GPS在公路控制测量中的应用开题报告

GPS在公路控制测量中的应用开题报告辽宁工程技术大学

本科毕业设计(论文)开题报告

题目 GPS在公路控制测量中的应用

指导教师院(系、部) 测绘与地理科学学院

专业班级学号姓名日期

一、选题的目的、意义和研究现状

(一)选题的目的及意义

在当今测绘作业过程中，大量交通基础建设的投入以及工程项目技术难度的增加，对测量工作提出了新的要求，即是测绘速度快，经济投入少，精度要求高。而GPS(全球卫星定位系统)是随着现代科学的发展，不断完善的一种先进导航，定位技术。以其独有的，

[3]传统测量不可取代的优点，与时俱进的满足了当今工程建设的新要求。

一直以来，在测绘工作中，既要保持良好的通视条件，又要保证测量控制网的良好结构，这一直是经典测量技术在实践方面的问题之一，而GPS观测不需要测站之间的相互通视，不需要建造舰标，这样大量减少了测量的工作和时间并且是点位的选择更加灵活;另

-6外定位精度高，大量实验表明通常在50km的基线上，其相对定位精度可达到1×10~2×-6-6-710，而在100—500km的基线上可达到10~10。观测时间短并能提供三维坐标，在测定

[6]观测站的平面位置的同时可以精确的测出测站的大底高程。并且GPS测量不受天气影响，具有全天候测量的能力。

公路控制测量是路线勘测设计的基础，随着高等级道路的兴建，对路线勘测提出了更高的要求。由于线路长且己知点少，因此，用常规手段不仅布网困难而且难以满足高精度的要求，而GPS技术的特点正好可以满足这一要求。上个世纪90年代中期，许多公路工程部门开始GPS定位技术在公路控制测量中的应用和研究。目前国内己逐步采用GPS技术

[4][4][4]建立线路首级高精度控制网，如在沪宁高速公路，青银高速公路，广惠高速公路等公路控制测量中得到广泛应用。

本文通过对GPS在公路控制测量中的应用研究，具体分析公路测量中的长度变形以及GPS控制测量的技术设计等问题。

(二)研究现状

高精度GPS定位技术在各种控制测量中得到广泛应用。从1982年第一代测量型无码GPS接收机Macrometery一100投入市场以来，在应用基础的研究、应用领域的开拓、硬

[5]件和软件的开发等方面，都得到了蓬勃的发展。广泛的试验活动为GPS精密定位技术在测量工作总的应用展现了广阔的前景。目前，GPS定位技术己高度自动化，所达到的定位精度，使测量工作的模式、理念产生了革命性的变化。相对经典的测量技术来说，GPS定位技术主要有以下特点:观测站之间无需通视;定位精度高;观测时间短;提供三维坐标。我国自80年代末石油部、总参测绘局、国家测绘局等陆续进口了GPS接收机并展

开了各方面的研究工作。进入90年代后，随着卫星的增多，GPS接收机的价格下降等原

[6]。因，我国的一些公路勘测设计单位购置了GPS接收机并应用于实际工作中

在公路控制测量中通常采用静态相对定位技术，也就是至少有两台GPS接收机同时观测，经处理后可以精确获得两点的三维坐标差，根据其中一点的坐标可推算出另一点的坐标。由于静态相对定位精度高，因此广泛应用于大地测量、形变监测等高精度测量领域。同样静态相对定位技术将在相当广泛的范围内逐步地取代以往的常规测量方法广泛应用于公路控制测量中，如用于建立路线精密控制网、桥隧精密控制网等。随着应用理论研究的深入以及作业规范的建立和完善，静态相对定位技术将会更好的为公路工程中的控制测量服务。

二、研究方案及预期结果

1、论文的主要研究内容:

(1)GPS在公路控制测量中的定位原理以及误差源分析。

(2)GPS在平面控制测量以及高程控制测量中的应用

2、主要解决的问题:

2.1 公路测量中的长度变形以及抵偿坐标系

2.2 GPS平面控制网布设以及首级加密

2.3 GPS高程拟合

3、基本理论和能力:

3.1 掌握GPS定位原理与误差源分析

3.2 具备理解测量规范的能力

3.3 具备熟练运用GPS布设控制网的能力

3.4 具有一定的阅读和翻译英文资料的能力

4、研究的技术路线:

(1)GPS点选址的初步勘察

组织人员对路线的走向进行初步勘察，查看沿线可选作GPS点的位置情况。调查路线附近高等级GPS点以便进行联测。

(2)GPS点控制网的设计

GPS控制网的布设应根据公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况、精度要求

等因素进行综合设计。

(3)GPS选点、埋石

(4)架设GPS仪观测

(5)GPS观测数据的处理

(6)GPS控制网进行加密

(7)导线点座标及平差计算

5、解决的关键问题:

GPS在公路工程当中已经有了广泛的应用，如何更好的发挥GPS，提高工作效率，从

理论到实践仍然有很大一段距离，公路勘测对测量不仅要求高而且有其特殊性。本文针对

公路测量的特点，对公路控制测量中，GPS的运用进行了总结

6、论文框架

第一章绪论

第二章 GPS的定位原理与误差源分析

2.1 GPS定位原理

2.1.1基本定位原理

2.1.2绝对定位与相对定位概念

2.1.3差分定位与实时动态定位概念

2.2 GPS定位的主要误差

2.2.1与卫星有关的误差

2.2.2接收机误差

2.2.3传播路径的误差

第三章公路测量中的长度变形和抵偿坐标系3.1地面换算至参考椭球面

3.2椭球面投影到高斯平面

3.3长度综合变形以及变形分析

3.4抵偿坐标系的选择

第四章 GPS控制网的技术设计

4.1 GPS控制网技术设计的一般原则

4.2 GPS网的基准设计

4.3 GPS网的图形设计

第五章 GPS在公路控制测量中的应用

5.1 GPS在平面控制测量中的应用

5.1.1采用GPS静态技术布设首级平面控制网5.1.2采用GPS动态技术加密首级平面控制网5.2 GPS在高程控制测量中的应用

5.2.1 高程系统简述以及大地高和正常高

5.2.2 高程控制网的布设

5.2.3 GPS高程拟合的方法

第六章工程实例

第七章结论

三、研究进度

第5- 6周:搜集相关资料，并做好周详的计划。

第7- 8周:阅读有关书籍和资料，深入学习GPS在控制测量方面的应用以及相关知识;

第9- 10周:将相关知识进行整理与总结，得出系统并且清晰的知识网。第

11-12周:整理完善阅读所得，并解决在整理过程当中所遇到的问题。第13-15周:论文的撰写阶段。

第16-17周:论文装订，毕业答辩。

四、主要参考文献

[1]王家贵，王佩贤，裴亮，等.测绘学基础[M].北京:教育科学出版社，2003.

[2]张华海，张凤举，赵长胜，等.控制测量学[M].北京:煤炭工业出版社，1999.

[3]徐爱功，韩晓东，崔希民，等.全球卫星导航定位系统原理与应用[M].北京:中国矿业大学出版社，2000.

[4]李天文.GPS原理与应用[M].北京:科学出版社，2003.

[5]王佩贤，张国卿，王建敏，等.大地测量学基础[M].北京:煤炭工业出版

社，2007. [6]孔祥元，郭际明，刘宗泉，等.大地测量学基础[M].湖北:武汉大学出版社，2001. [7]张凤举，张华海，赵长胜，等.控制测量学[M].北京:煤炭工业出版社，1999. [8]王惠南.GPS导航原理与应用[M].北京:科学出版社，2000.3

[9]万芳琦. GPS测量中的误差分析[J].江西测绘，2006(2):34-36.

[10]尹辉，陈庭，陈晓红，等.测绘工程专业英语[M].湖北:武汉大学出版社，2004. [11]刘大杰，陶本藻. 实用测量数据处理方法[M].北京:测绘出版社，2000

[12]《Least-Squares Kollokation》Moritz.H，DGK-A75,1973.

五、指导教师意见

指导教师签字: