科技論文的寫作

時間：2024-09-14 02:48:45 論文寫作我要投稿

有關科技論文的寫作

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有關科技論文的寫作

　　GPS起算數據精度分析

　　摘要：本文介紹GPS應用于測繪領域的發展情況和測量的原理，概括的涉及一些基本概念和GPS系統的特點。并且論述了五種起算點坐標誤差分析檢驗方法。重點通過研究GPS起算數據對其精度影響，找出提高起算數據的方法，發現起算點中的粗差或相對精度較低的點并進行適當處理，以確保GPS最終成果的精度和可靠性，為工程實踐提出指導性建議

　　關鍵詞：GPS;起算數據;精度分析;誤差分析

　　中圖分類號：G250文獻標識碼： A

　　1前言

　　由于我國的國家控制點布設的時間較久，使國家的控制點破壞較多，所以引起這些己知點的坐標有時可能存在較大的誤差。而GPS的起算數據直接影響其精度，所以要通過約束平差計算找到誤差較大的起算點并將其剔除，從而來提高平差精度。

　　本文通過對GPS起算點、起算數據精度的研究，從中找到提高GPS測量精度的方法。

　　2GPS控制網起算點分析

　　2.1起算點的影響因素

　　起算點主要包含點位本身精度和點位的分布兩種因素。起算數據的數量在GPS控制網中也尤為重要， GPS聯測的起算點一般應以3個以上為宜，并應均勻分布在測區周圍。

　　起算數據的擬合檢驗法

　　1)GPS網三維無約束平差

　　即GPS基線的起點到終點的坐標差，對每一條基線向量均可列出三個觀測方程以及對應的方差陣、協因數陣和權陣。

　　(1)按最小二乘法可得到WGS-84坐標系統下的坐標。

　　2)起算數據的擬合

　　設有m個起算點，在54坐標系統或地方坐標系統下的坐標為

　　(2)對應的GPS網中的WGS-84坐標系統下的坐標為

　　(3)根據正形投影原理，然后按最小二乘法計算各坐標改正數VX和VY，進而可計算擬合坐標中誤差。

　　根據VX和VY的值的大小可以判斷起算點的質量，如果某點的VX或VY較大，則說明該點可能有問題。

　　3GPS起算數據對其精度影響

　　3.1起算數據誤差對殘差的影晌

　　殘差的計算公式為：或假設上述待平差的網除有獨立網的幾何條件(無約束)外，還有非獨立網的附合條件(約束)，此時上式的閉合差可為。其中，表示無約束平差的閉合差向量，表示約束平差的閉合差向量。

　　實踐中，如基線向量不存在粗差，一般無約束平差內符合精度良好，同時為了分析起算數據誤差對殘差的影響，我們假設，則有

　　(4)上式反映了起算數據誤差對殘差的影響規律。

　　3.2起算點精度對GPS基線的影響

　　實驗數據分析計算

　　現選取了某GPS控制網中的2條基線(D001-D002和D001-D003)作為研究對象，用軟件TGO進行基線解算，解算時人為的將固定點坐標分量分別加入一定的誤差，采用以下6種方案作比較：

　　方案1：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+1.0″(N，E)，15 m (H);

　　方案2：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+3.0″(N，E)，30 m (H);

　　方案3：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+5.0″(N，E)，60 m (H);

　　方案4：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+10.0″(N，E)，90 m (H);

　　方案5：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+15.0″(N，E)，120 m (H);

　　方案6：將起算點的經緯度和大地高分別加入誤差+20.0″(N，E)，150 m (H)。

　　經過軟件數據處理可知：方案1的偏差最小，方案6的偏差最大。因此，起算點坐標誤差越大，對基線向量解算結果影響也越大。

　　3.3起算點對高程精度的影響

　　以長武某個工程為例，需要在測區布設四等GPS控制網，坐標系采用北京54坐標系統，中央子午線，高程系統采用1985國家高程基準。由于當地國家點遭到嚴重破壞，只能在測區的一側找到3個GPS控制點，且分布不均勻。

　　本次實驗采用中海達數據處理軟件HDS2003進行處理基線，為了檢驗起算數據的精度，進行如下數據處理：

　　1) 進行自由網平差;

　　2) 用控制點S002-S003-S007進行約束平差;

　　3) 用控制點S003-S007進行平差;

　　表 1三種方法高程比較表

　　通過數據分析我們發現用2個起算數據和用3個起算數據分別進行高程擬合時，距離已知控制點越遠高程變化量越大。同一個點兩種方法高程擬合最大變化量是1.13m，而最大中誤差只有0.035m，此時的中誤差已不能代表它的實際精度。

　　由于只有3個起算數據，沒有多余的起算數據判定具體哪個起算數據的高程有問題來剔除粗差點，然而可以通過高程擬合變化規律和理論分析，得出以下結論：

　　當只有3個起算數據時，我們可以對起算數據高程精度進行檢驗。高程擬合時，我們可以先進行自由網平差，再進行約束平差，若兩種方法高程擬合成果變化量很小，則說明起算數據高程之間匹配較好;若差值變化量很大，則說明起算數據的高程精度匹配精度不高。因為自由網平差的高程成果相當于提供一個高程基準面，而約束平差相當于重新定義一個高程基準面，它們高程成果理論是一個固定的差值，若差值變化量較大，則說明起算數據之間高程精度匹配不高。

　　參考文獻

　　[1] 王慧南. GPS導航原理與應用[M].第一版.北京:科學出版社,2005.

　　[2] 寧津生等.測繪學概論[M].第一版.武漢大學出版社,2005.

　　[3] 徐紹銓等.GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢大學出版社,2001.

　　[4] 周建鄭等.GPS測量定位技術[M].北京：化學出版社,2004.

　　[5] 李天文.GPS原理及應用[M].第一版.北京:科學出版社,2003.

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