【正文】 況測區(qū)的概況包括測區(qū)的地理位置、測區(qū)范圍、控制網(wǎng)的控制面積有多大。與預(yù)定的精度要求、成本和可靠性要求等相比較，根據(jù)計(jì)算所提供的信息及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，對控制網(wǎng)的基準(zhǔn)、網(wǎng)形、觀測精度等進(jìn)行修正。固定參數(shù)是和，待定參數(shù)為。由測量平差可知，對于間接平差有 （）1．零類設(shè)計(jì)（基準(zhǔn)設(shè)計(jì)）。具體地說就是采用下列的某一原則： 最大原則：在費(fèi)用一定的情況下，使控制網(wǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最大或者可靠性指標(biāo)能滿足一定要求時(shí)使精度指標(biāo)達(dá)到最高。 （）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)。E最優(yōu)： （）λ max是DXX的最大特征值。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。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。 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。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。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?，F(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)。空間段包括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]。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。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。是用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)必不可少的數(shù)據(jù)。（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。 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。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。 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。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?？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。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 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估 17 平面控制網(wǎng)精度評估的理論依據(jù)——參數(shù)平差 18 平面控制網(wǎng)的精度評定 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。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。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。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)等級的精度要求。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。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)。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。對接收的衛(wèi)星信號進(jìn)行處理，測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機(jī)天線間傳播時(shí)間。根據(jù)性質(zhì)和用途不同，測距碼可分為粗碼和精碼兩類。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。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。第一顆GLONASS衛(wèi)星于發(fā)射升空的時(shí)間為1982年10月12日。 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)。 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。 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。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。它廣泛用于工程放樣、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。2．至少有3個(gè)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)與地面控制網(wǎng)點(diǎn)重合，才能求定GNSS網(wǎng)坐標(biāo)與原有地面控制網(wǎng)坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。因此，各個(gè)點(diǎn)之間不需要通視的。經(jīng)典控制網(wǎng)中，誤差具有累積性，網(wǎng)中各邊的相對精度和方位精度不均勻。設(shè)坐標(biāo)未知參數(shù)的方差—協(xié)方差陣 （） 則作為整體精度標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)有：A最優(yōu)：若 （）N最優(yōu)：即DXX的范數(shù)║DXX║滿足： ║DXX║=min （）D最優(yōu)：若 （）成立，則稱為D最優(yōu)。定義 （） 為第個(gè)觀測值的多余觀測分量，且 （為多余觀測數(shù)） （）內(nèi)部可靠性指標(biāo)：在顯著水平下，以檢驗(yàn)功效發(fā)現(xiàn)粗差的下界為 （） （）外部可靠性指標(biāo)：表示發(fā)現(xiàn)不了的粗差對平差結(jié)果的影響的指標(biāo)。網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是得出在費(fèi)用使用最少的情況下，使其精度指標(biāo)和可靠性指標(biāo)能滿足布網(wǎng)方案的要求。可分為零、一、二、三類優(yōu)化設(shè)計(jì)。3．二類設(shè)計(jì)（權(quán)設(shè)計(jì)）。（2）模擬法模擬法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初步控制網(wǎng)的網(wǎng)形和設(shè)計(jì)精度要求的準(zhǔn)則，模擬一組起始數(shù)據(jù)與觀測值（在設(shè)計(jì)圖上量取）輸入計(jì)算機(jī)，按參數(shù)平差法，組成誤差方程式、法方程，并對法方程系數(shù)矩陣求逆，從而得到未知參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣以及方差陣，計(jì)算未知參數(shù)及其函數(shù)的精度，估算成本，或進(jìn)一步計(jì)算可靠性數(shù)值等信息。對于一項(xiàng)GNSS測量工程項(xiàng)目，一般有如下一些要求。這些資料包括測區(qū)的各種比例尺地形圖，交通圖，氣象資料；已有的大地測量成果資料，例如點(diǎn)之記、成果表、技術(shù)總結(jié)、三角網(wǎng)略圖及水準(zhǔn)路線圖?？刂凭W(wǎng)的布設(shè)在精度估算方面是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。（2）約束平差網(wǎng)的約束平差中所采用的觀測值是GNSS基線向量，但與無約束平差不同的是，在平差過程中引入了會(huì)使網(wǎng)的尺度和方位產(chǎn)生由非基線向量所引起的外部起算數(shù)據(jù)。 平面控制網(wǎng)的精度評定1．未知點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差因數(shù)陣平面控制網(wǎng)以未知點(diǎn)坐標(biāo)，為參數(shù)的參數(shù)平差的優(yōu)點(diǎn)之一，就是法方程系數(shù)陣的逆矩陣即為未知點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差因數(shù)陣，即 （）式中，N為法方程系數(shù)矩陣。研究了利用平面控制網(wǎng)精度估算的原理，采用定權(quán)的方式，對控制網(wǎng)進(jìn)行整體平差，來估算平面控制網(wǎng)的精度。在MATLAB中，無論是問題還是結(jié)果的表達(dá)都采用我們熟悉的數(shù)學(xué)表示方法，而不需要用傳統(tǒng)的編程語言進(jìn)行前后處理。可視化工具包括曲面渲染、線框圖、偽彩圖、光源、三維等高圖、圖像顯示、動(dòng)畫、體積可視化等。 GNSS網(wǎng)精度估算程序設(shè)計(jì)一側(cè)邊控制網(wǎng)，網(wǎng)中P1，P2為未知點(diǎn)，P3，P4，P5，P6為已知點(diǎn)，選用某測距儀觀測8條邊[23]。GNSS作業(yè)精度高、受環(huán)境的和距離影響限制小。隨著觀測時(shí)段的增長，GPS工程控制網(wǎng)中的點(diǎn)位精度、邊長精度和方位精度都在逐漸的提高。我還要感謝我的各位同學(xué)，很榮幸和他們成為同學(xué)和朋友，大家在一起互相幫助，互相鼓勵(lì)，共同進(jìn)步，這段美好的學(xué)習(xí)和生活經(jīng)歷將成為我一生最珍貴的回憶。 DY(j,k)=Y(k)Y(j)。j=39。)。k=input(39。k=39。) a=DX(j,k)/S(j,k)。b=DY(j,k)/S(j,k)。 B8=[0 0 a b]enddisp(39。B7。)disp(39。k=39。)。)j=input(39。d=r*a/S(j,k)F3=[c a d b]disp(39。 DY(j,k)=Y(k)Y(j)。) a=DX(j,k)/S(j,k)。 B2=[a b 0 0]endfor i=3 j=input(39。j=39。)。k=input(39。k=39。) a=DX(j,k)/S(j,k)。B5。)A=pinv(Nbb)disp(39。)。)j=input(39。d=r*a/S(j,k)F2=[c a d b]disp(39。b=DY(j,k)/S(j,k)