毕业论文课题相关文献综述

1.1课题背景

现阶段，GPS已经广泛地应用在不同领域的多种控制网测量中，相对于常规测量技术而言，GPS具有诸多的优势，如测站间无需通视、定位精度高、观测时间短、自动化程度高等等。在GPS测量数据处理中，优化GPS基线解算能提高解算精度和基线质量从而达到减少或避免不必要的返工现象。基线解算实质上是一个复杂的平差计算过程。实际处理时要顾及时段中信号间断引起的数据剔除、劣质观测数据的发现及剔除，进一步消除传播延迟改正以及对接收机钟差重新评估等问题。在建立城市GPS控制网和各种工程GPS控制网时，鉴于精度要求到达厘米级且数据复杂、影响因素众多，在采用严密的平差计算方法，为使数据处理简化，通常采用商业软件解算GPS基线向量。

Matlab是一种集数值计算，符号运算，可视化建模，仿真和图形处理等多种功能于一体的高性能数值计算软件，具有优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力。它的应用范围很广，尤其在数值运算（包括矩阵求解，方程式求解，多项式运算，数学极值计算等）和绘图处理方面显示出非常重要的学术价值和工程价值。平差过程及解算涉及较多的是矩阵和线性方程组的解算，而Matlab在测量平差矩阵和线性方程组的解算方面体现独特的优势。

1.2研究现状

文献[1-4]指出目前，对GPS基线解算的研究有了很大的成果。GPS测量所采用的技术与经典的测量方法相比较有着本质的差别，欲获得高精度的GPS测量成果，须充分理解GPS测量技术和设计，掌握观测和数据处理的基本规则。其中，重点分析了基线解算与参数选择、单点定位、分组解算、双频解算的相互联系，并提出了在实际操作中易产生出偏的情况，研究后得出计算残差，删除残差大的数据、不同时间段成果校核、同步环与异步环校核的纠偏措施。

文献[5-6]阐述了从基线解算的基本原理出发，讨论了基线解算分类、质量控制等内容，并使用TBC软件以实例来阐述了为了更好地获取高精度的基线向量，对基线计算过程中基线质量进行控制，并在处理过程中使用适当的措施等。文献[7]重点围绕如何检验GPS基线边长，由于GPS测量成果是经过投影变换的坐标，而全站仪测量的是平距或斜距，结果往往产生较大差异。通过对投影变换的原理分析和生产实际对GPS基线边长的检验方法进行探讨，归纳为两点，其一是将实测边长归算到投影边长，其二是从了几个基线边长的概念入手，得出一般基线边长的检验方法。文献[8-10]指出根据近几年的GPS短基线(≦8km)外业观测和基线处理经验，即使通过选取恰当的点位来保证良好的观测条件，进行星历预报来保证观测的卫星数目及星座的图形强度(GDOP≦6)，但在实际的基线解算过程中，也时常会遇到基线只有浮动而无固定解。在此情况下，对基线解算进行优化处理后通常能够得到固定解，从而提高基线质量避免或减少返工重测现象。文献[11-12]阐述了GPS点位测量成果的可靠性和精确性取决于4大因素：接收机、处理软件、所测卫星的图形强度和观测环境。这些因素中，观测环境的多径误差常常被人们忽略，但它却是主要误差源。从多径误差的产生、基本原理及4种参数对多径误差的影响分析影响基线解算精度的一般因素。文献[13]根据GPS网平差的基本模型，从理论上分析了GPS基线相关性对GPS网平差结果的影响，推导了相关公式;并通过实例说明:在精密GPS控制网平差时，应当考虑基线之间的相关性，以使解算结果达到毫米级精度。

而对Matlab软件在不同领域的应用也有相关的研究与分析。文献[14-15]阐述了4种经典的测量平差的解算过程，并结合平差实例，说明了Matlab在测量平差中的优越性。其中4钟经典的平差分别为条件平差、间接平差、附有参数的条件平差、附有参数的间接平差。它们都统一到附有参数的条件平差的概括平差函数模型中，但是在一般的编程中用的最多的是条件平差、间接平差函数模型以及其数学模型。通过实例分析，在Matlab下繁杂的测量平差解算问题显得非常容易，尤其是对于矩阵的运算更是显示出强大的优越性，程序简洁实用，很容易被理解。同时应用Matlab进行平差计算，可以非常清晰的体现平差计算的基本原理，计算思路清晰，为工程中解决复杂的平差计算问题提供了便捷的途径。

1.3相关技术

在GPS测量数据处理中，基线解算预处理完成后就可进行基线解算，基线解算的过程实际上是一个平差的过程，平差所采用的观测值主要是双差观测值。基线解算时的平差分以下3个阶段进行：1.初始平差，根据双差观测方程，组成误差方程和法方程后，求解待定的未知参数及其精度信息;通过初始平差，解算出整周未知数参数和基线向量的实数解或浮动解；2.整周未知数的确定，根据初始平差结果，使用搜索法将整周未知数固定成整数；3.确定基线向量的固定解将确定了的整周未知数作为已知值，仅将待定点的坐标作为未知参数再次进行平差，解算出基线向量的整解(即固定解)，基线解算是自动完成的。

用于GPS基线解算的Matlab代码，包括文件读取，模糊度计算等都是基于Matlab软件关于基线解算的相关操作。Matlab操作与运算的主要对象是矩阵，无论是标量、向量都可当成矩阵处理。Matlab语言对矩阵的维数和类型没有限制，因而无需对其维数和类型进行定义。矩阵中的元素可采用具体数值或表达式，可通过下标对元素进行访问、输入或修改。