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GPS工程控制网数据处理方法研究及软件研制

王鹏  
【摘要】: 针对目前GPS网数据处理方法不能满足大范围、高精度GPS工程控制网数据处理的要求,本文从GPS工程控制网平差与转换、投影变形处理两方面进行了论述与探讨。 首先从GPS网平差与坐标转换的基本原理出发,详细论述了GPS工程控制网平差与转换的各种数据处理方法,包括:以空间直角坐标为未知参数的三维约束平差、以大地坐标为未知参数的三维约束平差、以平面二维基线向量为观测值的二维约束平差、以平面坐标之差为虚拟观测值的二维约束平差、GPS工程控制网一点一方向平差。并以某段铁路客运专线GPS控制网为例,进行了各种平差方法的比较与分析。 对于GPS控制网投影变形问题,论文以高速铁路GPS工程控制网为例,探讨了任意中央子午线任意高程面的高斯投影处理方法、斜轴墨卡托投影处理方法(斜轴圆柱投影转换为横轴圆柱投影的处理方法、斜轴圆柱投影转换为正轴圆柱投影的处理方法)。并以某段高速铁路CPⅠ级GPS控制网为例,对以上两类投影处理方法进行了比较与分析。 通过研究,得出了两点有益结论:1、对于较大范围、高精度的GPS工程控制网,进行约束平差时应采用理论严密的三维约束平差方法。2、对于线路GPS控制网,特别是高速铁路GPS控制网,在保持边长投影与地面网的边长尺度一致方面,斜轴墨卡托投影比高斯投影更加适用。 最后,基于GPS工程控制网平差与转换、投影变形处理方法的理论基础,采用Visual C#.NET作为开发工具,研制了能满足不同工程需要的GPS网平差软件(GPSNAS)。


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