GPS高程拟合在公路工程测量中的应用

摘要

GPS提供的三维坐标包含了观测点的精确的平面坐标和大地高,而我国规定将正常高作为统一的高程系统。因此,如何利用GPS测得的大地高简单有效的获取我们所需要的正常高,实现GPS真正意义上的三维坐标定位成为人们关注和研究的重点。
　　本文介绍了GPS高程拟合相关的一些基本概念如:大地高、正常高、高程异常等;详细的阐述了GPS技术在公路工程、桥梁与隧道工程中应用的情况和特点;全面分析了GPS高程转换问题的现状和发展。目前,进行GPS高程转换的方法都是采用数学模型拟合法,比如三次样条拟合法、多项式曲线拟合法、多项式曲面拟合法以及移动曲面拟合法,而对于GPS高程转换的研究还出现了神经网络法、结合重力测量数据转换等的新方法。
　　工程中常用的高程拟合方法,如多项式曲线拟合法,在公路工程这种带状地形中采用此方法拟合似大地水准面时,由于纵向跨度大,地形变化复杂而使高程异常变化也复杂,从而使削高补低的误差增大。而三次样条曲线拟合和移动曲面拟合就比较适合于带状地形的高程异常拟合,尤其纵向跨度较长时,可以有效解决整体拟合精度低,分段拟合分段点不连续的问题。在这两种方法中,三次样条拟合也有一些自身的缺点,如当横向跨度大时,三次样条拟合法就会出项较大的误差。本文结合工程实例数据对两种方法作了分析比较,通过拟合结果得知当纵横向跨度较小,地形变化平缓时,两种拟合方法都可以达到三等水准的精度,而当测区较大,地形变化复杂时,三次样条拟合法将不再适用,而移动曲面拟合法则可以达到等外水准的要求,满足不同等级公路工程、桥梁工程和隧道工程的需要。
　　最后利用Visual C++语言编写了集成三次样条曲线拟合和移动曲面拟合法的GPS高程转换软件,很大程度的方便了GPS高程拟合的进行。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1研究的背景和必要性

1.2GPS在公路勘测中的应用情况

1.3本文研究的内容

第二章GPS的工作原理及其在公路工程中的应用

2.1 GPS系统的组成

2.2 GPS系统的工作原理

2.3GPS技术在公路工程中的应用

2.4GPS在桥梁与隧道控制测量中的应用

2.5本章小结

第三章解决GPS高程问题的方法研究

3.1高程系统

3.2高程基准

3.3GPS高程拟合的原理及误差来源

3.4GPS高程拟合的常用方法

3.5本章小结

第四章GPS高程拟合的实例解算与分析

4.1GPS高程拟合的精度评定指标

4.2公路工程中拟合模型适用性分析

4.3桥梁与隧道工程中拟合模型适用性分析

4.4本章小结

第五章 基于Visual C++的GPS高程拟合系统实现与集成

5.1面向对象程序设计与Visual C++语言

5.2高程拟合程序界面及其控件的组成

5.3对话框类的设计

5.4C++语言设计软件的实现

5.5本章小结

结论与展望

1本文研究内容总结

2待深入研究的问题

参考文献

致谢