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超宽高斯面上GPS与全站仪数据的联合平差方法研究

作　者: 阮兴龙
导　师: 范东明
学　校: 西南交通大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: GPS 联合平差原始数据误差高斯投影
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 61次
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内容摘要

近年来,GPS技术与全站仪技术成为测量领域最热门的两种手段,二者配合使用已是普遍的事实,实现二者的联合平差成为一个重要且亟待解决的问题。对于同时采用了GPS技术与全站仪技术两种测量手段的混合网,传统数据处理方法是逐级平差,首先对GPS网进行平差,以此为基础再进行全站仪平面网平差。在此过程中,近似的认为GPS平差结果不含有误差,点位坐标是真值,但实际上并非如此,GPS点位误差将作为原始数据误差直接影响全站仪平面网的平差结果。本文依据坐标系转换模型,尝试将GPS基线向量与地面测量数据统一起来,一次性完成全部平差计算,这样可从根本上消除逐级平差中原始数据误差的影响。逐级平差过程中,各级控制网独立定权、独立分配各自的偶然误差。本文采用联合平差的方法,把各级网观测数据当作不同类型的观测值,通过平差随机模型的验后估计(如赫尔默特方差分量估计)统一定权、统一分配偶然误差和进行精度评定。相较逐级平差法,联合平差能更合理地分配偶然误差,精度评定也更为客观。联合平差的模型众多,工程实践中大多选择在高斯平面上进行联合平差,因此如何解决高斯投影变形成为数据处理的关键环节。本文基于高斯投影的基本原理,进一步推导高斯投影正算公式,将其展开至第9项,同时将多元非线性函数牛顿迭代法引入投影反算,从而提高了高斯投影的精度。最后,依据GPS与地面测量数据联合平差模型和处理高斯投影变形的新方法,采用Visual C#作为开发工具,编制了适用于GPS与地面测量数据在高斯平面上联合平差的软件。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景和意义  10-13
  1.2 国内外研究背景  13-14
  1.3 本文主要内容  14-16
第2章坐标系基础理论  16-37
  2.1 地球形状的数学模型和物理模型  16-17
    2.1.1 大地水准面  16
    2.1.2 地球椭球与参考椭球  16-17
  2.2 地球椭球的几何性质  17-20
    2.2.1 空间直角坐标系  18-19
    2.2.2 空间大地坐标系  19-20
  2.3 参考椭球  20-21
  2.4 高斯平面直角坐标系  21-26
    2.4.1 地图投影概述  21-22
    2.4.2 高斯投影  22-26
  2.5 不同坐标系之间的转换  26-29
    2.5.1 三维坐标转换模型  26-27
    2.5.2 三维坐标差的转换模型  27-28
    2.5.3 二维坐标转换模型  28-29
  2.6 两化改正  29-37
    2.6.1 第一化改正  29-34
    2.6.2 第二化改正  34-37
第3章 GPS网与全站仪平面网二维联合平差模型  37-54
  3.1 概述  37
  3.2 GPS网与全站仪平面网之间的坐标转换模型  37-38
  3.3 从投影变换方面保持高斯平面上边长尺度的一致性  38
  3.4 按附合网还是按独立网进行平差定位  38-39
  3.5 GPS与全站仪平面网在高斯平面上联合平差的几种模型  39-53
    3.5.1 模型一  39-41
    3.5.2 模型二  41-46
    3.5.3 模型三  46-53
  3.6 GPS与全站仪平面网在高斯平面上联合平差的特点  53-54
第4章自编软件介绍及算例分析  54-66
  4.1 自编软件介绍  54-57
  4.2 算例及分析  57-66
第5章结论与展望  66-68
  5.1 本文内容总结及结论  66-67
  5.2 本文不足之处与展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士期间发表的硕士论文及科研成果  73

超宽高斯面上GPS与全站仪数据的联合平差方法研究

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