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GPS静态相对定位精度高、效率高、观测方便、能全天候作业,不受通视条件限制,在大地测量和工程测量中几乎已经取代了传统的测量方式。GPS静态相对定位数据处理工作主要分为基线解算和网平差两大部分,本文结合软件研制过程系统地总结了GPS基线解算理论、参数约束平差法模型和界面设计的工作。
GPS基线解算有整体网解和单基线解两种方式。单基线解精度相对较低,但模型简单,参数设置简单,本软件采用单基线解方式。本文简要介绍了GPS定位和大地测量采用的时间系统、坐标系统及转换,GPS卫星位置的确定,基线解算的观测方程及法方程模型,模糊度整数搜索等问题。
GPS网平差是基线解算之后的重要工作。GPS控制网中利用多台接收机依据规范进行观测,观测基线构成环网,多期观测构成重复基线。环网存在闭合差,重复基线存在不符值,处理环网闭合差、解决重复基线不符值、获取基线最佳估值并评定其精度是GPS网平差的主要内容。本文介绍了利用剥蚀法确定独立闭合环进行基线检校和粗差探测,采用三维自由网平差法和二维平面网约束平差法处理GPS基线网的方法。
控制测量和变形监测中存在着秩亏自由网和拟稳网,结合GPS基线网多期观测,利用已知值或参数近似值,以自由网或者拟稳网的方式,可以同时获得GPS基线的最佳估值和参数的最合理估值。实践中秩亏网的基准条件过于复杂,本文结合水准导线问题、平面导线问题介绍了刘根友研究员提出的参数约束法,并将其应用于GPS基线秩亏自由网中,通过对比算例结果进一步验证了用参数约束法解秩亏自由网的优势和特点。
界面设计是除软件功能外评价软件质量的另外一个标准。本研究详细介绍了软件需求设计、流程分析、功能模块划分和数据结构的定义的工作,详细介绍了软件涉及的MFC派生类、软件主框架、菜单栏、工具栏、状态栏、对话框等界面元素的设计过程,详细介绍了窗格视图、树视图、表格视图相关功能的具体实现。最后以实例结果验证了GPS数据后处理的精度和可靠性。