(完整版)GPS控制网的优化设计毕业设计
在山区建立GPS控制网的优化法
摘要： 文章介绍 了在山区地形复 杂情况下利用 Ｇ Ｐ Ｓ测量方法提 高控 制网等级 ， 建立三 角析测 网来代替 导线网的方法。以具体 工 程 为背景， 阐述此方法的可靠性。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： ｎｌ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＧＰ Ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｎ ｅ ｗｏ ｔ ｒ ｋ ｔ ｏ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｎ ｅ ｗｏ ｔ ｒ ｋ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ｔ ｈｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｌ ｉ ｂｉ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ０ ｆ出ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｈｅ ｔ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ．
网 名 等 级 数据采 高度截 有 效 卫 同 步 观 观 测 时 叮 （ 标准差 ） 样 间隔 止 角 Ｇ Ｄ Ｏ Ｐ 星 数 测 时 间 段 天 线 方式
带状GPS控制网的优化设计探讨
等 诸 多 大 型 工 程 的 全 线 开 工 ， 输 管 线 工 长
程 建 设 规 模 在 不 断扩 大 ， 路 穿 越 各 种 地 线
化设 计不 同 ， Ｇ Ｓ Ｐ 网是一 种 非层 次结 构 的 ， 可一 次 扩 展 到 所需 的 密 度 ； 天观 测 卫 星 ， 对
３长输 管线ＧＳ Ｐ 网的优化设计
长输 管线 Ｇ Ｓ 制 网 的 优化 设 计 ， 在 Ｐ控 是
限 定精 度 、 靠 性 和 费 用 等 质 量标 准 下 ， 可 寻
求 网 设 计 的 最 佳 极 值 。 经 典 控 制 网 的 优 与
准。
（） 任 何其他起算 数据时 ， 采用 网 ３无 可
１引言
经 被 广 泛 的应 用 在 工 程 建 设 的 各 个 领 域 。
测 绘 资料 。 因此 ， 满 足 工 程需 要长 输 管 线 为
位 置基准优 化方案 ：
Ｇ Ｓ 为 一 项 全 新 的测 量 定 位 技 术 已 Ｇ Ｓ Ｐ 作 Ｐ 控制 网一 般 沿 线 路 按 点对 布 设 ， 成 由 构
质 量 、 快 作 业 进 度 、 约 工 程 成 本 起 到 加 节
至 关重 要的 作用。
Ｇ Ｓ 的 基 准 优 化 设计 主 要 是 对 坐 标 Ｇ Ｓ 的精 度 设计 是 根 据 偶 然 误 差 传播 定 Ｐ 网 Ｐ 网 未 知 参 数 进 行 设 计 。 准选 取 的 不 同 将 会 律 ， 照 一 定 的 精 度 设 计 方 法 ， 析 网 中各 基 按 分
论GPS控制网布设优化
论GPS控制网的布设与优化
摘要：文章通过分析gps网特点及优化设计原则，进一步提出了gps控制网的优化设计的措施。
关键词：gps 控制网；布设原则；优化设计
近年来，gps技术被广泛应用到测量领域，是现代测绘工程建设项目中一项非常重要的技术进步。与传统控制测量方法相比，gps 技术具有点位精度高、观测时间短、操作简便、可全球全天候作业等优点，但并不等于gps控制网就无需像传统控制测量方法那样进行控制网的优化设计。gps网优化设计是实施gps测量的基础性工作，在网的精确性、可靠性和经济性等方面,寻求设计的最佳方案。
1 gps控制网的特点
（1）网形与卫星空间分布的几何图形相关。gps控制网的精度与网中的点所构成的几何图形没有关系，与观测权相关程度不大，与边和边所构成的角度无关，主要取决于网中个点发出基线的数目及基线的权阵。
（2）具有非层次结构性。根据采用仪器类型和作业模式不同，得到不同精度的观测值，这与经典控制网的“逐级控制”、“分级施测”没有关系，gps网可用相同精度一次扩展达到所需的密度设计要求。
（3）没有误差积累且分布均匀。误差积累是经典控制网存在特性之一，而gps网则没有误差的积累，而且误差分布比较均匀，各
边的方位和边长的相对精度基本是相同的。
（4）简单易行的必要基准条件。gps网的观测数据(基线向量)中包含了尺度和方位信息，理论上只需要一个已知点的坐标即可确定gps网的平移。
2 gps 控制网布设应坚持的原则
2.1 效率优先原则
在进行gps网的设计时，应采用效率指标来衡量设计方案的效率，以及在采用布网方案作业中所需要的时间、消耗等问题。
高速铁路gps控制网优化设计及测量方案研究
罨煎龃．
高速铁路G PS控制网优化设计及测量方案研究
杨肃钟
(中铁二十三局集团第三有限工程公司，四川成都611130)
喃弱首先论述了精度指标、可靠性指标和费用指标等G pS控制网优化设计指标，然后从G Ps零类优化设计、G PS网一类舌l=北设计、二类优化设计等方面，论述了G PS网优化设计，最后从基准网和CP I的建立、c P I I的建立和建立c PⅢ三个方面，论述了高速铁路控制网测量方案爱技术要．最。
陕键词高速铁路G Ps控制网；优化设计；测量方案
1G P S网优化设计指标
G P S控制网优化酾十三种指标。1)精度指标。根据G PS基线向量所建立法方程，可以得到G P S网协因数阵Q x)(o在G P S网设计阶段，可采用协因数阵Q xx的迹来衡量G P S网精度指标。—般应用协因数阵Q xx的特征值最大值最小、特征值的行列式最小、迹最小、迹的平均值最，J、和最大特征值与最，j、特征值之间的比值或差值为准则来实现对整体网精度的优化。2)可言副封旨标。G PS网的可靠性是指发现或探测聊测值粗差的能力和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力，其中前者被称为内部可靠性，后者被称为外部可靠性。3)费用指标。在G PS网建设过程中，经费消耗主要跟网中点的总数和重复设站数有关，重复设站数越多，精度和网的可靠性越高，则建网费用越高。因此权衡三者关系，对G PS网进行优化酾十，可以实现工程资源和工程质量的最佳配置。
2G PS网优化设计
分以下几个方面论述：1)G P S零类优化设计。基线固定点的误差会给基线结果带来一定的误差，因此必须对网的位置基准进行优化设计。G P S T程控制网多为约束网，只需要选择国家、地方坐标系或转化为高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系(平面和高j|呈)下的一个或多个已知点作为位置基准，但有时候根据特定要求，方位基准可由网中给定的起算方位角值确定；尺度基准可根据边长的不同采用其它测量方法确定，如采用较高精度的测距仪或全站仪施测2—3条基线边。在上述多基准约束网中，最好先对它们进行相容性检验，以免由于某个基准不匹配引起网形和比例尺发生变化。若网中无任何其它类型的己知起算点数据时，可将网中一点多次进行G PS观测得到的坐标作为网的位置基准，或按秩亏网处理，选择重心基准。2)G P S网一类优化设计。
《控制网优化设计》PPT课件
谢谢
❖ 2〕模拟法 模拟法是对经历设计的初步网形和观测精度，模拟一组 起始数据与观测值输入计算机，按间接〔参数〕平差，组成误差方程、 法方程、求逆进而得到未知参数的协因数阵〔或方差—协方差阵〕，计 算未知参数及其函数的精度，估算本钱，或进一步计算可靠性数值等信 息；与预定的精度要求、本钱和可靠性要求等相比较；根据计算所提供 的信 息及设计者的经历，对控制网的基准、网形、观测精度等进展修正。 然后重复上述计算，必要时再进展修正，直至获得符合各项设计要求的
〔3〕二类设计〔权设计〕。即在控制网的网形和网的精 度要求已定的情况下，进展观测工作量的最正确分配 〔权分配〕，决定各观测值的精度〔权〕，使各种观测 手段得到合理组合。
〔4〕三类设计〔加密设计〕。是对现有网和现有设计进展改进，引 入附加点或附加观测值，导致点位增删或移动，观测值的增删或精
度改变。
优化设计的方法
• 控制网的优化设计的方法大致可分为两种：解析法和模拟法 • 1〕解析法 ：解析法是将设计问题表达为含待求设计变量
〔如观测权、点位坐标〕的线性或非线性方程组，或是线性、 非线性数学规划问题。 解析法具有计算机时较少、理论 上较严密等优点，但其数学模型难于构造，最优解有时不符 合实际或可行性差，权的离散化和程序设计较费时等缺 点。 • 解析法可适用于各类的设计问题，特别是零类设计。
优化设计的分类
徐州师范大学本科毕业设计(论文)(2007届)
徐州师范大学本科毕业设计(论文)(2007届)
题目: GPS控制网的优化设计
英文题目: Optimization design of GPS control network
作者: xianrenqiu_1（请来信说明姓名）
1 GPS的基础知识
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发展而建立的第一代精密卫星定位系统。本章主要介绍GPS卫星定位系统发展的概况、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基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用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。
GPS控制网观测方案的优化
线数据处理时 ， 】既使通过选取恰 当的点位来保证
良好 的观 测条 件 ， 以及进 行 星 历 预 报 来 保 证 观 测 到 的卫 星数 目及 星 座 的图形强 度 （Ｇ Ｏ ≤６ ， 时常 Ｄ Ｐ ）仍 会 遇 到基 线 只有 浮动解 而无 固定 解 的情 况 。在 此情
可 见 ， Ｇ Ｓ相 对定 位 中 ， 始 点 坐 标 变 化 的 在 Ｐ 起 影 响可 分 为两 部分 ： 一是 使基线 测 量产 生平 移 ， 其 在
空 间直 角 坐标 系 中 ， 这种 影 响关 系简 单 ， 其值 仅取 决 于起 始 点坐标 的变化 ； 二是 起始 点 坐标 的偏 差 ， 其 通
优 化 、 网 图形 的 优 化 、 布 最佳 观 测 时段 的 选 择 。
关 键 词 ： Ｐ ； 测 方 案 ； 化 设 计 ； 量 控 制 网 Ｇ ｓ观 优 测
中 图 分 类 号 ：Ｂ ２ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
随 着全球 定 位 系 统在 测 绘 、 航 及 通 讯 等 各 个 导
过 Ｇ Ｓ相对 定位模 型 ， 所求 基 线测 量 的影 响 。 Ｐ 对
领 域 的广泛 应用 ， 统 的大 地 测 量定 位 方 法 己逐 渐 传 被 卫星 定位 系统 所 取 代 。该 技 术 的发 展 ， 测 绘 科 使
测绘毕业设计--rtk技术在施工测量中的控制网优化设计[管理资料]
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学号06270115
毕业设计说明书
RTK技术在施工测量中的控制网
优化设计
学生姓名
专业名称土木工程
班级06测绘工程 1 班
指导教师
土木工程系
2010年6月18日
RTK技术在施工测量中的控制网优化设计
Construction technology in the measurement of the GPS-RTK control network optimization
design
摘要
本次设计的题目RTK技术在施工测量中的控制网优化设计。
近年来由于GPS系统进一步稳定和完善,计算机技术和其他相应学科的迅猛发展,GPS技术也随之愈来愈稳定成熟,该项技术优点日益凸现,其在测绘精度、速度和经济效益方面都大大优于目前的常规测量技术手段,已成为工程测量的主要方法。对于级别高的控制测量由相对静态定位技术完成，应用RTK技术进行实时定位可达到厘米级的精度,很多生产单位已把RTK技术作为低等级测量的主要手段。在具体的实践生产过程中,由于受传统控制思路,以及现行规范不匹配的影响,相应资料较少,导致基于RTK的GPS控制网效益还没有达到最优化。控制网的优化设计是实施测量的基础性工作，它是在网的精确性、可靠性和经济性方面,寻求控制网设计的最佳方案。以实际设计效率高而且耗费少为原则。在能保证实测网质量要求的前提下以最经济为原则，这就要合理地确定重复设站率以及具体地分配网点上的重复设站次数，找出针对不同工程提出最适合工程的控制网优化方案。
关键词：RTK;控制网；优化设计；数据处理；控制测量；
ABSTRACT
The design of the subject construction technology in the measurement of the gps-rtk control network optimization design.
城市GPS控制网优化设计
２ １ Ｇ Ｓ网在 图形设 计 时 。 ． Ｐ 应该 考 虑 以下几 个 问题
（） Ｐ １ Ｇ Ｓ控制 点 间可 以不通 视 。 但考 虑 到利 用常 规测 量 加密 时 的 需 要 。 个 点 应 有 一个 以上 通 视 方 每 向； 为便 于观 测 ， 少 多 路径 误 差 的影 响 ， Ｐ 减 Ｇ Ｓ点 应 选 在 交通便 利 、 视野 开 阔 、 于保 存 、 础牢 固 、 于 易 基 便
中图分类 号 ：２ ８ Ｐ ０ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ １ ３ ８ ２ ０ ） ３— ０ ３— ４ １０ — ５ Ｘ（ ０ ７ ０ ０ １ ０
独 立 坐 标 系 统 ， 设 计 时 要 了 解 坐 标 系 统 所 采 用 的 在
１ Ｇ Ｓ控 制 网 的 基 准 设 计 Ｐ
GPS控制网的布设原则及优化设计探讨
ＧＰ 控制 网无论是在布 网方案 ，还是在平差模型 方面 ， Ｓ
都 与 经 典 网有 许 多 不 同之 处 。其 主 要 特 点 有 ：
１ 网形 与卫 星 空 间 分 布 的 几 何 图形 相 关 ．
ＧＰ 控 制 网与 卫 星 空 间分 布 的几 何 图形 直 接 相 关 。ＧＰ Ｓ Ｓ 控 制 网 的精 度 与 网 中 的 点 所 构 成 的几 何 图 形 没 有 关 系 ，且 与 观 测 权 相 关程 度 不 大 ，与 边 和 边 所 构 成 的 角 度 无 关 。 也 就 是 说 ，在 不 改 变 基 线 数 目和 网 形 的 基 础 上 ，单 纯 的 改变 ＧＰ 点 Ｓ
第１ ２卷 第 ｚ １期
２ ２笠 ０１
中 国
水
运
ＶｏＩ ２ ．１
Ｍ ａｙ
Ｎｏ． Ｚ１
５月
Ｏｈｉ ａ ｎ Ｗａ ｔｅｒ Ｔｒ ａｎｓ ｏｒｔ ｐ
２０１ ２
ＧＰ Ｓ控 制 网 的布 设 原 则 及 优 化 设 计 探 讨
杨 秀 明 ，赵 永 刚 ，黄 再 志
中 图分 类号 ：Ｐ ２ ． ２８４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １ ０ — ９ ３ （ ０ ２ Ｚ — ０ ７０ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ １ ０ ２ － ２
一
、
绪论
边 和 方位 角 是 远 离 已知 点 。实 际工 作 中 ，为 了 控 制 误 差 的 积 累 ， 必须 在 远 离 已知 点 的地 方 加测 一 条 或 多条 的边 ，以 改 变 经 典 控 制 网误 差 分 布 不 均 匀 的 问题 ，但 效 果 仍 不 理 想 。ＧＰ Ｓ 网则 没 有 误 差 的 积 累 ，而 且 误 差 分 布 比较 均 匀 ，各 边 的 方 位 和 边 长 的相 对 精 度 基 本 是 相 同 的 。 ４ 简 单 易 行 的 必要 基 准 条件 ． 经 典 控 制 网起 算 数 据 一 般 有 三 种 ： （ ）已知 点 就 能 确 定 １
GPS控制网的优化设计研究
相对 定 位技 术应 用于 城 市和 矿区 控 制测 量 除了 GPS 时间 也不 会明 显提 高观 测值 的权 , 因此 对 GPS 控制
控制 网 布设 时对 点位 、 观测 时间 长 短的 要求 外 , 对 卫星 的 几何 分布 也有 特 殊要 求。 既 然观 测卫 星 的几 何分 布对 GPS 定位 的精 度具 有重 要影 响, 为了 后续
控制 网的 优 化设 计是 指 在限 定精 度 、可 靠 性和 GPS 控 制网 来说 没有 太大 的意 义。
费 用等 质 量 标 准 下, 寻 求 网 设 计 的 最佳 极 值 [1]。 与 经典 控 制网 相似 , GPS 控 制网 的设 计 也存 在 优 化的
一级 优化 设 计是 在 大致 确 定了 总 点数 、 总 基线 数的 基础 上 , 通 过对 网 形的 优 化设 计 求出 数 学模 型
些形 变 观测 网和 特殊 网 以外 , 对 于一 般 实际 应 用的 控制 点一 般都 有 觇标 , 而国 家 高程 控 制点 为 便于 保
护和 寻找 一 般布 设在 有 固定 参 照物 的 附近 , 这些 都
收稿日期: 2008- 03- 14; 修回日期: 2008- 04- 16 作者简介: 李凤立( 1979- ) , 男, 河北唐山人。2003 年 7 月毕
零级 优化 设计 是在 已知 GPS 控制 网平 差模 型中 的强 度设 计。
GPS控制网优化设计探讨与分析
１ ． ２ 高精 度 原 则
高精度是 Ｇ Ｐ Ｓ控制相对 于其他控 制最 明显 的优 势之一 ， 它是 的测量控制 网 ， 本文将就上述几方 面的标准 对 Ｇ Ｐ Ｓ控制 网的优化 测量工作 的基 石 。设 计 时先 确 定 网形 结 构 ， 再 根 据 网形 ， 得 到 设计进行解析 。 Ｇ Ｐ Ｓ控制 网的设 计矩阵 。通过对常 用坐标 方差 ， 也就 是协方 差阵
第３ ９卷 第 ８期
２ ０ １ ３年 ３ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ３９ Ｎｏ． ８
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３
・１ ８ ９・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ １ ８ ９ — ０ ３
问序列模型 、 神经 网络模 型预 测后 ３个样本 的变形 量 ， 其结 果对 现神经 网络模 型预测 结果较好。 比见表 ２ 。
表 ２ 预测数据对 比表
实 多元 回归模型 时间序列模 型
参考文献 ：
ｒ ｎ ｍ
神经 网络模型
［ １ ］ 刘 严． 多元线性 回归 的数 学模 型 ［ Ｊ ］ ． 沈 阳工程 学院 学报
它们 分别代 表发现粗 差和抵 御 ９ ０年代初全面建成 ， 具有在海 、 陆、 空全方位实 时导航 与定位 功能 具 体又分为 内可靠性 和外可靠性 ， 粗 差的能力 。Ｇ Ｐ Ｓ控 制网可靠性的数量 指标用 字母 来 表示 ， 它 的新一代卫星导航与定位 系统 。
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。
精密控制B级GPS网技术设计
1.1.1 GPS 测量按精度应划分为AA、A、B、C、D、E 级，布网时可以根据控制测量的精度要求逐级布网。B 级主要用于局部变形监测和各种精密工程测量，也可以作为建立国家空间大地测量控制网的基础。
1.1.2 各级网相邻点间弦长精度应按公式1.1.1 计算
σ= a2 +(b.d) 2 (1.1.1)
式中σ——基线弦长标准差(mm)
a——固定误差(mm)
b ——比例误差(mm/km)
d ——相邻点距离(km)
1.1.3 各等级网的精度指标应满足表4.1.3 的规定。
精度分级表1.1.1 等级固定误差a (㎜) 比例误差系数
AA ≤3 ≤0.01
A ≤5 ≤0.1
B ≤8 ≤1
C ≤10 ≤5
D ≤10 ≤10
E ≤10 ≤20
1.2.1 控制网设计应视其目的，预期达到的精度，作业时卫星的可见性，成果的可靠性，以及参加作业的接收机台数，交通等后勤条件，按照优化设计的原则进行。
1.2.2 控制网的设计应满足下列准则：
(1) 精度设计应满足表1.1.1 中相应等级的指标；
(2) 按下式计算的网的平均可靠率r 应大于0.25
~ r
r (1.2.2)
n
式中 r ——控制网中多余观测数；
n ——控制网中的总观测数。
(3) 基准设计应满足投影变形限值的要求。
1.2.3 控制网应由一个或者若干个独立观测环构成。当网的可靠性
和精度要求较高时，宜采用三角形网或者大地四边形网；当精度要
求较低时,可采用四边形网、导线环、附合路线或者包括这些布网
形式的混合网。普通不得用单基线定点。
1.2.4 AA、A、B 级控制网普通应布设成连续网，除边缘点外，每
长输管线工程GPS控制网的设计
GPS 技术的发展改革了传统的长输管线 测量模式， 在长输管线工程中提高了工程测量 的精度， 降低了劳动强度， 提高了工作效率， 为 管线工程建设提供了保障[’ 。 ， 21 随着长输管线工程建设规模的不断扩大 ， 长输管线穿越各种地形、地质情况复杂以及 水系发达区域， 对长输管线工程测量的精度都 有很高的要求。有必要对GPS 定位技术在长 输管线工程测量的各个阶段的应用做系统的 设计研究分析， 以适应当前长输管线工程建设
2. I GPS控制测t 根据工程特点及现场实际情况， 同时考虑 参考文献 到交通便利等因素 ， 按照 《 全球定位系统 【米鸿雁. GPS一 ] 1 RTK 技术在滇池数字化测量 ]量规范}(GB/ T 18314一 1)的要求， } 200 控制网协调一致 ， 原则上控制网应一次设计、 (GPS潮1 中的应用研究「 . 昆明: 昆明理工大学， D] 布设和平差 。 沿中线及中线附近公路布设D级GPS 控制网 20 0 3 . 1. 1 布网 作为首级控制。 整个控制网 共有5 个点， 8 其中 【 汤璞， ] 2 沈洁.GPS 工程控制网的布设及数据 利用线路转点巧个。 根据需要， 对搜集的控制 1. 1. I GPS 平面控制网的点间距离 处理有关问题的探讨【 ， ] J 城市勘测， 4 . 200 共联测三等以上平面起算点 GPS 点间距离可按线路坐标测量方法区 点资料进行筛选， 别对 待 。 6个 (北京1954坐标系)， 高程起算点9个(1956 均为二等以上水准点， 经过现场 在GPS 首级平面控制网的基础上采用电 黄海高程系) ， 点位标石均保存完好。 磁波测距导线测设线路坐标时， 沿管道线路方 踏勘， 向的GPS 点间距不应大于30k m。 普光气田开发及外输管线工程 GPS 网 控 c Xt e 在 G P S 首级平面控制的基础上采用 制采用四台Ash t e h Z一 r me 双频接收机 10Inln+lppm高程)进 GPS一 RTK 方法测设线路坐标时， 点间距 (精度:smm+lppm平面， GPS 离应顾及RTK 的作用距离， RTK 的作用 一般 行静态观测。数据处理软件采用、 h t ec h As 距离小于 10km， 故沿管道线路方向的GPS 点 l t on 基线处理及网 ui s 平差软件。
GPS网的优化设计
边和方位角是远离 已知点 的边和方位角， 为了控制
误差 的积 累 ， 须在 远 离 已知 点 的地 方 加 测 一条 或 多 条 的边 。但这 样也 不能 改变 经典 网误 差分 布不均 匀 的问题 。而 Ｇ Ｓ网则 不存 在这 样 的 问题 ， Ｐ 没有误 差
Ｇ Ｓ网同经典控制 网的诸多不同。 Ｐ 导致 了 Ｇ Ｓ Ｐ
网的优 化 设 计 不 完 全 等 同 于 经 典 控 制 网 的优 化 设 计 。例如 ： 经典 网 的一级 优 化时 ， 求 网的几 何角度 要 为６ ０度左 右 ， 对 网 的精 度 是 十分 重 要 的 。 Ｇ Ｓ 这 而 Ｐ 网的精 度与 网形 基 本 没 什 么 关 系 。再 如 ： 典 网在 经
定 网的 比例 因子 。 Ｇ Ｓ网 的 观 测 数 据 ——基 线 向 Ｐ
则不同， 因为在 Ｇ Ｓ观测过程 中， Ｐ 当整周模糊度确 定之 后， 延长 观测 时 间。 再 观测 量 的权 也不会 有 明显
的变化 了 。 所 以， Ｐ Ｇ Ｓ网的优 化 设 计 也有 了不 同 的方 向和 特 殊的意 义 。
（ ）网 ２ 形
与经典 网不 同的， Ｐ Ｇ Ｓ的精 度 不 受 网 点所构 成 的几何 图形 的 影 响 。也 就 是说 ， 不改 变 基 线 数 目 在 和形式 的基础 上 ， 纯 的改 变 点 的 位置 不 会 影 响 网 单 的精度 。 精度 与 边 与 边 所 成 的 角度 无 关 。而 只与基 线的端 点 ， 线 的 数 目和基 线 的权 有 关 。所 以使 经 基
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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 CONTROL
NETWORK
ABSTRACT
The 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