gps在水下地形測量--gps在水下地形測量中的研究與應(yīng)用畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)論文GPS在水下地形測量中的研究與應(yīng)用摘要水下地形測量是許多水利工程的基礎(chǔ)性工作，在江河湖泊、海洋的開發(fā)利用中非常重要。水下地形測量一般是在船上進(jìn)行的，水面上測量點(diǎn)的平面坐標(biāo)，水面下使用測深儀測定水深，兩者結(jié)合起來獲得水底地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而獲得最終需要的水下地形圖。水面上測量點(diǎn)的平面坐標(biāo)其方法很多，值得關(guān)注的是采用GPS定位的方法。因?yàn)镚PS定位與其它定位方法相比，具有實(shí)時(shí)性、全天候、精度高等優(yōu)點(diǎn)，其定位技術(shù)業(yè)已成熟，被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、測繪、通訊等眾多領(lǐng)域。在水下地形測量中GPS的應(yīng)用也已相當(dāng)普及，因此本文就GPS與測深儀組合的水下地形測量模式展開了若干問題的深入研究

2、。GPS定位的結(jié)果屬于WGS-84坐標(biāo)系，而水底地形點(diǎn)坐標(biāo)屬于工程中的施工坐標(biāo)系。因此，需要對GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本文研究了相關(guān)的轉(zhuǎn)換計(jì)算，整理了相關(guān)的理論、公式。對某些計(jì)算公式、方法進(jìn)行了改進(jìn)對某些迭代公式還證明了其收斂性，豐富了GPS定位計(jì)算的理論。為獲得水底地形點(diǎn)的坐標(biāo)，需要根據(jù)測量船上GPS天線的坐標(biāo)計(jì)算出測深儀換能器的坐標(biāo)，可稱此類問題為坐標(biāo)傳遞。本文中，在測量船上引入了船體坐標(biāo)系，將坐標(biāo)傳遞的問題歸結(jié)為坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換問題。同時(shí)，本文就幾種常見的坐標(biāo)傳遞問題進(jìn)行了研究，并推導(dǎo)出了相應(yīng)的計(jì)算公式水下地形測量前，測量船可能不在測量區(qū)域。此時(shí)，需要計(jì)算出導(dǎo)航信息，以協(xié)助

3、作業(yè)人員將測量船正確、快速地駛?cè)霚y量區(qū)域。本文就航點(diǎn)航線的導(dǎo)航計(jì)算進(jìn)行了研究，并提供了計(jì)算方法。本文還研究了時(shí)間和數(shù)據(jù)處理問題。GPS的定位數(shù)據(jù)與測深儀的測深數(shù)據(jù)在時(shí)間上并不統(tǒng)一，因此必須謹(jǐn)慎的處理時(shí)間。首先要保證定位數(shù)據(jù)測深數(shù)據(jù)是同步的，其次要保證時(shí)間的精確度足夠高。在數(shù)據(jù)處理方面測深儀輸出的測深數(shù)據(jù)并不穩(wěn)定，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率較大。為保證水下地形測量的準(zhǔn)確、高效，自動剔除這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)就顯得非常重要。在以上研究工作的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套水下地形測量軟件。經(jīng)實(shí)踐測試，所開發(fā)軟件可有效地服務(wù)于實(shí)際水下地形測量工作。關(guān)鍵詞：水下地形測量GPS測深坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理目錄第1章引言...

4、.............................................11.1水下地形測量的重要性.................................11.2水下地形測量技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀...........................11.3課題來源及研究意義...................................31.4研究背景及現(xiàn)狀.......................................41.5本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排.............................6第2章GPS定位...

5、.........................................72.1地球橢球.............................................72.1.1基本幾何量.........................................72.1.2常用的地球橢球....................................82.1.3法截線曲率半徑.....................................82.2地球橢球的常用坐標(biāo)系及相互關(guān)系.......................92.2

6、.1大地坐標(biāo)系...........................................92.2.2空間直角坐標(biāo)系.......................................92.2.3子午面直角坐標(biāo)系....................................102.2.4子午面直角坐標(biāo)系同空間直角坐標(biāo)系的關(guān)系..............112.2.5大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間直角坐標(biāo)..........................122.2.6空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)..........................132.3空間

7、相似變換..........................................152.3.1旋轉(zhuǎn)矩陣............................................152.3.2七參數(shù)及其模型.......................................12.3.3求解七參數(shù)時(shí)的病態(tài)問題...............................12.3.4最小二乘約束........................................