控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

1、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計一、GPS衛(wèi)星定位的基本原理GPS定位時，把衛(wèi)星看成是“飛行”的已知控制點，利用測量的距離進(jìn)行空間后方交會，便得到接收機(jī)的位置。衛(wèi)星的瞬時坐標(biāo)可以利用衛(wèi)星的軌道參數(shù)計算。二、在進(jìn)行載波相位觀測時，在不同觀測時段，載波可以劃分為哪幾部分？首次觀測值后繼量測值通常表示為三、坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換過程舉例:WGS84大地坐標(biāo)系至80平面直角坐標(biāo)系： 方法一：先將WGS84大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成WGS84空間直角坐標(biāo)系，再將WGS84大地坐標(biāo)系，利用七參數(shù)（三個平移參數(shù)，三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)，一個尺度變換參數(shù)）轉(zhuǎn)變成80空間直角坐標(biāo)系，在將80空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成80大地坐標(biāo)系，通過高斯投影，輸入相應(yīng)中央子

2、午線經(jīng)度L0，將其轉(zhuǎn)換成80平面直角坐標(biāo)系。方法二; 通過高斯投影，輸入相應(yīng)中央子午線經(jīng)度L0，先將WGS84大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成WGS84平面直角坐標(biāo)系，再利用四參數(shù)（兩個平移參數(shù)，一個旋轉(zhuǎn)參數(shù)，一個縮放參數(shù)）將WGS84平面直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化成80平面直角坐標(biāo)系。四、GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的基本過程1、數(shù)據(jù)傳輸2、建立坐標(biāo)系統(tǒng)1）打開TGO軟件，功能Coordinate System Manager，進(jìn)入坐標(biāo)系統(tǒng)管理器。2）增加橢球，輸入橢球名稱、長半軸、扁率3）增加基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換（Molodensky），創(chuàng)建新的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換組。4）增加坐標(biāo)系統(tǒng)組5）選擇投影方式：橫軸墨卡托投影6）文件保存退出3 、新建項目1）

3、新建項目2）選擇模板(Metric米制單位模板).3）改變坐標(biāo)系統(tǒng)，選擇需要的坐標(biāo)系統(tǒng)。4、導(dǎo)入靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)(*.dat或RINEX)數(shù)據(jù)1）文件/導(dǎo)入2）修改測站名，天線高度，天線類型，測量方法。5、處理Timeline6、處理GPS基線7、GPS網(wǎng)的無約束平差1)平差基準(zhǔn)WGS-84，進(jìn)行無約束平差。2)查看網(wǎng)平差報告。看迭代平差是否通過；如果不通過，選擇“交替的”加權(quán)策略3)再次進(jìn)行平差，直到通過為止。8、網(wǎng)的約束平差1) 平差基準(zhǔn)當(dāng)?shù)赝队盎鶞?zhǔn)。2)然后點擊觀測值，加載水準(zhǔn)面模型，輸入已知點坐標(biāo)。3)點擊平差，進(jìn)行網(wǎng)的約束平差。9、成果輸出五、GPS控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的分類處理方法零類設(shè)計：

4、即控制網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計，是對一個已知圖形結(jié)構(gòu)和觀測方案的自由GPS網(wǎng)確定最優(yōu)坐標(biāo)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。對于區(qū)域GPS網(wǎng)來說，主要確定控制網(wǎng)的投影面和投影帶，一般要考慮現(xiàn)有坐標(biāo)系統(tǒng)的利用及其兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。一類設(shè)計：即控制網(wǎng)圖形設(shè)計，是在約定網(wǎng)的精度和觀測方案的情況下，求得最佳點位的優(yōu)化設(shè)計。研究表明，盡管GPS對網(wǎng)形設(shè)計要求不十分嚴(yán)格，但是網(wǎng)形仍然影響著最后成果的精度。GPS網(wǎng)圖形設(shè)計主要考慮連接方式：即邊連接，點連接，重復(fù)設(shè)站比率，重測基線比率等。二類設(shè)計：即觀測方案的最佳選擇。選擇觀測方案主要反映在選星計劃，行車路線，觀測時間和數(shù)據(jù)處理方法等內(nèi)容。三類設(shè)計：用GPS改造現(xiàn)有控制網(wǎng)的最優(yōu)設(shè)計。主要

5、考慮在什么地方加測GPS基線向量，加則多少。在設(shè)計時主要計算各種方案的經(jīng)費、精度和可靠性。六、GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理精度控制指標(biāo)A基本精度指標(biāo)相鄰點弦長標(biāo)準(zhǔn)差 B基線解算質(zhì)量控制指標(biāo)基線本身限制：比率、參考變量、RMS網(wǎng)限制：數(shù)據(jù)剔除率、復(fù)測基線的長度較差、坐標(biāo)分量相對閉合差和全長相對閉合差、獨立閉合環(huán)或者附和路線坐標(biāo)閉合差C網(wǎng)平差質(zhì)量控制指標(biāo)無約束平差中，基線分量的改正數(shù)（Vx，Vy，Vz）絕對值約束平差中，基線向量的改正數(shù)與經(jīng)過粗剔除后的無約束平差結(jié)果的同名基線相應(yīng)改正數(shù)的較差的絕對值 ，最弱邊相對中誤差七、推導(dǎo)偽距定位法的數(shù)學(xué)模型八、推導(dǎo)載波定位法的數(shù)學(xué)模型九、推導(dǎo)載波相位雙差數(shù)學(xué)模型假設(shè)

6、基準(zhǔn)衛(wèi)星為S1, S1的單差觀測方程為式(4-9)，S2的單差觀測方程為式(4-10)：將式(4-10)與式(4-9)求差可得：實際運算中，必須首先將觀測方程進(jìn)行線性化。運用泰勒級數(shù)將雙差觀測方程式(4-11)線性化后有：在雙差觀測方程中，如果兩個測站同步觀測n顆衛(wèi)星，則未知數(shù)中除了含有3個未知測站坐標(biāo)分量改正數(shù)外，還有n一1個載波相位雙差整周模糊度。其雙差誤差方程為：十、控制網(wǎng)設(shè)計及相關(guān)計算1.點連接：同步環(huán)間僅有一個點相連接而構(gòu)成的異步網(wǎng)圖，如下圖所示。該異步環(huán)網(wǎng)圖：網(wǎng)中點數(shù)n6，同步環(huán)數(shù)（觀測時段數(shù)） c3，則：總基線數(shù)j總 1/2 c N(N-1)=9獨立基線數(shù)j獨c（N-1）=6必要

7、基線數(shù)j必n15多余基線數(shù)j多j獨j必1由此產(chǎn)生1個異步環(huán)的閉合條件平均設(shè)站次數(shù)m（cN）/n9/6=1.5(次) 2.邊連接：同步環(huán)間由一條邊相連接而構(gòu)成的異步環(huán)網(wǎng)圖。如下圖所示。該異步環(huán)網(wǎng)圖：網(wǎng)中點數(shù)n6，同步環(huán)數(shù)（觀測時段數(shù)） c6，則：總基線數(shù) j總1/2 c N(N-1)=18獨立基線數(shù) j獨c（N-1）=12必要基線數(shù) j必n15多余基線數(shù) j多j獨j必7由此產(chǎn)生1個異步環(huán)的閉合條件和6個重復(fù)基線條件平均設(shè)站次數(shù)m（cN）/n18/6=3(次) 3.邊點混合連接：既有點連接又有邊連接的GPS網(wǎng)，如下圖所示。23圖中：n6 ； c4 則：J總12；j獨 8；j必5；j多3有1個異步環(huán)閉合條件和2個重復(fù)基線條件。m4×3/62。由上可見，混合連接是一種較合理的布網(wǎng)方案（能保證網(wǎng)的精度與可靠性，同時工作量適中）。 4.網(wǎng)連接：相鄰?fù)江h(huán)間有兩個以上公共點相連接