【正文】 等問題。 （）由以上內(nèi)容可以得出，內(nèi)可靠性、外可靠性主要與多余觀測值有關(guān)。網(wǎng)的可靠性，是有一種能夠發(fā)現(xiàn)觀測值中存有的粗差和抵抗殘粗差對平差結(jié)果的影響的能力。E最優(yōu)： （）λ max是DXX的最大特征值。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括精度標(biāo)準(zhǔn)、可靠性標(biāo)準(zhǔn)、費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)及靈敏度標(biāo)準(zhǔn)等。而GPS網(wǎng)中的基線向量均含有長度和方位觀測值，不存在誤差傳遞與積累問題。經(jīng)典控制網(wǎng)的必要起算數(shù)據(jù)包括：一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)（用于控制網(wǎng)的定位），一條邊的方位（用于控制網(wǎng)的定向），一條邊的長度（用于確定控制網(wǎng)的尺度）。另外，在GPS測量中，當(dāng)整周模糊度確定之后，觀測值的權(quán)不再隨觀測時(shí)間增長而顯著提高，所以，經(jīng)典控制網(wǎng)觀測權(quán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在GPS測量中已不再具有顯著的意義。 GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是在限定精度、可靠性和費(fèi)用等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下，找到控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的最佳極值。 3．GNSS網(wǎng)點(diǎn)是不需要通視的，但是為了便于測量人員對控制點(diǎn)間的聯(lián)測和擴(kuò)展，要求至少有兩個(gè)控制點(diǎn)間要保持通視狀態(tài)，或者在控制點(diǎn)附近300m外，布設(shè)一個(gè)通視良好的方位點(diǎn)，以便建立聯(lián)測方向。對此應(yīng)當(dāng)充分加以顧及，以其在滿足用戶要求的條件下盡量減少消耗。三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，是大地測量和精密工程測量中普遍采取的兩種基本圖形。 3．星形網(wǎng)星形網(wǎng)與其他網(wǎng)形相比幾何圖形簡單，但觀測邊之間一般不能構(gòu)成閉合圖形，所以其發(fā)現(xiàn)粗差與自檢的能力就會(huì)較差。作為環(huán)形網(wǎng)特例，在實(shí)際工作中還可以按照網(wǎng)的用途和實(shí)際的情況，采用所謂附合線路。此時(shí)閉合環(huán)中所含基線邊的數(shù)量對網(wǎng)的可靠性和自檢能力取決定性作用。現(xiàn)以GPS網(wǎng)的布網(wǎng)形式為例，圖形的基本形式如下：1．三角形網(wǎng)以三角形作為基本圖形所構(gòu)成的GPS網(wǎng)稱為三角形網(wǎng)。第3章 GNSS工程控制網(wǎng)的布設(shè) GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)與GPS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)相似?？臻g段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端[4~6]。伽利略系統(tǒng)也是由空間段、地面段、用戶段三部分組成。是由歐盟研制和建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，有“歐洲版GPS”之稱。其內(nèi)容有：地面測控站設(shè)施的改進(jìn)；衛(wèi)星的在軌壽命延長8年；高精度的定位技術(shù)也得以實(shí)現(xiàn)；位置精度、定位精度、速度精度也有所提高。到目前為止，共80余顆GLONASS衛(wèi)星已成功發(fā)射。GLONASS是根據(jù)衛(wèi)星播發(fā)的兩種載波頻率來區(qū)分衛(wèi)星的。該系統(tǒng)也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設(shè)備三部分組成。是用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)必不可少的數(shù)據(jù)。（2）精碼用于精確測定從GPS衛(wèi)星至接收機(jī)距離的測距碼稱為P碼，又被稱為精碼。（1）粗碼用于進(jìn)行粗略測距和捕獲精碼的測距碼稱C/A碼，又被稱為粗捕獲碼。；。能譯出GPS衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)計(jì)算接收機(jī)天線的三維位置、速度和時(shí)間。監(jiān)控站有五個(gè)，除了主控站外，其它四個(gè)分別位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（Diego Gareia）、卡瓦加蘭（Kwajaiein），監(jiān)控站的主要任務(wù)是完成對GPS衛(wèi)星信號(hào)的連續(xù)觀測，并監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)，將采集到的數(shù)據(jù)連同當(dāng)?shù)貧庀笥^測資料和時(shí)間信息經(jīng)初步處理后傳送到主控站。 2．地面監(jiān)控部分支持整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的地面設(shè)施稱為地面監(jiān)控部分。這24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道傾角為的軌道面上，并繞地球運(yùn)行，每個(gè)軌道面上有4顆衛(wèi)星，相鄰軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)之差為60176。各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)都是由空間衛(wèi)星部分（衛(wèi)星星座）、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。第2章 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)——GNSS 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)概述美國GPS系統(tǒng)技術(shù)的不斷提高與應(yīng)用的廣泛普及，使人們愈來愈深刻地認(rèn)識(shí)到衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有無可比擬的卓越性能和難以想象的寬廣應(yīng)用領(lǐng)域。 本文研究的主要內(nèi)容1．首先課題研究的是GNSS控制網(wǎng)精度估算，然而GPS是GNSS中的一種常見的定位系統(tǒng)，在我們通常的學(xué)習(xí)與工作中大都以GPS為主，所以本文以GPS平面控制網(wǎng)為例來研究GNSS工程控制網(wǎng)的精度估算。此法不足之處在于計(jì)算工作量較大，對于大規(guī)模的控制網(wǎng)而言，計(jì)算費(fèi)用較高。若得出最弱邊的相對精度能滿足有關(guān)規(guī)范對某一等級(jí)控制網(wǎng)的精度要求，且保證控制網(wǎng)具有一定的幾何圖形和強(qiáng)度以及必要的尺度和定向控制即可，顯然它未顧及控制網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，只對推算元素的精度進(jìn)行了估算，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是不全面的。距離方面幾十米到現(xiàn)在的千米級(jí)?？臻g測量技術(shù)使得測量學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。這在測量工作中也是比較弱的地方。論文主要借助計(jì)算機(jī)，編制GNSS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)程序，對控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)滿足工程精度要求，經(jīng)濟(jì)合理的GNSS控制網(wǎng)。GNSS定位技術(shù)的主要特點(diǎn)是可在全球任何地方、任何時(shí)間、全天候進(jìn)行導(dǎo)航定位，采樣率高、定位精度高、定位速度快、產(chǎn)生的費(fèi)用低、操作簡單，并以這些優(yōu)良特性在測繪、土木等眾多行業(yè)與領(lǐng)域中得到了廣泛而又有利的應(yīng)用，特別是在測繪領(lǐng)域中的變形測量、精密工程測量和大地測量中更是發(fā)揮重要的、而又無法取代的作用。 GNSS工程控制網(wǎng)精度估算程序研制畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 控制網(wǎng)研究的目的和意義 1 控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀 2 本文研究的主要內(nèi)容 3第2章 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)——GNSS 4 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)概述 4 全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)——GPS 4 GPS的組成 4 GPS衛(wèi)星信號(hào) 5 俄羅斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GLONASS 6 歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GALILEO 7 北斗雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)——RDSS 7 本章小結(jié) 7第3章 GNSS工程控制網(wǎng)的布設(shè) 8 GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì) 8 GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)方式 8 GNSS網(wǎng)的布設(shè)原則 9 GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 10 GPS測量的特點(diǎn) 10 GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo) 10 優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類和方法 13 優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類 13 優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法 14 布設(shè)GNSS測量控制網(wǎng)的工作步驟 15 本章小結(jié) 15第4章 平面控制網(wǎng)精度估算的原理 17 GNSS網(wǎng)平差的分類 17 平面控制測量精度評(píng)估 17 平面控制網(wǎng)精度評(píng)估的理論依據(jù)——參數(shù)平差 18 平面控制網(wǎng)的精度評(píng)定 19 本章小結(jié) 20第5章 基于MATLAB的GNSS控制網(wǎng)精度估算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 MATLAB軟件的概述 21 MATLAB軟件的生產(chǎn)與發(fā)展 21 MATLAB的特點(diǎn) 21 GNSS網(wǎng)精度估算程序設(shè)計(jì) 22 本章小結(jié) 27結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 30致謝 32附錄 33第1章 緒 論 控制網(wǎng)研究的目的和意義近年來，隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長，鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化建設(shè)速度加快。GNSS是所有在軌工作的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的總稱呼，包括美國衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS、歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GALILEO（伽利略）、以及我國北斗雙星導(dǎo)航系統(tǒng)（RDSS系統(tǒng)）、WAAS廣域增強(qiáng)系統(tǒng)、DORIS星載多普勒無線電定軌定位系統(tǒng)、PRARE精確距離及其變率測量系統(tǒng)、QZSS準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)、GAGANGPS靜地衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)，以及尼日利亞運(yùn)用通信衛(wèi)星搭載實(shí)現(xiàn)的NICOMSAT1星基增強(qiáng)。當(dāng)前生產(chǎn)單位大都采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范設(shè)計(jì)，穩(wěn)妥但欠缺靈活。GNSS測量控制網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)良情況，以及按照設(shè)計(jì)方案實(shí)施的合理程度都將直接影響工作的生產(chǎn)效率和勞動(dòng)強(qiáng)度，對于常規(guī)測量所用的工程控制網(wǎng)，測量工作者是能夠憑借著自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)使控制網(wǎng)精度滿足工程所要達(dá)到的要求，不需要進(jìn)行實(shí)測后再改變方案。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展以及現(xiàn)代測繪技術(shù)的飛速發(fā)展，使得工程控制網(wǎng)的研究轉(zhuǎn)向科學(xué)化，合理化，經(jīng)濟(jì)化。測量儀器從光學(xué)儀器向電子測量儀器的轉(zhuǎn)化，精度的提升使得控制網(wǎng)布設(shè)的難度也大大的降低。這種方法，主要是建立在大地網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，以技術(shù)規(guī)范作為設(shè)計(jì)依據(jù)，如在三角網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，是根據(jù)圖上設(shè)計(jì)的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)和已知的觀測精度，去對所設(shè)計(jì)的控制網(wǎng)中的推算元素的精度進(jìn)行估算，求出控制網(wǎng)最弱邊的精度，以及方位和坐標(biāo)的精度，看是否能達(dá)到規(guī)范中相應(yīng)等級(jí)的精度要求。即從多個(gè)可能的設(shè)計(jì)方案中找出一個(gè)最優(yōu)的可行方案。通過以上研究人員的研究成果可以看出，他們都在控制網(wǎng)的精度上做了很大的貢獻(xiàn)，本文則試圖通過GPS網(wǎng)整體平差的原理來估算GPS網(wǎng)點(diǎn)位、邊長和方位的精度，通過計(jì)算機(jī)編程序來實(shí)現(xiàn)GPS測量控制網(wǎng)的精度估算。3．本文通過控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)平差法計(jì)算的精度估算，利用MATLAB軟件所計(jì)算出來的精度結(jié)果，來評(píng)定點(diǎn)位、邊方位和邊長的精度。國際GNSS系統(tǒng)是個(gè)多系統(tǒng)、多層面、多模式的復(fù)雜組合系統(tǒng)。1．空間部分GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成，其中21顆為用于導(dǎo)航工作的衛(wèi)星，3顆為隨時(shí)啟用的備用衛(wèi)星。這樣的布設(shè)方案將保證在世界任何地方，任何時(shí)間，都可進(jìn)行實(shí)時(shí)三維定位。注入站有三個(gè)，它們分別位于南大太平洋的阿松森群島（Aseencion）、印度洋的迭哥伽西亞（Diego Gareia）、南太平洋的卡瓦加蘭（Kwajalem），注入站的作用是將主控站推算出的衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣層的改正數(shù)等注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)中去。對接收的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行處理，測量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線間傳播時(shí)間。GPS衛(wèi)星所用兩種頻率的載波信號(hào)，由于它們均位于載波的L波段，故分別稱為L1載波和L2載波。根據(jù)性質(zhì)和用途不同，測距碼可分為粗碼和精碼兩類。C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號(hào)。3．導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文是由GPS衛(wèi)星向用戶播發(fā)的一組二進(jìn)制代碼，它反映了衛(wèi)星在空間的位置、衛(wèi)星的工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘的修正參數(shù)、電離層延遲修正參數(shù)等重要數(shù)據(jù)，也稱為數(shù)據(jù)碼。近幾年俄羅斯經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，衛(wèi)星數(shù)也跟著增加，已基本可以用于定位。的軌道平面上，每個(gè)軌道面上有8顆衛(wèi)星，衛(wèi)星運(yùn)行周期11小時(shí)15分。GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度垂直方向?yàn)?5m，水平方向?yàn)?6m。第一顆GLONASS衛(wèi)星于發(fā)射升空的時(shí)間為1982年10月12日。為進(jìn)一步提高GLONASS系統(tǒng)的定位能力，在市場上開拓更廣闊的天地，俄羅斯政府計(jì)劃用4年時(shí)間將GLONASS系統(tǒng)更新為GLONASS—M系統(tǒng)。 歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——GALILEO伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Galileo Satellite Navigation System），是一種中高度圓軌道衛(wèi)星定位系統(tǒng)。的軌道平面內(nèi)。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分與其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)一樣，都是由空間段、地面段和用戶段三部分組成。除了上述的四個(gè)全球系統(tǒng)外，還有增強(qiáng)系統(tǒng)（美國的WAAS、歐洲的EGNOS和俄國的SDCM），日本的QZSS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）和MSAS（多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)），印度的IRNSS（印度無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)）和GAGAN（GPS與GEO靜地增強(qiáng)導(dǎo)航），以及尼日利亞運(yùn)用通信衛(wèi)星搭載實(shí)現(xiàn)的NICOMSAT—1星基增強(qiáng)。 GNSS控制網(wǎng)的布網(wǎng)方式根據(jù)GNSS網(wǎng)的精度指標(biāo)及完成任務(wù)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)等因素，GNSS網(wǎng)的獨(dú)立觀測邊均構(gòu)成一定的幾何圖形。2．環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)是由幾條獨(dú)立觀測邊的所組成的閉合環(huán)網(wǎng)，該網(wǎng)形與導(dǎo)線網(wǎng)相似，圖形的結(jié)構(gòu)卻比三角形網(wǎng)稍差。其缺點(diǎn)是，非直接觀測的基線邊（或間接邊）精度跟直接觀測的基線邊相比較低，相鄰兩點(diǎn)之間的基線精度分布不均勻。附合線路兩端點(diǎn)間的已知基線向量精度，另外