亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        GPS與全站儀數(shù)據(jù)聯(lián)合平差方法研究

        2017-08-01 00:21:15李邱林杜全維
        地理空間信息 2017年7期
        關(guān)鍵詞:全站儀測量

        李邱林,杜全維

        (1.四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司,四川 成都 610016)

        GPS與全站儀數(shù)據(jù)聯(lián)合平差方法研究

        李邱林1,杜全維1

        (1.四川電力設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司,四川 成都 610016)

        GPS與全站儀技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種測量控制網(wǎng)的建立中,研究同一個控制網(wǎng)中兩種不同類型數(shù)據(jù)(GPS與全站儀觀測數(shù)據(jù))的平差問題十分必要。結(jié)合工作期間參加的精密工程測量項目,圍繞聯(lián)合平差中的若干問題展開了研究。利用參考橢球面上聯(lián)合平差相關(guān)的理論和方法,運用C#語言編寫了GPS與全站儀數(shù)據(jù)在參考橢球面上的聯(lián)合平差數(shù)據(jù)處理軟件,并通過實例論證了軟件的可靠性。

        GPS;全站儀;聯(lián)合平差;數(shù)學(xué)模型

        在高速鐵路隧道(洞)CPII導(dǎo)線測量中,由于隧道內(nèi)無法接收衛(wèi)星信號,只能通過逐級布網(wǎng)的方式進(jìn)行測量:在洞口布設(shè)加密CPI控制點,通過GPS聯(lián)測CPI控制點平差計算得到坐標(biāo)成果;洞內(nèi)CPII導(dǎo)線控制點用TS30全站儀進(jìn)行測量,并用GPS測量得到的加密CPI成果約束洞內(nèi)CPII導(dǎo)線,得到CPII導(dǎo)線成果數(shù)據(jù)。該方法先用GPS測量加密GPI成果,再對CPII導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行平差計算,為了保證精度,只能提高洞外加密CPI控制點的精度等級;但若將洞外GPS測量數(shù)據(jù)與洞內(nèi)CPII導(dǎo)線數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合平差,則削弱了逐級平差帶來的誤差,精度更高。

        對于含有GPS與全站儀兩類數(shù)據(jù)控制網(wǎng)的平差處理,理論上有兩種模式:逐級平差和聯(lián)合平差。逐級平差模式,受原始數(shù)據(jù)誤差影響,將降低全網(wǎng)精度,平差結(jié)果真實性受到影響;聯(lián)合平差模式可以解決逐級平差模式中的問題,數(shù)據(jù)處理的自動化程度更高。逐級平差模式中GPS與全站儀數(shù)據(jù)采用兩次平差:獨立定權(quán)和分配偶然誤差。聯(lián)合平差模式中兩類數(shù)據(jù)采用赫爾默特方差分量估計方法定權(quán),權(quán)的確定更為科學(xué),精度評定更為客觀。聯(lián)合平差的關(guān)鍵問題是平差方法的研究和數(shù)學(xué)模型的建立。

        1 聯(lián)合平差的數(shù)學(xué)模型

        1.1 概述

        目前,利用地球重力場模型求得的大地水準(zhǔn)面差距N精度有限,很難獲得滿意結(jié)果。鑒于此,工程測量中,為了避免求取高精度的大地水準(zhǔn)面差距N,聯(lián)合平差多數(shù)在二維坐標(biāo)系中進(jìn)行[1-2],既可在高斯平面(或某種工程施工坐標(biāo)平面)上,也可在參考橢球面上進(jìn)行。高斯平面的坐標(biāo)系,適用于小范圍聯(lián)合平差;參考橢球面適用于高精度、大范圍聯(lián)合平差[3-5]。

        借鑒高斯平面上聯(lián)合平差的思路,本文參考橢球面上聯(lián)合平差的思路為:首先按照一定數(shù)學(xué)關(guān)系式將聯(lián)合平差的觀測數(shù)據(jù)歸算到參考橢球面上,在參考橢球面上建立聯(lián)合平差觀測量的誤差方程和固定量約束方程,再確定其隨機(jī)模型,最后進(jìn)行平差和精度評定,得到適宜工程測量需要的成果。

        1.2 數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)

        將空間網(wǎng)和地面網(wǎng)觀測值統(tǒng)一到同一參考橢球面上,建立聯(lián)合平差數(shù)學(xué)模型,主要是將地面全站儀觀測元素歸算為參考橢球面上的對應(yīng)元素[6-8]。

        1.2.1 GPS基線向量觀測值誤差方程

        GPS基線向量觀測值誤差方程與三維參心大地坐標(biāo)系的關(guān)系式相同。固定大地高為H,從而將GPS基線向量三維網(wǎng)(B,L,H)轉(zhuǎn)化成只有(B,L)的二維網(wǎng)。

        約束條件為:

        1.2.2 全站儀觀測值誤差方程

        能夠表示大地線兩端的大地坐標(biāo)(Bi,Li),(Bj,Lj),正反方位角Aij、Aji,大地線長S的微分函數(shù)關(guān)系式—赫爾默特第一類微分公式為:

        將式(3)應(yīng)用于GPS基線向量網(wǎng)與全站儀地面網(wǎng)聯(lián)合平差的計算,其精度是能夠保證的。通過三差改正、長度歸算將地面觀測值歸算至橢球面上。

        水平方向的誤差方程式為:

        參考橢球面上的誤差方程為:

        綜上所述,式(1)、式(2)、式(4)、式(5)為GPS與地面全站儀觀測數(shù)據(jù)在參考橢球面上聯(lián)合平差模型。

        1.3 隨機(jī)模型的確定

        GPS和全站儀在參考橢球面上進(jìn)行聯(lián)合平差處理時,觀測值種類繁多,主要包括3種: GPS基線向量觀測值、全站儀角度觀測值和全站儀距離觀測值。聯(lián)合平差時,對各類數(shù)據(jù)的定權(quán)尤為重要,定權(quán)不科學(xué)將會導(dǎo)致單位權(quán)方差產(chǎn)生偏差,并對參數(shù)估計產(chǎn)生影響。合理的定權(quán)不僅可以使平差結(jié)果和精度得到正確反映,對于平差模型的檢驗也很重要[9]。

        赫爾默特簡化公式為:

        式(7)為赫爾默特方差分量估計的簡化估計,通過多次迭代, 保證vt02i最后滿足無偏估值。

        本文中赫爾默特方差分量估計計算步驟為:

        1)將聯(lián)合平差數(shù)據(jù)分為GPS基線向量數(shù)據(jù)、全站儀測角數(shù)據(jù)和全站儀測距數(shù)據(jù)3類,由經(jīng)驗定權(quán)方法進(jìn)行首次定權(quán),確定各類觀測值權(quán)的初值P1,P2,…,Pm。

        2)建立誤差方程進(jìn)行第一次平差,求得未知量的改正數(shù),求得ViTPiVi。

        3)根據(jù)ViTPiVi,求各類觀測值單位權(quán)方差估值vt02i,按照式(8)重新定權(quán):

        式中,c為常數(shù),為了使重新定權(quán)數(shù)值便于計算,一般是選取vt02i中的某一個數(shù)值。

        4)重復(fù)步驟2)、3),迭代計算直至最終平差后得到的各類觀測值單位權(quán)方差估值近似相等,或通過必要的檢驗認(rèn)為兩類觀測值單位權(quán)方差相等,如構(gòu)造χ2統(tǒng)計量進(jìn)行假設(shè)檢驗,使各類觀測值單位權(quán)方差在統(tǒng)計意義上相等。本文的迭代停止條件為:

        3類觀測值的初始權(quán)陣定權(quán)方法為:①GPS基線向量的權(quán)陣由P=(D/σ02)-1確定,其中的D為基線解算后給出的方差-協(xié)方差陣;②邊長定權(quán)由確定;③角度定權(quán)由確定,經(jīng)驗定權(quán)中,取σ02=1 cm2。

        2 程序?qū)崿F(xiàn)

        基于聯(lián)合平差理論研究和數(shù)學(xué)模型,本文編制了聯(lián)合平差軟件,實現(xiàn)了GPS與全站儀觀測數(shù)據(jù)真正意義上的聯(lián)合平差,其中平差使用的基線向量是在徠卡公司LGO上解算得到的,包括基線的空間信息和隨機(jī)信息。

        聯(lián)合平差軟件,界面友好,功能較完善,主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、平差計算和轉(zhuǎn)換工具三大模塊,見圖1。

        圖1 程序結(jié)構(gòu)圖

        程序中的聯(lián)合平差部分未知數(shù)排序為:

        式中,(dB0,dL0,dH0)~(dBt1-1,dLt1-1,dHt1-1)為GPS網(wǎng)各點的未知大地坐標(biāo)改正數(shù);(dk,εx,εy,εz)為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù);(dBt1,dLt1)~(dBt1+t2-1,dLt1+t2-1)為地面點未知大地坐標(biāo)改正數(shù);(dz0,dz1,…,dzm-1)為地面網(wǎng)點改正數(shù),采用重合點坐標(biāo)誤差方程將GPS網(wǎng)和地面網(wǎng)公共點聯(lián)系起來。

        聯(lián)合平差功能部分代碼為:

        public void gps_union_tsd (int type_union, string path)

        {

        ......

        double m_mu = Math.Sqrt((VTPV_GPS + VTPV_TSD) / (n_ all - ATL_tsd.Length));

        fi le2.WriteLine("GPS點參考坐標(biāo): " + t);

        if le2.WriteLine("GPS的 VTPV: " + VTPV_GPS + " " + m_mu);

        for (int i = 0; i < (BLH_re_GPS.Length / 3); i++)

        {

        double m1 = Math.Sqrt(ATA_tsd[ij(3 * i, 3 * i)]) * m_mu;

        double m2 = Math.Sqrt(ATA_tsd[ij(3 * i + 1, 3 * i + 1)]) * m_mu;

        double m3 = Math.Sqrt(ATA_tsd[ij(3 * i + 2, 3 * i + 2)]) * m_mu;

        file2.Write(pname_GPS[i]+ " " + af.hudu_dfm(BLH_re_ GPS[3 * i]) + " " + af.hudu_dfm(BLH_re_GPS[3 * i + 1]) + " " + BLH_re_GPS[3 * i + 2]);

        fi le2.Write(" " + string.Format("{0:f 7}", m1) + " " + string. Format("{0:f7}", m2) + " " + string.Format("{0:f7}", m3));

        fi le2.Write(" ");

        double s0_gps = 0.0;

        double s0_tsd = 0.0;

        int js = 0;

        TSD.dX = new double[t_tsd];

        ……

        }

        }

        3 工程算例

        采用某精密工程控制網(wǎng)的實測數(shù)據(jù),分別利用“GPS與全站儀數(shù)據(jù)橢球面上聯(lián)合平差程序1.0”與中鐵第四勘察設(shè)計院編制的“鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)4.2.4”(SYGPS)平差結(jié)果進(jìn)行分析,驗證本文聯(lián)合平差程序的正確性與可靠性。

        聯(lián)合平差軟件讀取GPS基線向量、全站儀數(shù)據(jù)和已知公共點數(shù)據(jù),平差計算得到未知點的坐標(biāo),將其和SYGPS進(jìn)行比較分析。聯(lián)合平差軟件平差結(jié)果見表 1。SYGPS平差結(jié)果見表2。二者之間的較差如圖2所示。

        表1 聯(lián)合平差軟件聯(lián)合平差結(jié)果

        表2 SYGPS平差結(jié)果

        由圖2可知,兩種軟件計算得到的成果存在差異(0~1 m),這與平差模型、定權(quán)方式以及數(shù)據(jù)位數(shù)選取有關(guān),總體而言,結(jié)果具有一致性,說明本文提出的方法具有較高的可靠性。

        圖2 兩個軟件平差結(jié)果較差

        4 結(jié) 語

        本文對GPS與全站儀數(shù)據(jù)聯(lián)合平差數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了在參考橢球面上聯(lián)合平差的數(shù)學(xué)模型,確定了赫爾默特方差分量估計定權(quán)方法,運用C#語言,編寫了GPS與全站儀數(shù)據(jù)在參考橢球面上的聯(lián)合平差數(shù)據(jù)處理軟件,并通過實例論證了軟件的可靠性。隨著科技的進(jìn)步和大地測量技術(shù)的發(fā)展,不同測量儀器和測量方法將會運用于工程項目,多種數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理,是未來發(fā)展的方向;聯(lián)合平差方法的研究,將會越來越廣泛。

        [1]李征航,黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2009:300-315

        [2]楊潤書.GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)合布設(shè)及混合平差[J].地礦測繪,1998(4):17-19

        [3]張予杰,楊紅艷.GPS控制網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差的兼容性分析[J].全球定位系統(tǒng),2002(3):35-38

        [4]孫騰科,華遠(yuǎn)峰.GPS與全站儀數(shù)據(jù)橢球面上的聯(lián)合平差[J].測繪工程,2014,23(5):33-36

        [5]卓健成,董振淑,趙秀清,等.原始數(shù)據(jù)誤差對工程測量多級平面控制網(wǎng)精度的影響[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,1985(1):1-12

        [6]劉經(jīng)南,劉大杰,桑吉章.GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)處理商業(yè)化軟件包的研制和應(yīng)用[J].測繪通報,1992(5):3-7

        [7]成英燕,程鵬飛,秘金鐘,等.空間網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差數(shù)據(jù)處理方法注[J].測繪科學(xué),2004,29(2):57-59

        [8]劉大杰,劉經(jīng)南,劉國輝.GPS與地面測量數(shù)據(jù)的三維聯(lián)合平差[J].測繪學(xué)報,1994,23(1):14-22

        [9]劉長建,馬高峰.Helmert方差分量估計結(jié)果的方差一致性檢驗實質(zhì)[J].測繪學(xué)院學(xué)報,2002,19(2):96-98

        P258

        B

        1672-4623(2017)07-0073-03

        10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.022

        李邱林,高級工程師,主要從事工程測量方面的研究工作。

        2016-08-04。

        猜你喜歡
        全站儀測量
        NTS-382R12/15/20超長測程彩屏全站儀
        北京測繪(2020年12期)2020-12-29 01:37:18
        把握四個“三” 測量變簡單
        基于快牙平臺實現(xiàn)全站儀與計算機(jī)的數(shù)據(jù)通信
        滑動摩擦力的測量和計算
        滑動摩擦力的測量與計算
        測量的樂趣
        基于全站儀二次開發(fā)的覆冰厚度測量與實現(xiàn)
        電測與儀表(2016年9期)2016-04-12 00:29:52
        測量
        試析GPS與全站儀在西藏礦山測量中的應(yīng)用
        論GPSRTK和全站儀在山區(qū)地形測量中的配合使用
        河南科技(2014年22期)2014-02-27 14:18:08
        天天狠狠综合精品视频一二三区| 亚洲一区二区女搞男| 丰满多毛的大隂户毛茸茸| 欧美成人精品第一区二区三区| 成人国产在线观看高清不卡| 网红尤物泛滥白浆正在播放| 久久99精品久久久久久琪琪| 黑人大荫道bbwbbb高潮潮喷| 亚洲欧洲久久久精品| 午夜宅男成人影院香蕉狠狠爱| 免费a级毛片高清在钱| 精品少妇人妻av一区二区| 国产精品无码专区综合网| 亚洲成av人片在久久性色av| 亚洲国产精品久久久av| 极品粉嫩小泬无遮挡20p| 久久亚洲高清观看| 国产精品第一区亚洲精品| 一区二区和激情视频| 国产精品免费久久久久软件| 久久dvd| 一区二区在线观看日本视频| 亚洲av日韩av天堂久久| 青青青爽国产在线视频| 国产av一区二区三区香蕉| 久久精品国产亚洲av天| 亚洲男人的天堂在线aⅴ视频 | 国产成人精品无码一区二区老年人| 五月婷婷六月激情| 综合人妻久久一区二区精品| 精品国产sm最大网站| 99精品免费久久久久久久久日本| 国内精品福利在线视频| 国产亚洲一二三区精品| 色综合久久精品亚洲国产| 欧美自拍丝袜亚洲| 日本在线观看一区二区三区视频 | 一区二区韩国福利网站| 国产尤物自拍视频在线观看| 国产内射爽爽大片视频社区在线 | 公和我做好爽添厨房|