放线，它关系到整个工程的成败。
由于放线错误造成的房屋错位，不能满足满足功能设施要求的现象，屡见不鲜。
施工放线是保证工程质量至关重要的一环。
工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。
它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。
该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。
建筑施工测量作为工程施工的基础性工作,对工程质量的形成起着关键作用。
关键字放线；标高;控制线;弹线1 测量技术建筑施工放线是施工管理人员的基本技能之一。
每项建筑工程施工开始就是施工定位放线，它关系到整个工程的成败。
由于放线错误造成的房屋错位，不能满足功能设施要求的现象，屡见不鲜。
施工放线是保证工程质量至关重要的一环，下面共同探讨建筑施工测量放线技术。
1.1 一般矩形建筑放线技术1.1.1复核规划定点位置施工放线的第一步是复核规划定点位置。
一般施工总平面图上绘出的坐标，由规划技术人员到现场定位。
但是规划定位是根据理论值进行的。
这与现场建筑物的实际位置可能会有差别。
如果存在这样的差别时，一定要复核、纠正。
2005年龙元集团负责的承接施工的某办公大楼工程，按规划定点放线，一条长长的弧线错位100cm，无法吻合。
由于面积特大，相关尺寸多，用有关坐标设计的理论有错误，设计图改正后，再规划定点，重新划线，与之相连的外广场又不吻合，再所以需要综合设计意图，根据现场实际情况调整合适确定位置，历时10多天完成。
(完整版)GPS导航系统毕业设计
第1 章绪论1.1 导航的基本概念导航是引导运载体到达预定目的地的过程。
导航分两类：(1)自主式导航，用飞行器或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；(2)非自主式导航，用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。
在军事上，导航还要配合完成武器投射、侦察、巡逻、反潜和援救等任务。
高效、高精度的导航系统更是我国这种发展中国家赶超发达国家的战略性资源和倍能器。
在军用方面，随着新时期军事战略方针的转变及高新技术武器装备的发展，导航定位定向系统已经成为我军现代化建设中一项不可缺少的重要军事技术装备，其重要性表现在：它是信息战必不可少的基础设备，是建立战场统一坐标的前提，是快速、准确火力部署的保障，同时又是实现武器精确打击能力的必要条件。
所以，导航定位定向系统对迅速提高我军的综合作战能力，加快数字化部队建设至关重要；在民用方面，国外的导航定位定向系统己在大地测量、定向钻并、隧道掘进、地面车辆导航、飞机进场着陆、航天航空遥感、机载重力测量、公路监测、地下油气管道监测、矿井监测、激光断面监测等方面得到广泛地的应用，并取得了巨大的经济效益。
在日常生活中我们经常接触到的导航是车载导航，车载导航属于非自主式导航，车载导航是利用车载GPS（全球定位系统）配合电子地图来进行的，汽车GPS导航系统由两部分组成：一部分由安装在汽车上的GPS 接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。
1.2 惯性导航(INS)概述通常说的惯性技术，是惯性器件、惯性测量、惯性导航、惯性制导和惯性稳定等技术的统称。
惯性技术既是一门学科，也是一门工程技术，在陆、海、空、天各个领域有着广泛应用。
惯性器件（陀螺仪和加速度计）、惯性仪表、惯性导航系统都是以牛顿力学定律为基础的。
惯性导航系统通过加速度计实时测量载体运动的加速度，经积分运算得到载体的实时速度和位置信息。
GPS控制网优化设计及布设
GPS控制网优化设计及布设摘要：正文通过对GPS与GPS-RTK技术的概述,分析了影响GPS-RTK技术在测量工作中应用的因素，得出工程测量工作中GPS-RTK技术的应用具有积极的现实意义,能促进地质勘查工作的发展，提高其工作效率。
关键词：优化设计控制网一、引言随着GPS在工程测量中的应用逐渐广泛，GPS高精度的静态网以及RTK动态测量方法方便快捷，给测量工作提供了一个更大、更精确的空间，但是一个工程控制网的首级网的布设的质量，直接关系到后续工作的质量和进度，而在测量工作全面开展前，对整个控制网进行周密安排，对控制网根据工程需要进行优化设计，通过优化设计，我们在控制网的精度、可靠性、进度、经济价值方面达到最佳，这样可方便我们的工作，应用我们常规的优化设计软件，如清华山维NASW 平差软件，可实现对控制网的宏观上的优化设计，现就以下几方面论述下自己在工作实践中的体会。
二、优化设计过程控制网的优化分为解析法和机助法，但是解析法需要严密的理论和计算，机助法方便灵活，可在多种方案中比较，在工作中更实用。
通常，我们对GPS网从精度、可靠性、进度及经济价值上进上设计，而经济价值又受许多客观条件的影响，因此，在软件上我们对精度、可靠性、进度进行设计，而经济价值我们从人为方面加以控制，从而满足整个工程需要。
一）收集资料我们接到一个工程时，对工程的要求的精度、时间有所掌握，同时我们应收集相关地区的地形图，控制点资料，如在长距离线路测量中，应收集沿线的5万图资料，线路走向转点资料等，并在图上展上线路走向，在图上找到相关的控制点位置等；在大面积地形图测量中，也要收集相关的控制点资料，在小比例尺地形图上找到测区范围。
然后根据工程需要，收集相关等级的测量的测量控制点。
资料收集完以后，应组织人员对收集到的控制点进行踏点工作，确定控制点是否存在，是否能应用于现有工程中，同时应了解来往路径，方便后期测量工作。
同时我们也应对所使用的仪器设备的资料加以收集，了解仪器设备的标称精度，作业性能，方便设计。
GPS控制网的优化设计
摘要本文主要讨论了GPS控制网的优化设计问题，同时还介绍了GPS卫星定位系统的组成、GPS卫星定位的基本原理、GPS控制网的构网特点和构网方式、GPS控制网网形设计的一般原则。
控制网优化设计的目的就是在各种设计方案中选择即可满足精度、可靠性要求,又能使整个建网费用最少。
因而本文论述了控制网基准优化、精度估算、经费估算、可行性分析等方面的理论与方法, 介绍了GPS网优化设计的方法和步骤，探讨了优化设计的数学模型。
并介绍了经典控制网优化的质量标准，经典控制网优化设计的分类和方法。
通过比较，论述GPS网优化设计的特点和优点。
随着GPS网的广泛应用，人们开始着手研究GPS网的优化设计问题，本为把GPS 网与常规网比较，分析了他们的异同点。
探讨了GPS网的优化设计问题。
在GPS作业前，应设计出一种比较实用的既能满足一定精度和可靠性要求,又有较高精度指标的布网作业计划，这就是GPS网的优化设计问题为了解决控制网优化设计问题, 得出在布网方案和平差模型方面都与经典网不同的情况下, 控制网优化设计的方法, 本文从经典控制网优化设计着手, 总结了控制网优化设计的数学模型, 推导了控制网优化设计的精度估算指标、可靠性估算指标和经费估算指标, 并在此基础上总结出了控制网优化设计的方法与具体步骤。
最后给出了一个应用实例。
关键词：GPS控制网;优化设计;估算指标THE OPTIMIZATION AND DESIGN OF GPSCONTROL NETWORKSXIE Ya-qiAbstract:This paper main discussed the problem of optimal design of GPS network, It also presents the GPS Satellite positioning system components、the basic principles of GPS Satellite positioning system、Network configuration features and mode of GPS network characteristics、the general principles of GPS network net-shaped design.the purpose of the optimal design of GPS network is, in various design options select to meet the accuracy and reliability requirements, and it also enabled the least-cost network building. Thus This article discusses the control network benchmark optimization、accuracy of estimates、funds of estimates、feasibility analysis and other areas of theory and method, Introduced the methods and specific steps of optimal design of GPS network, Discussed a mathematical model of optimal design. And introduced quality standards of classical optimal design, the categories and method of classical optimal design. By comparison, describes the characteristics and advantages of optimal design of GPS network.According to the wide application of GPS network,people start to notice the importance of the optimization and design of GPS control networks. Comparing traditional networks with GPS ones,this paper analyzes their difference an sinilarty.And discussion. The optimal design of GPS control network. Before the GPS Operating, Should design a more practical can meet the requests of some precision and reliability,also have high precision of the cloth net operating plan, This is the problem of optimal design of GPS networkIn order to solve the problem of optimal design of GPS network, the method of optimal design of optimal design of GPS network is obtained under the condition of much more difference between GPS network and traditional network not only in strategy of designing network, but in adjustment models as well. From optimal design of traditional network, the paper sums up the optimized mathematical model of GPS network, and derives the accuracy estimation indicators and reliability estimation indicators and cost estimation indicators of optimal design of GPS network. On this basis, the paper sums up methods and specific steps of optimal design of GPS network. Finally, an application example.Key word:GPS network; optimal design; indicators of estimation目录第1章绪论 (1)1.1选题目的及研究意义 (1)1.2研究现状及存在的问题 (2)1.3本文的工作 (2)第2章GPS概论 (3)2.1GPS卫星定位系统组成 (3)2.1.1GPS工作卫星及星座 (3)2.1.2地面监控系统 (4)2.1.3GPS信号接收机 (5)2.2GPS卫星定位基本原理 (6)第3章GPS控制网的优化设计 (8)3.1GPS网的简介 (8)3.2GPS控制网网形设计的一般原则 (10)3.3GPS控制网优化设计的内容 (12)3.3.1GPS控制网基准的优化设计 (12)3.3.2GPS网的精度设计 (13)3.3.3GPS控制网可靠性设计 (15)3.3.4经费估算 (20)3.3.5实例 (20)第4章GPS控制网优化设计的方法与具体步骤 (22)4.1GPS控制网优化设计的方法 (22)4.2GPS控制网优化设计的具体步骤 (22)第5章GPS控制网优化设计的数学模型与实例 (23)5.1GPS控制网优化设计的数学模型 (23)5.2大同矿区GPS控制网设计实例 (23)5.2.1任务来源及工作量 (23)5.2.2测区概况 (24)5.2.3布网方案 (25)5.2.4方案比较 (28)5.2.5 所选方案的精度分析 (30)第6章经典控制网的优化设计 (35)6.1简述 (35)6.2控制网的质量标准 (35)6.3优化设计的分类和方法 (36)第7章 GPS控制网较经典控制网优化的不同 (39)总结与展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)第1章绪论1.1 选题目的及研究意义20 世纪80 年代GPS(Global Positioning System) 的出现给大地测量带来了一场新的革命，由于其具有控制点间不需要相互通视、测量速度快、精度高、能全天候作业等常规测量方法无法比拟的优点，在城市或工程控制网的测量中，它基本已取代了常规的测量方法，因此对GPS控制网的设计与优化进行研究具有较强的现实意义。
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计GPS控制网在测绘应用中起到了至关重要的作用，不仅提高了测绘的准确度，还降低了成本。
本文着重探析了GPS控制网高效率、精准性、可行性及低成本的原则，分析了如何优化其控制网的设计类型，阐述了优化GPS控制网技术的方法，确定了控制网的网型，研究GPS控制网优化设计的具体步骤。
标签：测绘GPS 控制网网型1前言随着现代测绘事业的不断发展，GPS控制技术在测绘领域的发展中起到了不可替代的作用。
传统的测绘技术成本偏高且准确性低，大大加重了操作人员的工作压力，GPS测绘技术不仅精准度高，可行性强，还能提高效率，节约资源。
为了将GPS技术发挥出最大的优势，人们在不断的优化其控制网的设计，以此不断提高测绘的精准度和可行性，保证测绘工程工作的顺利完成。
2 GPS控制网设计原则及思路2.1高效率高精度原则在进行GPS控制网优化设计时，要坚守高效率原则，这就要参照GPS控制网中相应的各项效率指数，对现有方案进行合理的设计，此外，还要分析控制网的总布置时段和消耗额度，明确设计方向以此提高控制网的整体效率。
GPS控制网技术之所以受到测绘行业的欢迎，其高精准度特性是原因之一，作为测量工作的基础，在进行优化设计GPS控制网时，首先要对控制网的网型结构进行分析，利用坐标方差，针对其网型设计并确定控制网的矩阵。
简单的来说就是利用协方差阵分析控制网，并确定控制网整体的精度标准参数，同时在设计和运用时利用角度方位之间的平方差或者标准差以及两点之间的距离进行比较计算，从而保证GPS控制网的精准度。
2.2可靠性低成本原则坚持GPS控制网的设计原则是保证GPS控制网质量的前提。
GPS控制网的可靠性分为外部和内部可靠性两种。
抵御能力粗差的为外部可靠性，观察能力粗差的主要指内部可靠性。
设计GPS控制网时，η作为控制网可靠性数值表示符号，η=J单/J整.，即单个网络为单独性的基线数值与整体网络为单独性的技术数值的比值[1]。
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计摘要：随着科学技术的发展，我国的GPS技术有了很大进展，越来越多的工程都在应用GPS来进行布设控制网。
在已经有很多学者研究控制网的优化设计并作出很多有益结论的情况下，结合GPS测量的特点以及控制网的特性，对以下对象进行了研究与分析：了解到控制网的优化设计指标，掌握各种优化设计的方法，并制订设计方案；根据接收机的标称精度通过相应的数学公式来进行基线向量的方差－协方差阵的计算估计；根据实际工程来进行优化设计，预估几种方案进行分析对比；选取最优的方案对6台接收机进行同步观测，结果满足布设控制点的要求。
关键词：优化设计；GPS控制网；精度；可靠性引言GPS控制网布设是开展GPS测量工作的重要基础，勘测技术人员在开展相关工作时，必须严格遵守国家法律法规要求，充分发挥现代科学技术的优势，结合GPS控制网使用群体的实际需求制定布设方案，一方面能够提高点位的精确度，另一方面可以增强控制网的可靠性，对推动相关行业的健康发展具有积极影响。
1GPS定位技术基本概述GPS定位技术是以新一代的精密卫星导航为基础的先进的定位技术，其具有全球性、全天候以及连续性的三维导航和定位能力，同时GPS定位技术的抗干扰性也比较强。
目前在测绘领域中对GPS定位技术的应用比较广泛，其应用优势主要包括以下几点：第一，GPS定位技术在应用过程中对观测站之间的测量通视要求较低。
在测量过程中，对控制点的位置，可以按照测量的实际需要进行布设。
观测站之间的通视性要求极低。
可以提高选点的灵活性，极大地减少测绘工作的复杂性和难度。
但是在应用GPS定位技术时，最好保持测站上空处于开阔状态。
第二，GPS受控制网的几何图形限制相对较小。
在GPS定位技术应用过程中，控制网几何图形对其测量精度的影响比较小。
点与点之间的距离长短可以根据实际的测量需求进行确定。
第三，GPS定位精度比较高。
在GPS定位技术测量时，布设点的精度比较均匀，这样能够在很大程度上确保测量精度。
GPS控制网的优化设计
GPS控制网的优化设计英文题目: Optimization design of GPS control network作者: xianrenqiu_1〔请来信说明XX〕1 GPS的根底知识GPS是全球定位系统〔Global Positioning System〕的英文缩写，它是随着现代化科学技术的开展而建立的第一代精细卫星定位系统。
本章主要介绍GPS卫星定位系统开展的概况、特点、以及GPS定位技术的应用前景。
1.1 全球定位技术的概况全球定位系统〔Global Positioning System - GPS〕是美国从本世纪70年代开场研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进展全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用说明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广阔测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
[2]全球定位系统(Global Positioning System，缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的根底上开展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经历。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间局部、地面监控局部和用户接收机三大局部组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间局部使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上〔每轨道面四颗〕，轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形〔DOP〕。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控局部包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS 用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进展数据初步处理的计算机。
GPS控制网课程设计任务书(改进版)
卫星定位与导航GPS控制网课程设计专业名称:级: 名：号：实验成绩:GPS控制网课程设计一、测区概况与任务的提出1、任务来源为了维护土地的社会主义公有制，保护土地使用者的合法权益，加强土地管理，建立健全地籍管理制度，使土地管理向规范化.科学化迈进，满足飞速发展的社会主义市场经济的需要，受灌云县国土管理局委托，由淮海工学院空间信息科学系实测伊山镇城区和全县25个乡镇约1000平方公里.100个点的GPS基础控制网，以满足城区和全县各乡镇地籍调查工作的需要。
2、测区概况灌云县地处苏北平原，属连云港市管辖，处于连云港市南部，灌南县北部。
测区内有宁连高速公路、204国道贯通，交通十分便利，测区內地势平坦，大伊山最高海拔227米，东南部最低米，平均海拔高程约米。
测区属季风特点的海洋性气候，四季分明，寒暑适宜，光照充足，雨量适中。
气候温和湿润，常年平均气温14度左右，年平均降水量约910-980毫米之间，降雨期集中在7・9三个月。
测区包括灌云县全乡镇政府所在地，测区为从西至东直线距离约60公里的带形区域0其地理坐标：东经119 ~ 119 °29'北纬34 " 34’ ~ 34 ° 46’测区现有的平面控制网系国家测绘局于1954年完成国家一、二等三角网。
坐标系统采用新54系坐标系。
一、二等三角点多个，根据实际情况和本设计书的要求采用了三个一等三角点和一个二等点。
测区现有高程控制网系统由国家测绘局完成的二、三等水准网（56黄海高程系和85基准面高程）。
利用原三等水准点4个。
该控制网工程实施计划从2004年6月开始收集资料、踏勘找点，2004 年7月开始选定点位、埋设标石，进入全面施工，2004年8月开始外业观测0 2004年3季度进行内业平差计算，整理资料，2004年12月底检查完毕提请验收令°若利用常规测量技术进行这项工作，一方面是施工周期太长，少则3年，多则好几年；另一方面，平面控制点间要求通视，这就需要建造高标，无疑需要耗费大量的经费。
GPS控制网的优化设计及外业应用原理
观测精度选择随意性较大，但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。
对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低，要合理适宜，适合工程特性的需要。
既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。
这样，本人认为一般高层及重要的建(构)筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备(高级水准仪、铟合金尺等)在±0.001以上,部分按二等以上水准测量方法，采用放大率倍数较大的S2或S3水准仪进行观测。
(2)在沉降观测过程中，沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象。
这就分析原因，进行修正。
①第二次观测出现回升，而以后各次观测又逐渐下降。
可能是首次观测精过低，若回升超过5mm时，第一次观测作废，若回升5mm内，第二次与第一次调整标高一致。
②曲线在某点突然回升。
原因：水准点或观测点被碰动所致且水准点碰动后标高低于碰前标高，观测点碰后高于碰前。
处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。
③曲线自某点起渐渐回升原因：一般是水准点下沉所致。
措施：确定水准点下沉值，与高级水准点符合测量，确定下沉度。
测定地面高程随时间变化的工作。
地壳运动、开采矿藏或天然气、抽取地下水等均能引起地面高程变化。
局部地区地面高程在短期内发生较大变化，对房屋、地下管道、道路、桥梁和水坝等有严重的破坏作用。
城市和工业区地面的持续下沉甚至危及整个城市和工业区的安全。
地表沉降观测可以定量地了解地面的升降。
进行地表沉降观测，要在测区内选定适量的水准点作为地面观测点，并埋设标志，同时在沉降范围外的稳定处设置适量的基准点，也可把基准点设在沉降范围内，但必须设法使基准点高程不受地表沉降影响。
在一个测区内至少要设置3个基准点 ，以便通过联测验证其稳定性。
从基准点出发用精密水准测量方法测定各观测点的高程。
不同日期两次测得同一观测点的高程之差，即代表地面高程在这两次观测期间的变化。
根据大量的地表沉降观测资料，可以分析沉降规律，预计沉降的发展趋势。
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GPS控制网的优化设计GPS控制网的优化设计摘要优化设计是最优化理论和方法在设计中的应用，力求以最低的成本、最高的效率达到最优的目标。
本文通过一系列的分析，对控制网的优化方法进行分析，说明可行性。
为了解决控制网优化设计问题，本论文分两大部分，GPS网的优化设计和GPS网的精度和可靠性，在 GPS网形设计中，首先根据工程的特点和GPS网设计规范的要求，大致确定网的规模，用图论和树的有关算法推导出GPS网形中点、边、异步环之间的关系，然后给出一种生成网形的算法，自动生成初步网形，并用模拟法在顾及精度和可靠性准则下对初步网形进行优化设计，确定最终网形，并按最小路径方法生成观测方案。
关键词： GPS控制网，优化设计，精度，可靠性OPTIMIZING DESIGNING OF CONTROLNETWORKABSTRACTThe optimization design is a application of the most optimizative theory and method in the design. It is design of GPS control network’s methods by a series of analysis.This paper consists of two parts: Optimizing designing of GPS control network and the Precision and Reliability of GPS network. When designing a GPS control network ,its scale should be predicted as the project requested and the GPS surveying standard disciplined. According to the relationship among GPS points , edges and nonsynchronous loops, we can use an algorithm of Graphic Theory to produce a network when given the number of points and the maximum edges of each nonsynchronous loop, after being modified by using simulate optimizing method we can draw the ultimate network, then the observation plan can be gained by using the best way algorithm. KEYWORDS：gps control network, optimizing designing, precision, reliability目录摘要 (2)ABSTRACT (3)1绪论 (6)1.1控制网优化设计的发展历史 (6)1.2GPS控制网的发展历史 (9)1.3GPS控制网的技术设计 (7)1.4 GPS控制网的图形设计 (10)1.5 GPS网形的特点 (16)1.6GPS系统的应用前景 (18)2 GPS网的精度和可靠性 (20)2.1GPS网平差的数学模型 (20)2.2误差的传递与转换 (21)2.3相对点位精度的合理评定 (24)2.4GPS控制网的可靠性 (29)3 GPS控制网优化设计 (34)3.1GPS网优化设计的数学模型 (34)3.2一阶段优化设计 (37)3.3三阶段优化设计 (40)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)前言全球定位系统（Global Positioning System-GPS）是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空、进行全方位实时三位导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
最近十年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候，高精度，自动化，高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功的应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测，资源勘探、地壳运动学等多种学科，从而给测绘领域带来了一场深刻的技术变革。
随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断的开拓，目前已遍及国名经济各不呢不，并开始逐步深入人们的日程生活。
1绪论1.1 控制网优化设计的发展历史最优化问题是一个具有很久的研究历史和广阔的应用前景的领域，早在公元前500年毕达哥拉斯就发现了黄金长方形，即长方形的长与宽的最佳比率为1.61 8，称为黄金分割比，在建筑或绘画中应用这个比例将使建筑和艺术最优美、协调。
在微积分出现以前，己有许多人开始应用代数的或几何的方法来解决最优化问题;在微积分出现以后，利用求导法、变分法和拉格朗日乘数法，有效地解决了可导函数的极值问题，这类方法也称为古典最优化问题。
近30年来，由于科学技术发展的需要，实践中许多最优化问题已无法用古典方法来解决，因此，许多新的最优化技术应运而生，为解决各种优化设计问题提供了有效的方法。
目前最优化设计己普遍应用于国民经济的各个领域，如生产管理、运输调度、服务系统、信息系统等等。
在测绘学科方面，高斯所创立的最小二乘法至今仍是应用最广的数据处理方法。
18年Helmert发表了关于“测量的合理性研究”的论文，1882年Shreibe : 曾提出过著名的“线网最适当权分配”的方法，对基线扩大网的测角观测方案进行了优化设计，这可以看作是对测量控制网的优化设计所做的开创性工作。
但是在相当长的一段时间内，这一问题未得到深入而系统的研究。
直到六十年代，由于整个科学技术的发展和电子计算机的应用，测量控制网的优化设计问题引起了测绘学者的重视，尤其是近 2 0年来，控制网的优化设一直是人们感兴趣的课题之一。
值得提及的是Baarada对控制网的质量标准问题进行了入的研究，提出了评价控制网质量的三项标准，即精度、可靠性(即抵抗观测粗差即其影响的能力)和经济性，并于1971年首先引入了准则矩阵的概念，提供了一种更为全面和密的精度标准。
Grafarend对控制网优化设计问题作了广泛的理论研究，提出了现已为国际上所公认的四阶段优化分类概念，系统地应用了各种数学规划方法来解决控制网优化设计问题。
在1972年Grafarend、Schaffin导出了具有均匀和各向同精度结构的准则矩阵，即著名的Taylor - Karman结构，简称TK结构。
他们的工作为控制网的优化设计奠定了理论基础。
在GPS技术广泛应用于测量工作以前，控制网的优化设计理论与方法主要应用于传统的二角网、边角网、导线网以及变形监测网，其内容涉及:各种准则矩阵的构成，网形优化设计、观测权优化设计和附加观测值的优化设计，其目标函数主要有精度(包括整体精度与局部精度)、可靠性(内部可靠性和外部可靠性)、经济性、灵敏度等。
采用的主要方法主要有解析法( Analytical Method)和机助模拟法(Computer Aided Simulative Method)，解析法设计的原理为在各阶段设计中根据固定参数及有关的约束条件，对待定参数求最优解，其函数模型可表示如下:()()()()Ll V X D S s X B R r X A l s ,2,12,1min,2,1max 1r =*==约束条件：：目标函数： 式中()表示不等式或不等式或等式求待定参数的方法主要是线性规划法，但由于实际的控制网约束条件复杂，不确定因素很多，很难计算出可行解，因此解析法主要用于小范围的精密工程控制网。
模拟法是指对于初步确定的网形与观测精度，模拟一组起始数据与观测值，输入计算机，然后根据平差原理计算出未知参数及其函数的精度，估算成本，或进一步计算观测值的可靠性、敏感性等信息，与预定的精度要求、成本约束、可靠性约束等相比较;根据计算机所提供的信息与设计者的经验，对控制网的基准、网形、观测精度等进行修正;然后重复计算，直至获得符合各项设计要求的较理想的设计方案。
其工作流程可示如下:显然，模拟法由于所得的最后结果会受到设计者经验的影响.只是一种相对的最优，而非严格最优方案，但是这种方法的数学模型不需建立。
可以用于任何类型的设计优化问题，同时，它的最后结果一定是满足要求的、切实可行的近似最优方案。
1.2 GPS控制网的发展历史近十年来，随着GPS技术的出现，由于其具有控制点间不需要相互通视、测量速度快、精度高、能全天侯作业等常规测量方法无法比拟的优点，在城市或工程控制网的测量中，它基本己取代了常规的测量方法，因此对GPS网的设计与优化进行研究具有较强的现实意义和广阔的应用前景。
目前，人们对GPS网形设计主要形成了以外一些观点，一些人认为GPS网的图形矩阵A类似于水准网，而在水准网中的设计矩阵A与网的点位无关，也就是说GPS网的优化设计类似于相应的水准网的优化设计，也有文章认为GPS网的网形，即点位的分布，则主要考虑点的观测条件及未来扩展的方便，观测权的优化设计对GPS网意义不大，也有一些人主张加测GPS 基线以增加网的图形强度。
但还未和常规控制网的优化设计一样，对GPS 网的优化设计进行系统的研究，其主要原因在于和常规的测量方法相比较，GPS观测具有以下特点：具有更为复杂的函数、随机模型，这些模型的先验信息在设计阶段难于获取和准确估计，即在实测前，各基线观测向量的误差(权逆阵)与模型误差一样属于非参数估计；基线观测问题不受〔或几乎不受)通视条件限制，因而GPS网具有更为灵活，多样的布网形式，为优化设计提供了更为确实可行的条件。
这些特点决定了GPS网优化设计与实测方案难于完全吻合，即“最优”设计仅有理论上的意义而并非能在实测中完全准确实现，对GPS网的优化不仅对网形进行优化，而且还应对基线向量的观测时段、每时段的观测长度、地面点的几何精度因子(GDOP)等指标进行优选，因而导致了GPS网优化设计的复杂性。
1.3 GPS控制网的技术设计GPS是英文Navigation Salite Timing and RangingGlobal Positioning System的字头缩写词NAVSTARGPS的简称。
它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。
GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。
因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用。