毕业论文--手持gps在工程中的应用含外文翻译

毕业论文--手持gps在工程中的应用含外文翻译内容摘要：

，这样的仪器是无法谈论其精度和可靠性的。 因此，对仪器稳定性的研究具有十分重要的意义。 试验中通过不同的时间段对相同点的重复观华北水利水电学院毕业设计（论文） 12 测来研究仪器的稳定性 [4]。 重复观测分上午和下午 2 个时段，在相同的点位上进行 2 次重复测量，对重复观测结果求差列于表 （ 31）。 表（ 31）单点定位重复测量之差 点 号 0min 定位坐标差 5min 定位坐标差 10min 定位坐标差 Dy1 Dx1 Dy2 Dx2 Dy3 Dx3 09:00 与17:00 之差 09:00 与17:00 之差 09:00 与17:00 之差 09:00 与17:00 之差 09:00 与17:00 之差 09:00 与17:00 之差 N1 12 27 +17 +26 14 +15 N2 6 +3 4 2 1 +2 N3 +5 0 0 0 +4 +7 N4 44 76 6 6 6 0 N5 +6 +36 2 +12 0 +11 由上表按下面的公式计算得 3种观测时长的测量稳定度。 由公式： nSSms 2 ]39。 [39。  （ 31） 式中， S为相同观测时长的不同观测时段的观测值之差 ,n 为差个数。 0min 定位稳定度为 :m0min=177。 5min 定位稳定度为 :m5min=177。 10min 定位稳定度为 :m10min=177。 由此可见 ,手持式 GPS实时定位的稳定度要比定位时长 5min以上稳定度低 6倍左右 ,而定位时长 5min 和 10min 的稳定度基本相同。 手持 GPS 的绝对定位精度 仪器的稳定性不代表观测结果就一定准确，手持式 GPS 绝对定位的准确度指测量结果与其真实位置符合程度。 为此，采用导线测量的方法，对表（ 31）中华北水利水电学院毕业设计（论文） 13 各点按一级导线测量的要求测得其坐标 ( 实用中可选用所使用的工作地形图中的控制点、 图中的山头、道路交叉点等明显地物点在图上内插的坐标为控制 )，其点位误差相对于手持式 GPS 的定位误差可忽略不计，故称其为坐标真值。 则观测值与其差值可认为是真误差Δ。 按公式： nm ]ΔΔ[ （ 32） 计算，通过分析计算结果得出： 就绝对定位而言，实时定位精度比定位时长为 5min 和 10min 的精度低一个数量级，而定位时长 5min 定位的精度与 10min 定位的精度相同 [5]。 手持 GPS 的相对定位精度 由于距离测量是通过两端点的坐标计算而获得 ， 故在此将距离测量称为相对定位，因此手持式 GPS 相对定位精度也即距离测量精度。 在试验中采用了同步相对定位和异步相对定位 2 种方法。 同步相对定位指计算距离的两端点坐为同步观测值，异步相对定位指计算距离的两端点坐标为异步观测值。 观测结果见表（ 32）。 表（ 32）相对定位精度 点对 不同历元相对定位距离 相同历元相对定位距离 第 1 对点 第 2 对点 第 3 对点 第 4 对点 这 4 段距离的实际长度都是。 由表（ 32）不难看出： 华北水利水电学院毕业设计（论文） 14 同步距离测量要比异步距离测量结果稳定且精度高。 这是因为 2台接收机在同一时段内观测了相同的一组卫星，他们的观测量属于相关性较高的相关测量值，即他们包含有部分相同的误差，通过坐标差分，有效地消除和削弱了卫星钟差、 电离 层、对流层对测距的影响及卫星星历误差，从而提高了定位精度 [6]。 华北水利水电学院毕业设计（论文） 15 第 4 章 手持 GPS 在工程中的应用 SA 政策，即选择可用性，是美国采取的限制定位精度的政策。 美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度（ε技术）、在 GPS 信号中加入高频抖动等方法，人为降低普通用户利用 GPS 进行导航定位时的精度的一种方法。 普通GPS 的信号有两种码，分别为 C/A 码和 P码。 C/A 码的误差是 到 米。 一般的接收机利用 C/A 码计算定位。 美国在 90 代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了 SA (Selective Availability)，令接收机的误差增大，到 100 米左右。 在 2020 年 5 月 2 日， SA取消，所以，咱们现在的 GPS 精度应该能在 20米以内。 而 P 码的误差为 米到 米是 C/A 码的十分之一，但是 P 码只能美国军方使用。 在美国政府不开启 SA的情况下 (SA 其实是美国政府为了限制民用 GPS的精度而故意增设的一道门槛，在 SA 开启的情况下， GPS 的水平精度只能达到 100m左右，因各方反对等原因，现已关闭 SA 功能，但不能排除战争期间 SA 功能重新开启的可能性 )，不必对 GPS 的坐标参数进行本地化换算处理和比测，而可以直接将手持 GPS 接收机应用于工程中 [7]。 快速获取点位三维坐标 手持式 GPS 是 GPS 家族中产量最大、使用面最广、和个人用户关系最密切的GPS 产品，虽然手持式 GPS接收机体积小巧，价格便宜，用两节五号电池就能工作很长时间，但是它依然是通过接收 20200 公里高空的卫星信号来定位的，定位精度同样能达到 510米。 手持式 GPS 可以独立工作，这时候它能定位、导航、查找附近地物、记录行走路线 (能记录几百到几千公里 )，同时也是指南针、速度表、里程表、海拔表、最精确的计时器，还能提供最佳渔猎信息、日出日落月升月落的准确时间和月相；它还可以和电脑、掌上电脑组合起来使用，某些型号甚至能连接声纳、鱼探机 [8]。 概括来说，手持式 GPS 有下列特点： a)、能适应苛刻的环境，能在各种气象条件下 使用，比如 IPX7 级防水。 b)、可靠、稳定、值得信赖。 c)、功能强大、操作简单。 d)、体积小巧、携带方便。 华北水利水电学院毕业设计（论文） 16 所以在满足精度要求的情况下，对于快速获取三维坐标方面较传统测量仪器有更大的优势。 在 GPS手持机中，其位置的表示方法默认为国际通用的 WGS84 经纬度坐标。 如果需要使用北京 54坐标，可以通过用户自定义的方式来实现。 方法如下： a)、 进入 “主菜单页面”中“设置”子页面中，找到关于坐标设置的页面，将“位置格式”的选项改为“ User UTM Grid” （自定义坐标格式）。 b)、 在出现的参数输入页面中输入相关的参数，将当地中央 子午线 经度 输入 ，投影比例 设为 1，东西偏差为 500000，南北偏差 为 0。 c)、 按下屏幕上的 “ 存储 ” 按钮后，再将 “ 地图基准 ” （有的机器称之为 坐标系统 ）的选项改为 User。 d)、 在出现的参数输入页面中输入相关参数，包括 DX， DY， DZ， DA 和 DF。 其中 ： DX， DY， DZ为 WGS 坐标系与北京 54 坐标系的空间直角坐标之差；可根据已知点坐标计算。 也可以用 几个 已知点的 北京 54坐标 和 用手持机 在这几个已知点 测 出 WGS84 坐标，再通过软件求解 DX， DY， DZ转换参数，将这几点的转换参数进行平均后输入机器即可 DA的数值为 WGS 坐标系与北京 54 坐标系的长半径之差，为 108； DF的数值为 WGS 坐标系与北京 54 坐标系的扁率之差。 按下屏幕上的 存储 按钮后，机器显示的位置将用北京 54坐标来表示了 [9]。 点放样 在手持 GPS 精度的研究中知道，手持 GPS的定位精度为 5～ 10m。 由于其精度的局限性，在一般的工程放样时很少用到。 但是在寻找放样点的大概位置的时，就显示出手持 GPS 简单、快速定位的功能。 直线放样 新建一条航线， GPS 会显示你当前的位置，你要去的目的地的方位。 一般会有个指南针或者方位角，你就需要按照这个角度来走就可以了。 主要可应用于输电线路前期方案选择， 以及发电工程中的长距离的供 ( 排 ) 水、输灰管线、道路等线性工程，具有偏航距和目的地距离显示功能， 操作非常方便。 华北水利水电学院毕业设计（论文） 17 面积测量 测量步骤 选择面积计算的单位，根据 情况还定，如果待测面积小，选择平方米比较适合 (单位只影响显示结果不影响测量 ) [10]。 待测区域需在空旷地， GPS信号强，精度至少要小于七米。 (如果没精度显示界面在地图界面按确认键选择自定义字段，再按确认键选择精度项，确认即可把精度显示在地图界面 ) 行到测量区域选择一起始点，先清空轨迹， (按 menu— 查看 — 轨迹 — 清除轨迹 )再开始测量。 测量时手持机保持于视线平行的高度。 测量方形区域拐弯时在拐点停留三秒再前进， (手持机数据显示到记录有滞后现象 )走一个闭合圈后按确认健点击计算面积，就能得到你需测量的面积了，如果需要保存数据，按菜单 — 查看 — 轨迹 —保存轨迹，弹出来的菜单点击确认。 查看测量结果，按 menu— 导航 — 航迹 — 选中保存的航迹名 — 向右健 (航迹信息 )— 面积计算。 注意事项 待测区域至少 20m*20m 的区域，如果测区过小 ,那么点的漂移现像对测量结果影响就会较大。 如果是距行测区，最好长宽比例适合，如果是狭长测区，测量结果偏差大。 (如果长 50 米宽 10 米，偏移三米就会少掉将近 200 平米的面积 )测量时行走速度是正常行进速度的一半。 如何提高测量精度 a)、在开始采集工作之前，应选择合适的记录方式。 在面采集界面，通过菜单选项进入“记录间隔”页面，有两种间隔方式可以选择： 按时间：对记录间隔时间进行更改，每次采集时机器默认使用上次的设置，出厂的机器默认间隔为 1秒。 华北水利水电学院毕业设计（论文） 18 按距离：对记录间隔距离进行更改，每次采集时机器默认使用上次的设置，出厂的机器默认间隔为 10米。 记录间隔时间越短，距离越短，记录的轨迹越详细，对于几亩或几十亩以下区域的面积测量，应将采集间隔设为按时间 1 秒方式或按距离 1 米方式，便于尽可能详细的记录行进轨迹，对于百亩以上区域的面积测量，可将采集间隔适当调长，比如按时间间隔 2秒，距离间隔 2 米 [11]。 b)、在采集的过程中，因为卫星信号不好或其它原因 导致达不到作业要求时，需要暂时中断采集工作，待条件好转后，再继续原来的采集。 采集中途，有时也会遇到一些像围墙、建筑物、水池之类的障碍物，导致采集无法经过特征的全部位置，因此必须暂时中断当前记录，绕过障碍物后，再继续原来特征的采集工作。 遇到以上情况时，可以使用暂停 /继续记录功能。 c)、采用量测方式测面积。 在量测菜单下选择“计算”选项，点击【记录】按钮，每点击一次，系统记录一个坐标点，实现边采集边计算。 该采集方式适合几十亩以上的大面积规则区域的面积测量，采集过程中，整个区域的所有拐点处都应采集，对于区域中的较长距离直线，可以只采集直线两端的拐点坐标，直线中间可以不采集。 需要注意的是，每个拐点处应沿着区域行进数米，同时采集多个点的坐标，避免只采集一个坐标点。 如果在采集中途有乘车行进或其它原因，导致机器卫星失锁，那么在采集下一个拐点之前，应先在拐点处停留数秒，直至机器重新收到卫星信号，定位稳 定，然后再继续采集工作。 d)、采集过程中，单手持有机器斜上举。 开始记录工作后，应单手持有机器在前方斜上举，保持机器竖立，机器顶部前倾约 45 度角，机器与视线大致在同一高度。 几种典型的不正确测量方式 a)、设置采集方式时，设定的距离间隔过大或时间间隔过长，造成图形变形。 举例：对于几亩或几十亩以下区域的面积测量，将采集间隔设为按时间 60 秒方式或按距离 100 米方式，造成记录下来的数据不够详细，记录的轨迹与实地图形严重不符，最终算出的面积值存在较大的误差 [12]。 b)、使用轨迹法测量， 测量途中原地中断，记录却未暂停，造成采集过多杂乱数据。 华北水利水电学院毕业设计（论文） 19 举例：使用轨迹法测量面积，测量途中需要休息或处理其它事务需要原地中断采集，在此期间，机器的数据记 录却未同步暂停，造成采集过多的杂乱数据，增加了面积测量的误差。 c)、使用轨迹法测量，测量途中遇到障碍物等，需要绕行后再继续采集，绕行期间记录却未暂停。 举例：使用轨迹法测量面积，中途遇到一些像围墙、建筑物、水池之类的障碍物，导致采集无法经过特征的全 部位置，需要绕过障碍物后，再继续原来特征的采集工作，但是绕行期间记录却未暂停，采集了与实际图形不符的 多余轨迹，增加了面积测量的误差 [13]。 d)、测量不规则区域时没有采用轨迹法，造成记录的轨迹不够详细，与实地图形偏差较大。