GPS控制网的优化设计
谈GPS测量技术与GPS控制网优化设计
谈GPS测量技术与GPS控制网优化设计[摘要]本文以对GPS测量技术的认识为基础，分析探讨了GPS控制网优化的主要指标，指出了关于GPS控制网优化设计的的四类技术。
[关键词]GPS测量技术优化设计1GPS测量技术与GPS控制网测量1.1GPS测量技术GPS RTK（Real Time Kinematic）技术开始于90 年代初，是一种全天候、全方位的新型测量系统，称载波相位动态实时差分技术，是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式，是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。
GPS RTK 具有定位精度高且精度分布均匀，速度快、效率高，观测时间短，方便灵活，测程不受限制，不受通视条件影响等优点。
1.2GPS控制网测量GPS 控制网网形比较灵活，可以根据实际地理条件，建筑物条件以及相应的测区情况来布设。
连接方式可以为点连式的、边连式的、混连式的、中点多边形等连接方式。
GPS 控制测量点间不要求通视，图形结构灵活，因此选点工作要比传统控制测量的选点简便容易得多。
GPS 点的选定不以相邻点间的通视作为先决条件，给选点带来极大的灵活性，但也有具体的要求。
点位应当保证观测时卫星信号不能受到干扰，选点时做到点位周围视场内最好没有高度角大于15°的障碍物，尤其是不能有成片的障碍物，远离大功率的无线发射台和高压电线，没有大面积的水域或对电磁波反射（或吸收）的物体。
观测作业的主要任务是捕获GPS 卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。
开机后，等待接收机初始化完成并进行记录数据状态，然后每隔几分钟便查看一下接收机的工作是否正常。
在观测作业中认真作到：观测组按照计划表规定时间作业，确保同步观测；开机前后各量取天线高一测回，每测回从不同部位量取三次，两测回天线高之差不大于3mm；天线高的量取部位，按作业前的统一规定量取，并在记录薄中详细记录；一个时段观测中，不能够关机又重新启动、自测试、改变卫星高度角及数据采样间隔、改变天线位置，关闭或删除文件等；原始观测值和记录项目，按规定现场记录，字迹清楚，不的涂改、转抄；观测期间防止接收机震动，防止人员和其他物体碰动天线或阻挡信号。
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
,
浅谈GPS网型优化设计
浅谈GPS网型优化设计文章主要讨论了GPS控制网的优化设计问题，控制网优化设计的目的就是选出既可满足精度、可靠性要求，又能使整个建网费用最少的设计方案。
因而文章论述了控制网基准优化、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。
标签：GPS;网型优化;网型设计为了解决控制网优化设计问题，得出布网方案、控制网优化设计的方法，论文从控制网优化设计着手，以一个实例来进行阐述。
二、测区概况本项目为某铁路控制网复测，位于四川省凉山彝族自治州，正线长度22.917km。
主要工程为双线特大桥、隧道、四线大桥等其他运营生产设备及附属以及大临工程等。
三、控制网情况（1）根据网形的一部分进行说明。
（2）根据设计院提供的原始控制点A001、A002、A003、A004进行了现场勘察和稳定性评估，经考察控制点稳固可靠。
随后就对设计控制点进行了复测，复测结果满足《工程测量规范》精度要求。
（3）根据现场施工的要求对控制网进行了加密，加密点为8个点：WH01、WH02、WH03、ZX01、ZX02、ZX03、ZX04、ZX05（见图1）。
（4）平面坐标系采用与设计成果相同的独立坐标系统，即WGS84大地坐标系椭球参数。
中央子午线102°45′，投影面大地高1000m。
四、布网方案与网型优化1.GPS控制网网形设计的一般原则在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，因而网形设计的一般原则为：（1）要充分考虑建立GPS控制网的应用范围。
对于工程建设的GPS网，应该既考虑勘测设计阶段的需要，又考虑施工放样等阶段的需要。
（2）采用分级布网方案。
适当地分级布设GPS网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。
（3）GPS网中应不存在自由基线。
所谓自由基线是指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，也就是GPS网一般应通过独立基线构成闭合图形。
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。
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。
关于GPS控制网优化设计的探讨
关于GPS控制网优化设计的探讨1前言众所周知，利用GPS系统实测各种用途的控制网可以达到降低外业劳动强度，提高工作效率，获得较高的相对定位精度和低成本的目的。
为此我们首先应做好GPS网的优化设计，这也是达到此目的的关键。
2 GPS控制网优化设计原则GPS控制网的布设应视其目的，要求的精度，卫星状况，接收机类型和数量，测区已有的资料，测区地形和交通状况综合考虑，即网的设计应在效率性、可靠性、精确性和经济性等方面力图实现用户的要求。
3 选择有利的GPS点位选择合理的GPS点位是进行GPS控制网测量的一个必不可少的先决条件，GPS点位选择得恰当与否将直接影响到GPS测量的精度、费用和下级测量工作。
所以在实测GPS控制网之前，进行踏勘选点时，除了遵循《全球定位系统（GPS）测量规范》外，还应注意以下几点：1、GPS点位应该离公路稍远一些。
、2、GPS点位应远离枝叶茂盛的大树。
、3、GPS点位应尽量远离对无线电信号有反射作用的建筑物及具有发射无线电信号功能的电视台、电台等。
4、实测GPS网时，有时不得已要进行偏心观测。
若有偏心观测时，应该尽量减少偏心元素的测定误差，同时偏心距不应大于100m为宜。
4 确定合理的网形结构1、确定同步图形同步图形的形状是由GPS接收机的台数决定的。
例如：3台接收机一般采用同步三角形；4台接收机一般既可以采用同步四边形也可以采用同步中点三边形；4台以上接收机所采用的同步图形就更灵活。
2、同步图形连接扩展方式同步图形连接扩展方式一般有点连接方式、边连接方式和网连接方式。
不同的连接扩展方式有各自不同的特点。
（1）、点连接式GPS网若相邻同步环之间仅有一个公共点相连接构成的GPS网则称之为点连接式GPS 网，简称点连式GPS网（如图1(a)所示）。
以这种方式构成的GPS网，没有（或仅有一个）异步闭合环，网形强度比较薄弱，发现粗差的能力较弱；但在同样网点数下，同步图形个数最少，而且它具有最少观测时段数，工作量较小，获得成果快，若对控制点精度要求不高，观测时选取有利的观测时间，采用点连接GPS网无疑是一种经济快速的布网方式。
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。
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)
高精度GPS控制网的优化设计研究的开题报告
高精度GPS控制网的优化设计研究的开题报告一、选题的背景和意义GPS控制网是地理信息领域中极为重要的基础设施之一，特别是在测绘、地理信息系统、地震勘探、海洋资源开发等领域具有广泛的应用。
然而，当前GPS控制网仍存在以下问题：控制点不够密集、精度不够高、稳定性和可靠性有待提高等。
为了解决这些问题，需要对GPS控制网进行优化设计。
二、研究的内容本研究将以测绘、地理信息系统、地震勘探等实际工程为基础，通过双差技术和相位滑动技术，对现有GPS控制网进行优化设计。
具体包括以下方面：（1）建立高精度的GPS控制网，提高其空间分辨率和精度；（2）基于国际标准的常见误差模型及方法，优化控制点的空间分布，并对控制点进行多样化的观测策略研究；（3）在误差模型与观测策略的基础上建立高精度的GPS控制网优化算法，实现精度和稳定性的提高；（4）采用同时观测技术，对GPS控制网进行实时监测，提高其可靠性。
三、研究的方法本研究将采用实验方法和计算机模拟方法相结合，其中实验方法包括GPS观测、数据处理和分析，计算机模拟方法则包括误差模型建立、观测策略的优化设计和GPS控制网优化算法的设计与实现等。
四、研究的预期成果本研究将实现以下预期成果：（1）建立基于双差技术和相位滑动技术的高精度GPS控制网；（2）提高GPS控制网的空间分辨率和测量精度；（3）建立优化的GPS控制点空间分布模型及多样化观测策略；（4）建立高精度的GPS控制网优化算法；（5）实现GPS控制网的实时监测和可靠性提高。
五、研究的难点本研究的难点主要包括以下几个方面：（1）如何提高GPS控制网的空间分辨率和精度；（2）如何建立优化的控制点空间分布模型及多样化的观测策略；（3）如何建立高精度的GPS控制网优化算法；（4）如何实现GPS控制网的实时监测和可靠性提高。
六、研究的方法论本研究将遵循“理论联系实际”的原则，采用实验方法和计算机模拟方法相结合，根据实际工程需要，在误差模型和观测策略等方面进行多种方案的比较和分析，通过对地理信息、测量技术和计算机应用的深入研究，探索高精度GPS控制网的优化设计方法，提高GPS控制网精度和可靠性，推动GPS控制网技术应用的发展。
GPS控制网的优化设计论文
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GPS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，并用模拟法在顾与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OPTIMIZINGDESIGNINGOFCONTROLNETWORKABSTRACTTheoptimization designis a application of the most optimizative theory and methodin the design. It is hopeful that the best target obtained through the expenditure of the fewestcost and the best efficient. The essay is a feasibility report of the optimization design ofGPS control network’s methods by a series of analysis.This paper consists of two parts: Optimizing designing of GPS control networkand the Precision and Reliability of GPS network. When designinga GPS control network,its scale should be predicted as the project requested and the GPS surveying standard disciplined. According to the relationship among GPSpoints, edges and nonsynchronous loops, we can use an algorithm of Graphic Theoryto produce a network when given the number of points and the maximum edges of eachnonsynchronous loop, after being modified by using simulate optimizingmethod wecan draw the ultimate network, then the observation plan can be gained by using thebest way algorithm.KEYWORDS：gps control network, optimizing designing, precision, reliability目录摘要2ABSTRACT31绪论51.1控制网优化设计的发展历史51.2GPS控制网的发展历史61.3GPS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 (13)1.6GPS系统的应用前景152 GPS网的精度和可靠性162.1GPS网平差的数学模型162.2误差的传递与转换172.3相对点位精度的合理评定192.4GPS控制网的可靠性233 GPS控制网优化设计263.1GPS网优化设计的数学模型263.2一阶段优化设计293.3三阶段优化设计31结论34参考文献34致35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。
高精度GPS控制网的优化设计研究
高精度GPS控制网的优化设计研究一、本文概述随着全球定位系统（GPS）技术的不断发展与完善，其在各个领域的应用也变得越来越广泛。
特别是在精密测量、导航定位和地理信息系统等方面，GPS技术发挥着至关重要的作用。
为了满足不同领域对定位精度的高要求，对GPS控制网的优化设计进行研究显得尤为重要。
本文旨在探讨高精度GPS控制网的优化设计方法，以提高定位精度和可靠性。
本文将介绍GPS控制网的基本概念和作用，阐述优化设计的必要性。
接着，将分析影响GPS控制网精度的主要因素，包括卫星几何分布、观测时间、接收机和天线的选择等。
本文还将探讨多种优化策略，如控制网的拓扑结构优化、观测方案的设计与调度、以及数据处理方法的改进等。
在此基础上，本文将提出一些创新的优化设计思路，包括利用现代数学方法和算法对控制网进行优化，以及结合其他卫星导航系统如GLONASS和北斗等进行多系统融合，以进一步提升GPS控制网的性能。
本文将通过实际案例分析，验证所提出优化设计方法的有效性，并对未来GPS控制网的发展趋势进行展望。
通过本文的研究，期望能够为相关领域的科研人员和工程技术人员提供有益的参考和指导，推动GPS控制网技术的进步和发展。
二、控制网基本原理控制网是地理空间数据获取与处理的基础设施，广泛应用于测绘、导航、城市规划、环境监测等多个领域。
高精度GPS控制网作为其中的一种重要形式，其基本原理主要基于全球定位系统（GPS）的工作原理和测量学中的空间定位理论。
全球定位系统（GPS）是由美国国防部研制并维护的一种空间定位系统，主要由空间卫星群、地面监控系统和用户接收设备三部分组成。
通过接收和处理来自多颗卫星的信号，用户可以精确地计算出自己在地球上的三维位置和时间信息。
GPS的工作原理可以简单概括为“三角测量”和“时间测距”两种方式，即通过测量卫星与用户接收设备之间的距离和时间差，结合卫星的已知位置和速度信息，解算出用户的位置和速度。
在控制网的设计中，需要充分考虑GPS的这些特性，以及控制网的布局、精度要求、数据处理方法等因素。
控制网优化设计
控制网优化设计一、GPS 卫星定位的基本原理GPS 定位时，把卫星看成是“飞行”的已知控制点，利用测量的距离进行空间后方交会，便得到接收机的位置。
卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计算。
二、在进行载波相位观测时，在不同观测时段，载波可以划分为哪几部分？首次观测值00)(~φϕFr = 后继量测值)()(~φφϕFr Int += 通常表示为)()(~00φφϕFr Int N N ++=+=Φ 三、坐标系之间的转换过程四、GPS 网数据处理的基本过程1、数据传输2、建立坐标系统1）打开TGO 软件，功能—Coordinate System Manager ，进入坐标系统管理器。
2）增加椭球，输入椭球名称、长半轴、扁率3）增加基准转换（Molodensky ），创建新的基准转换组。
4）增加坐标系统组5）选择投影方式：横轴墨卡托投影6）文件保存退出3 、新建项目1）新建项目2）选择模板(Metric 米制单位模板).3）改变坐标系统，选择需要的坐标系统。
4、导入静态观测数据(*.dat 或RINEX)数据1）文件/导入2）修改测站名，天线高度，天线类型，测量方法。
5、处理Timeline6、处理GPS 基线7、GPS 网的无约束平差1)平差—基准—WGS-84，进行无约束平差。
2)查看网平差报告。
看迭代平差是否通过；如果不通过，选择“交替的”加权策略3)再次进行平差，直到通过为止。
8、网的约束平差1) 平差—基准—当地投影基准。
2)然后点击观测值，加载水准面模型，输入已知点坐标。
3)点击平差，进行网的约束平差。
9、成果输出五、GPS 控制网优化设计的分类处理方法零类设计：即控制网的基准设计，是对一个已知图形结构和观测方案的自由GPS 网确定最优坐标系统的优化设计。
对于区域GPS 网来说，主要确定控制网的投影面和投影带，一般要考虑现有坐标系统的利用及其两种坐标系统的转换。
一类设计：即控制网图形设计，是在约定网的精度和观测方案的情况下，求得最佳点位的优化设计。
浅谈GPS控制网的布设与优化
浅谈GPS控制网的布设与优化摘要：GPS控制网的优化设计，是实施控制测量工作的第一步，是一项基础性的工作。
本文全面系统地研究GPS控制网的布设，总结了GPS控制网的特点及优化设计的原则，着重从可靠性、精度及经济性等方面分析，提出了GPS控制网优化设计的措施关键词: GPS控制网；布设方法；优化设计当第一颗GPS试验卫星于1978年入轨运行开始，测绘界的专家、学者很快就认识到GPS卫星在测量方面的作用。
由于GPS测量不需要两点间通视、不受天气影响、能直接获得三维坐标，而且现今的GPS控制网的布设还具有效率高、费用低、工期短、精度高等优越性，所以GPS技术已成为了大地测量的主要手段。
[1]1.GPS控制网的设计1.1GPS控制网的特点与布设原则1）GPS控制网的特点。
GPS控制网的网形与卫星空间分布的几何图形相关，具有非层次结构性，以及没有误差积累且分布均匀简单易行的必要基准条件。
2）GPS控制网的布设原则（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。
（2）高精度性原则，GPS控制网的高精度性是工程测量的基石，也是其最明显的优势之一在布设时，要做到高精度性原则：先确定GPS网的网形，再根据GPS网的网形，得到GPS网的设计矩阵B，从而得到GPS网的协因数阵Q=(BTPB)，由此做到GPS控制网的高精度性原则。
（3）可靠性原则，可靠性原则是GPS控制网布设的重要原则之一在进行实际GPS网的设计时，一般采用一种反映GPS网可靠性的数量指标，结合各项精度指标，以达到改善网的质量的目的。
1.2GPS控制网的精度设计。
对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度，精度指标通常是以相邻点间弦长的标准差来表示，即（1-1）式中—GPS基线向量的弦长中误差，；—GPS接收机标称精度中的固定误差，；—GPS接收机标称精度中的比例误差系数，；—GPS定位网中相邻点间距离，。
GPS网型优化设计
GPS网型优化设计摘要:本文重点论述了 GPS控制网的最优设计，以及 GPS控制网的构造特征与构造方式，以及 GPS控制网的网型设计的基本原理。
网络优化的目标是从众多的网络结构中选出既能满足精度要求，又能满足可靠性要求的网络结构。
因此，对 GPS网络中的基准优化及可行性分析进行了探讨，并对 GPS网络的优化方案进行了阐述。
本文还对典型网络的性能指标进行了分析，提出了典型网络的性能指标，并对其进行了分析。
并在此基础上，对 GPS网络的优化方案进行了探讨。
关键词:GPS 网型优化网型设计引言:在 GPS控制网络的优化设计方面，国内外的相关文献和文献都有较多，其优化设计的方式也多种多样，因此，要想获得最佳的设计方式，使得整个优化的流程变得更加简单、快速，就必须在 GPS控制网络的优化设计方面进行深入的探讨。
为求解控制网优化的难题，得到布网方案，控制网优化的方式，本文从控制网优化的角度出发，通过一个例子加以说明。
一、测区概况本项目振兴路跨桥梁位于濮阳新区东、西龙湖的连接渠上。
周边规划用地性质为行政办公、商务设施、居住用地、绿化用地。
桥梁定位为跨越景观水系的景观桥。
由于连接渠现已形成规划断面并注水，现状河道顶宽约200 米。
经过和新区、市规划局两次汇报和甲方多次沟通，考虑桥梁的景观效果，保留现状河道断面，取桥梁长度210 米。
在濮阳示范区新区东、西龙湖的连接渠上后期还有两座桥梁的工程、示范区主次干道工程及规划附属工程，形成一片区域性质的片状控制网。
二、控制网情况1、工程小组依据由甲方和设计单位提出的A001,A002,A003,A004等初始控制点，对其进行了实地测量，并对其进行了稳定评价。
通过对该方案中的关键节点的重新测定，达到了《工程测量规范》的精确标准。
2、在濮阳示范区里的所有规划施工均以4个控制点为基准起算点。
3、根据现场施工的要求对控制网进行了，加密点为8个WH01、WH02、WH03、ZX01、ZX02、ZX03、ZX04、ZX05。
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。
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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。
地面监控部分包括四个监控间、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行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。
随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
1.2 GPS的特点相对于经典的测量技术来说，GPS定位技术主要有一下特点：1．观测站之间无需通视这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间，同时也使点位的选择变得更加灵活。
2．定位精度高试验表明，目前在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10～2×10，而在100～500km的基线上可达10～10。
随着观测技术与数据处理方法的改善，可望在大于1000 km的距离上，相对定位精度达到或优于10。
3．观测时间短随着GPS系统的不段完善，目前20㎞以内相对静态定位，仅需15～20分钟；快速静态相对定位中，在流动站与基准站相距在15㎞以内时，流动站观测的时间只需1～2分钟；动态相对定位，出发时流动站观测1～2分钟，然后可随时定位，每站观测进需几秒。
[2]4．提供三维坐标5．操作简便6．全天候作业因此，GPS定位技术的发展是对经典测量技术的一次重大突破。
一方面，它使经典的测量理论与方法产生了深刻的变革；另一方面，也进一步加强了测量学与其他学科之间的相互渗透，从而促进了测绘科学技术的现代化发展。
1.3 GPS系统的应用前景最初设计GPS的主要目的是用于导航、收集情报等军事目的。
但后来得应用开发表明，GPS 不仅可以达到上述目的，而且用GPS卫星信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量何毫微秒级精度的时间测量。
用GPS信号可以进行海、陆、空、地的导航，导弹制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间传递和速度测量等。
在测绘领域，GPS定位定位技术已用于建立高精度的大地测量控制网，测定地球动态参数；建立陆地及海洋大地测量基准，进行高精度海陆联测及海洋测绘；监测地球板块运动状态和地壳形变；在工程测量方面，已成为建立城市与工程控制网的主要手段；在精密工程的变形监测方面，它也发挥着及其重要的作用；同时GPS定位技术也用于测定航空航天摄影瞬间相机的位置，可在无地面控制或仅有少量地面控制点的情况下进行航测快速成图，引起了地理信息系统及全球遥感监测的技术革命。
在日常生活方面事一个难以用数字预测的广阔的领域，手表式的GPS接收机，将成为旅游者的忠实导游。
GPS将像移动电话、传真机、计算机互联网对我们生活的影响一样，人们的日常生活将离不开它。
2 相对定位原理及GPS网优化设计简述2.1 相对定位原理由于在GPS绝对定位(或单点定位)中，定位精度将受到卫星轨道误差、钟差及信号传播误差等因素的影响，虽然其中一些系统性误差可以通过模型加以削弱，但改正后的残差仍是不可忽略的。
GPS相对定位．也叫差分GPS定位，是目前GPS测量中定位精度最高的定位方法，它广泛地应用于大地测量、精密工程测量、地球动力学的研究及精密导航中。
相对定位的概念:用两台接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，同步观测相同的4颗以上GPS卫星，确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置．这种定位模式称为相对定位(见图2-1)。
出于在测量过程中，通过重复观测取得了充分的多余观测数据，从而改善了GPS定位的精度。
[2]2.2 GPS网优化设计GPS控制网的优化设计是实施GPS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GPS控制网设计的最佳方案。
根据GPS测量特点分析可知，GPS网需要以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同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，而影响精度的主要因素是网中各点发出基线的数目及基线的权阵。
因此，提出了GPS网形结构强度优化设计的概念，讨论增加的基线数目、时段数、点数对GPS网的精度、可靠性、经济效益的影响。
同时，经典控制网中的三类优化设计，即网的加密和改进问题，对于GPS网来说，也就意味着网中增加一些点和观测基线，故仍可将其归结为对图形结构强度的优化设计。
综上所述，G PS网的优化设计主要归结为两类内容的设计：(1)GPS网基准化的优化设计。
(2)GPS网图形结构强度的优化设计，其中包括：网的精度设计能力的可靠性设计，网发现系统差能力的强度设计。
2.2.1 GPS控制网基准的优化设计经典控制网的基准优化设计是选择一个外部配置，使得达到一定的要求，而GPS网的基准优化设计主要是对坐标未知参数X进行的设计。
基准选取的不同将会对网的精度产生直接影响，其中包括GPS网基线向量解中的位置基准的选择，以及GPS网转换到地方坐标系所需的基准设计。
另外，由于GPS尺度往往存在系统误差，因此应提出对GPS网尺度基准的优化设计。
1)．位置基准设计研究表明，GPS基线向量解算中作为位置基准的固定点误差是引起基线误差的一个重要因素，使用测量时获得的单点定位值作为起算坐标，由于其误差可达数十米以上，所以选用不同点的单点定位坐标值作为固定点时，引起的基线向量差可达数厘米。
因此，必须对网的位置基准进行优化设计。
2)．尺度基准设计尽管GPS观测量本身已含有尺度信息，但由于GPS网的尺度含有系统误差，所以，还需要提供外部尺度基准。
GPS网的尺度系统误差有两个特点：一是随时间变化，由于美国政府的SA政策，使广播星历误差大大增加，从而对基线带来较大的尺度误差；另一个随区域变化，由区域重力场模型不准确引起的重力摄动造成。
因此，如何有效地降低或消除这种尺度误差，提供可靠的尺度基准就是尺度基准优化问题。
其优化有以下几种方案：(1)提供外部尺度基准。
对于边长小于50km的GPS网，可用较高精度的测距仪(或更高)测量2—3条基线边，作为整网的尺度基准。
对于大型长基线网，可采用SLR站的相对定位观测值和VLBI基线作为GPS网的尺度基准。
(2)提供内部尺度基准。
在无法提供外部尺度基准的情况下，仍可采用GPS观测值作为GPS 网的尺度基准，只是对作为尺度基准观测量提出一些不同要求，其尺度基准设计如下。
在GPS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。
由于它是不同时期的平均值，尺度误差可以抵消。
因此，它的精度要比网中其他短基线高得多，可以作为尺度基准。
以上讨论了GPS基线向量解其中位置基准以及GPS尺度基准的选择与优化问题。
此外，GPS 成果转换到地面实用坐标系中，还存在一个转换基准的选择问题，此处不再讨论。
2.2.2 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的传播规律，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，这常被称为网的统计强度设计与分析。
一般常用坐标的方差——协方差阵来分析，也可用误差椭圆(球)来描述坐标点的精度状况，或用点之间方位、距离和角度的标准差来定义。
对于GPS网的精度要求，一般用网中点之间的距离误差来表示。
其精度与网的点位坐标无关，与观测时间无明显的相关性(整周模糊度一旦被确定后)，GPS网平差的法方程只与点间的基线数目有关，且基线向量的三个坐标差分量之间又是相关的，因此，很难从数学的角度和实际应用出发，建立使未知数的协因数阵逼近理想的准则矩阵。
所以，目前较为可行的方法是给出坐标的协出数阵的某种纯量精度标准函数。
设GPS网有误差方程式中．l、v分别为观测向量和改正向量;X为坐标未知参数向量阵；P为观测值权阵;为先验方差因子(在设计阶段取＝1)，m为观测基线数;n为待定点数。
由最小二乘可得参数估值及其协因数阵：优化设计中常用的纯量精度标准，根据其由构成的函数形式的不同的可表示成不同的最优纯量精度标准函数。
现在最常用的是求的轨迹，以次来表示纯量精度。