河南工程學院圖書館GPS變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計

河南工程學院圖書館GPS變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計PAGEPAGEV目錄TOC\o"1-3"\u摘要 ⅦABSTRACT Ⅷ1概述 11.1目的 11.2任務 12GPS與傳統(tǒng)監(jiān)測技術比較 13監(jiān)測模式的選擇 23.1周期性監(jiān)測模式 23.2連續(xù)性監(jiān)測模式 24測區(qū)概況 34.1工程概況 34.2地理位置 34.3氣候狀況 44.4圖書館資料圖 45測區(qū)已有資料及精度 55.1已有資料 55.2參照的規(guī)范、精度和技術等級 65.2.1參照的規(guī)范及GPS測量等級 65.2.2GPS網(wǎng)精度 75.2.3GPS測量精度指標 75.2.4密度指標 86控制網(wǎng)設計方案 86.1坐標參照系 86.2GPS布網(wǎng)形式 96.3GPS的網(wǎng)形 96.4GPS變形監(jiān)測的網(wǎng)形 107外業(yè)工作 107.1選點 107.1.1選點前準備 107.1.2選點的基本要求 117.2埋石 127.2.1埋石準備 127.2.2埋石作業(yè)要求 128測量方案的施測 128.1儀器的選擇、工具、人員配備 128.2儀器的檢查 148.3外業(yè)觀測作業(yè)技術要求 148.4觀測方法 158.4.1接收機參數(shù)設置 158.4.2設站及觀測過程 168.4.3記錄 179外業(yè)觀測成果的數(shù)據(jù)處理 179.1觀測記錄完整性及合理性檢查 179.2外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質量的檢核 189.2.1觀測數(shù)據(jù)的預處理 189.2.2數(shù)據(jù)處理方法 199.2.3誤差來源 199.3補測和重測 2010工作進度及經(jīng)費預算 2010.1工作進度計劃 2010.2經(jīng)費預算 2111上交資料 21致謝 22參考文獻 23河南工程學院圖書館GPS變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計摘要變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，它是指變形體在各種負荷的作用下，其形狀、大小及位置在時間和空間域中的變化。如果變形體的變形在一定范圍內則被認為是允許的，一旦超出限值，則很可能會引發(fā)災難。自然界以及工程建筑物中由于變形引起的災難比比皆是。如滑坡、巖崩、泥石流、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等都是由于變形引起的。測繪領域的變形監(jiān)測技術是監(jiān)測變形體形變量的重要手段，是為了監(jiān)視變形體點位移動狀況而進行的長期、重復的測量工作，其關鍵在于捕捉變形敏感部位和各觀測周期間的變形觀測點的變形信息。近幾年隨著GPS技術的誕生和發(fā)展，它作為一種全新的現(xiàn)代空間定位技術，已經(jīng)在許多的測量領域取代傳統(tǒng)的光學和電子測量方法，變形監(jiān)測領域也不例外。GPS變形監(jiān)測的實現(xiàn)可以減輕外業(yè)工作量，提高監(jiān)測結果精度，大大提高工作效率，減少變形引起的災難的發(fā)生，從而帶來直接的經(jīng)濟效益。而本文則將河南龍湖鎮(zhèn)文昌路上的河南工程學院內的圖書館作為主要研究對象，并利用GPS變形監(jiān)測技術，參照相關的規(guī)范規(guī)定進行變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計來監(jiān)測這棟樓的形變量，以確保其安全性。關鍵詞：圖書館、GPS、變形監(jiān)測。DeformationmonitoringcontrolnetworkdesignwithGPStothelibraryofHenanInstituteofEngineeringABSTRACTDeformationexistswidelyinthenature,itreferstothedeformationbodychangesintheshape,sizeandlocationintimeandspacedomainundervariousload.Thebody’sdeformationinacertainrangeisthoughttoallow,ifexceedtheallowablevalue,itmaytriggeradisaster.Deformationdamagephenomenainnatureareverycommon,suchasearthquake,landslide,collapse,groundsubsidence,volcanoeruption,dam,bridgeandthecollapseofbuildings.Deformationmonitoringisanimportantmeansofmonitoringthedeformationbodysafety,andinordertomonitorthedeformationpointmobilesituationoflong-term,repeatedmeasurement,thekeyistocapturethedeformationinformationofdeformationobservationpointsandsensitiveareaofeachobservationperiod.GPStechnologyasamodernspacepositioningtechnologynew,hasreplacedthetraditionalmethodsofopticalandelectronicmeasurementinmanymeasurementareas,includingdeformationmonitoringareas.GPStechnologyindeformationcanreducethefieldworks,andgreatlyimproveworkefficiency,thusbringdirecteconomicbenefits.WhilethepaperwilllettheHenanInstituteofEngineeringlibraryasthemainresearchobjectusingthemostadvancedtechnologyofGPSdeformationmonitoring.KEYWORDSlibrary,GPS,deformationmonitoring河南工程學院圖書館GPS變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計PAGE241概述1.1目的由于近幾年全國地震頻發(fā)，引起了巨大的災難，為了確保河南工程學院圖書館的安全性和穩(wěn)定性，此次對這棟大樓做一次GPS變形監(jiān)測。由于GPS變性監(jiān)測精度高，選點靈活，可全天候作業(yè)，效率高并可以獲取監(jiān)測點的三維坐標，從而利用獲得的三維坐標來判斷圖書館的變形量。故選擇用此種方法對圖書館做一次變性監(jiān)測，以了解這棟樓的變形情況。當然我必須參照現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范、圖式及標準的要求編寫設計書來指導作業(yè)，以便于該工程的順利實施。這也是一次鍛煉和檢查我們畢業(yè)生技術水平的機會，我會認真完成。1.2任務根據(jù)收集的資料，從滿足精度，經(jīng)費等多方面要求的情況下做一次符合要求的變形監(jiān)測控制網(wǎng)的技術設計。2GPS與傳統(tǒng)監(jiān)測技術比較在20世紀80年代以前,變形監(jiān)測主要是采用常規(guī)大地測量和某些特殊測量技術。常規(guī)大地測量,是采用經(jīng)緯儀、水準儀、測距儀、全站儀等常規(guī)測量儀器測定點的變形值,其優(yōu)點是:能夠提供變形體整體的變形狀態(tài)；適用于不同的監(jiān)測精度要求、不同形式的變形體和不同的監(jiān)測環(huán)境；可以提供絕對變形信息。[1]但外業(yè)工作量大,布點受地形條件影響,不易實現(xiàn)自動化監(jiān)測。特殊測量手段包括應變測量、準直測量和傾斜測量,它具有測量過程簡單、可監(jiān)測變形體內部的變形、容易實現(xiàn)自動化監(jiān)測等優(yōu)點，但通常只能提供局部的和相對的變化信息。但GPS技術的應用給測量技術帶來了一場深刻的革命，它的特性克服了以上諸多缺點，使得測量工作更加的自動化和實時化，大大的提高了測量工作的效率。[2]3監(jiān)測模式的選擇根據(jù)監(jiān)測對象的特點，GPS的監(jiān)測模式可分為周期性監(jiān)測模式和連續(xù)性監(jiān)測模式兩種。[3]3.1周期性監(jiān)測模式周期性監(jiān)測模式在建筑物的變形監(jiān)測中是最常用的。周期性監(jiān)測模式主要是是指當形變體的變形速率相當緩慢(如地殼運動,處于緩慢變形階段的滑坡體位移等)時,在局部時間域和空間域內可以認為穩(wěn)定不動時,可利用GPS進行周期性變形監(jiān)測,監(jiān)測頻率視具體情況可為數(shù)月、一年或甚至數(shù)年之久。[4]此時采用GPS靜態(tài)相對定位方法測量,將2臺以上GPS接收機安置在觀測點上同步觀測一段時間，觀測時段長度和時段個數(shù)依監(jiān)測精度的要求而定。一般采用邊連接方式構成監(jiān)測網(wǎng),數(shù)據(jù)處理與分析在事后進行,用后處理軟件進行基線解算,經(jīng)過平差計算求得觀測點的三維坐標。其邊長精度可以達到10-9。[5]3.2連續(xù)性監(jiān)測模式所謂的連續(xù)性監(jiān)測模式就是指利用固定儀器進行長時間的數(shù)據(jù)采集，獲得變形數(shù)據(jù)系列,此時監(jiān)測數(shù)據(jù)是連續(xù)的,具有較高的時間分辨率。一般要求變形響應的實時性很高。所以對于一些普通常規(guī)的形體監(jiān)測，常常不采用這種模式。系統(tǒng)的精度一般按要求設定，目前最高的精度達到亞毫米級。此模式的優(yōu)點是響應速度快，可以隨時了解到監(jiān)測點的變化，缺點是過與復雜，工作量大。[6]綜上所述，我們學校的圖書館已經(jīng)建成好多年，并且其比較穩(wěn)固，不需要實時地監(jiān)測其變形情況，考慮到人員，儀器，經(jīng)費等問題，我選擇周期性監(jiān)測模式作為此次監(jiān)測的模式選擇。4測區(qū)概況4.1工程概況河南工程學院圖書館坐落在河南工程學院校本部中心偏西南位置，圖書館呈對稱形狀，占地面積為2.46萬平方米，樓高10層。其南北面對稱，東西略有不同，整棟樓非常氣勢美觀。下面附上彩圖一張。圖1：河南工程學院4.2地理位置河南工程學院位于河南新鄭市龍湖鎮(zhèn)文昌路上，北面與新東方相鄰，西北則為河南工程貿(mào)易技術學院，其四周還有河南職工醫(yī)學院，中原信息工學院等，這片區(qū)域被稱為大學城。近幾年四周均為新建開闊道路，地勢平坦。其西面和東面則為新建的住宅樓，南面則為正在規(guī)劃的地鐵終點站，東面大路是附近的交通要道。故這片地區(qū)將是龍湖鎮(zhèn)未來經(jīng)濟發(fā)展的重點。圖書館坐落于校本部內，從學校西門和南門直走即可看到這棟漂亮的大樓，也是學校的標志性建筑物之一。圖書館四周為校內道路，筆直而開闊，其西南面則呈弧形分布著學校的六棟教學樓，北面則為綠化帶和小樹林，景色雅致，東南面為學校唯一的人工小湖，小湖四周是青青的綠化帶。總體上圖書館周圍沒有大起大伏，地勢相當?shù)钠教埂?.3氣候狀況學校地處中原，屬北亞熱帶季風型大陸性氣侯，季風的進退與四季的替換較為明顯。四季氣侯特點：冬干冷，雨雪少；夏炎熱，雨量充沛；春回暖快，降雨逐漸增多；秋季涼爽，降雨逐漸減少。冬季時間較長110-135天，其次是夏季110-120天，春秋時間較短55-70天。全市年平均氣溫14.4-15.7℃，最熱月平均氣溫26.9-28.0℃，最冷月平均氣溫0.5-2.4℃。年降雨量703.6-1173.4mm，年日照時數(shù)1897.9-2120.9小時，年無霜期220-245天。4.4圖書館資料圖為了這次的GPS變形監(jiān)測設計，我在CAD上畫出了圖書館的平面圖，從這幅平面圖上我們可以清晰地看到圖書館的輪廓以及建筑物的主要形變監(jiān)測點。為下面的控制網(wǎng)設計提供了方便。圖2：圖書館平面圖5測區(qū)已有資料及精度5.1已有資料現(xiàn)有學校地形圖一份，圖中包括各類樓層的平面圖、地物、控制帶你、導線點、等高線等。圖上反應的內容真實可靠，并且已經(jīng)實地勘察過，確實沒有出入，其中圖書館附近的已知坐標點已經(jīng)長期使用，并做過許多測量工作，可以作為此次監(jiān)測的基準點。由于圖書館四周分布四個已知的穩(wěn)固的坐標點，故選取南面和北面的DG32和DG25作為此次控制網(wǎng)的控制點。學校內分布著許多已知的控制點坐標，而圖書館四周的坐標如下表5-1：表5-1河南工程學院已知點坐標點名X（M）Y（M）H（M）備注DG253832779.357471131.768163.396DG263832788.708471339.272160.602DG273832914.104471345.478157.971DG283832973.848471323.831159.492DG293833108.449471286.542160.549DG303833164.277471209.856161.290DG313833080.867471122.790162.864DG323832996.872471022.156163.144這些已知點坐標為此次GPS變形監(jiān)測提供了大量的便利和參考依據(jù)。5.2參照的規(guī)范、精度和技術等級5.2.1參照的規(guī)范及GPS測量等級GPS測量規(guī)范及規(guī)定是由國家質檢主管部門或行業(yè)主管部門所制定發(fā)布的。目前最新的規(guī)范是2009年國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會發(fā)布的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T18314-2009。[7]在此規(guī)范中，將GPS測量劃分為5個等級，它們分別是B級、C級、D級和E級，下表給出了各個等級GPS測量的主要用途。表5-2-1如下：表5-2-1各個等級GPS測量的主要用途級別用途B國家二等大地控制網(wǎng)，地方或城市坐標基準框架，局部形變監(jiān)測等C三等大地控制網(wǎng)，區(qū)域、城市及工程測量的基本控制網(wǎng)D四等大地控制網(wǎng)E中小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測等的控制測量由于本次GPS變形監(jiān)測是在河南工程學院進行，監(jiān)測對象是校內的圖書館，綜上并依照上表可以看出我們本次的GPS測量等級應為E級。5.2.2GPS網(wǎng)精度根據(jù)GB/T18314-2009，B、C、D、E級GPS網(wǎng)的精度不應低于下表5-2-2。表5-2-2GPS網(wǎng)的精度指標級別相鄰點基線分量中誤差相鄰點平均距離（km）水平分量(mm)垂直分量（mm）B51050C102020D20405E20403參照上表我們可以看出E級GPS網(wǎng)的各項詳細精度指標，參照上述指標來指導我的這次GPS變形監(jiān)測控制網(wǎng)設計。[8]5.2.3GPS測量精度指標各個等級GPS測量的相鄰點間基線長度的精度用下面公式表示：δ2=a2+(bd)2式中，δ為基線向量的弦長中誤差，單位為mm，a為固定誤差，單位為mm，b為比例誤差系數(shù)，單位為ppm，d為相鄰點的距離，單位為km。具體要求見下表5-2-3。表5-2-3GPS測量精度指標等級平均距離/kma/mmb/ppm最弱邊相對中誤差二等9≤10≤21/12萬三等5≤10≤51/8萬四等2≤10≤101/4.5萬一級1≤10≤101/2萬二級＜1≤15≤201/1萬5.2.4密度指標根據(jù)GB/T18314-2009,各級GPS網(wǎng)中相鄰點間的距離最大不宜超過該等級網(wǎng)平均距離的兩倍。各級城市GPS網(wǎng)相鄰點間的最小距離應為平均距離的1/3-1/2，最大距離應為平均距離的2-3倍。根據(jù)預先在圖上的選點情況，并加上實地勘察的結果，由于圖書館是個近似對稱的建筑物，所以其敏感關鍵點位間的距離不會相差太多，故我所選擇的監(jiān)測點符合上述密度指標。[9]6控制網(wǎng)設計方案6.1坐標參照系GPS網(wǎng)所采用的坐標參照系可根據(jù)布網(wǎng)的目的用途而定。而我們這次的GPS測量等級則為E級。利用GPS定位技術來進行全球性的或區(qū)域性的地球動力學研究時，通常采用ITRF坐標。目前，用戶已可通過互聯(lián)網(wǎng)方便地獲得精密星歷以及測區(qū)周圍的IGS基準站的站坐標和觀測值，通過高精度聯(lián)測來求得起始點在ITRF坐標框架中的其實坐標。也可通過與測站附近的該等級GPS點，即2000國家大地坐標系統(tǒng)的點，聯(lián)測來獲得起始坐標。因為圖書館附近已經(jīng)分布了許多已知的穩(wěn)固的控制東，所以我們可以充分利用這些已知的控制點。[10]利用GPS定位技術來建立（加密，擴充，檢核，加強）城市控制網(wǎng)或工業(yè)礦企業(yè)的獨立控制網(wǎng)時，起算點的坐標可采用上述坐標系中的坐標。綜上所述2000國家大地坐標系統(tǒng)即為此次的坐標參照系。6.2GPS布網(wǎng)形式GPS的布網(wǎng)形式是指在建立GPS網(wǎng)時的觀測作業(yè)方式，包括網(wǎng)店的個數(shù)與參與觀測的接收機的比例關系、觀測時段的長短、觀測時段數(shù)以及在觀測作業(yè)期間接收機所處的地位等特征?，F(xiàn)有的布網(wǎng)形式有跟蹤式、會戰(zhàn)式、多基準站式、同步圖形式和單基準站式。[11]根據(jù)圖書館的實際情況，我選取了8個觀測點以及圖書館四周的2個控制點來構成網(wǎng)形。而同步圖形擴展式，就是幾臺接收機在不同測站上進行同步觀測，在完成一個時段的同步觀測后，又遷移到其他的測站上進行同步觀測，每次同步觀測都可以形成一個同步圖形，在測量的過程中，不同的同步圖形間一般有若干個公共點相連，整個GPS網(wǎng)由這些同步圖形組成。在該布網(wǎng)形式中，接收機的數(shù)量通常少于GPS網(wǎng)的點數(shù)；所有接收機的地位是對等的，沒有主次之分。這種布網(wǎng)形式具有擴展速度快，圖形強度高，且作業(yè)方法簡單的優(yōu)點。由于我們選擇了8個監(jiān)測點以及兩個控制點作為此次構成網(wǎng)形的網(wǎng)點，但是接收機的數(shù)量有限，考慮到成本經(jīng)費問題，不可能選取10臺接收機來進行觀測，綜上選擇同步圖形擴展式作為此次的布網(wǎng)形式。6.3GPS的網(wǎng)形GPS規(guī)范中對多邊形的邊數(shù)和附合導線的邊數(shù)做出了要求，GB/T18314-2009的規(guī)定見下表6-3。[12]表6-3GB/T18314-2009對最簡獨立環(huán)和附和路線邊數(shù)的規(guī)定等級BCDE閉合環(huán)和附合導線的邊數(shù)≤6≤6≤8≤106.4GPS變形監(jiān)測的網(wǎng)形依據(jù)上述所有規(guī)范規(guī)定，以及圖書館的實地勘察情況，我選取了8個觀測點和2個控制點來構成控制網(wǎng)。圖中DG32和DG25為已知的穩(wěn)定控制基準點，1-8號點位為圖書館的關鍵部位監(jiān)測點。施測過程中則使用同步圖形擴展式作為此次觀測的布網(wǎng)形式。圖形如下：圖3：控制網(wǎng)設計圖7外業(yè)工作7.1選點7.1.1選點前準備在選點和埋石工作前，根據(jù)所設計的網(wǎng)形圖，到實地勘察圖書館的周圍環(huán)境，確定設計的點位是否符號實際要求，以及周圍有沒有信號發(fā)射塔、大面積水域和高大的障礙物等，并攜帶必要工具，如墨水、鋼尺、通信工具、錘子、鐵釘?shù)裙ぞ摺?.1.2選點的基本要求盡管GPS測量并不要求相鄰監(jiān)測點間通視，但是點位的選擇還是能影響到觀測的工作能否順利進行。如果點位選擇錯誤很可能導致施測過程受阻，所以在選點時必須要注意到以下要求才能降低誤差，提高效率。[13](1)在觀測站的四周視野要開闊，高度角15°以上不允許存在過高過大的障礙物。測站上便于安置GPS接收機和天線，可方便地進行觀測。(2)必須要遠離大功率的無線電信號發(fā)射源（如電臺、電視機、微波爐中繼站），以免損壞接收機天線。還要跟高壓輸電線、變壓器等保持一定得距離，避免干擾。(3)所設的測站要遠離房屋、圍墻、廣告牌、山坡及大面積平靜水面（湖泊、池塘）等信號反射體，否則會出現(xiàn)嚴重的多路徑效應，從而引起過大的誤差。測站應位于地質條件好、點位穩(wěn)定、易于保護的地方，并盡可能顧及交通等條件。(4)如果有，應該充分利用符合要求的原有控制點的標石和觀測墩。(5)應盡可能使所選測站附近的小環(huán)境（指地形、地貌、植被）與周圍大環(huán)境保持一致，以避免或減少氣象元素的代表性誤差。綜上按照圖上選擇的初步位置以及對點位的基本要求，在圖書館進行實地勘察，周圍沒有強烈的信號發(fā)射源，也與高壓電運輸線相距較遠，成片的障礙物也不存在，周圍地勢相當?shù)拈_闊，只有東南面有一個人工的小湖，由于它的面積很小，在此不考慮它的多路徑效應，故忽略不計。圖書館附近的地質是大理石地板和水泥路，上面分布的已知控制點非常穩(wěn)固。根據(jù)這些實地的情況我選定了圖書館四面關鍵部位的8個點位，并用油漆做好了標記。由于圖書館的北面和南面已經(jīng)存在已知的控制點，并且已經(jīng)經(jīng)過多次測量控制使用，其穩(wěn)定性，可靠性和完好性都符合要求，故這兩點選為控制點。7.2埋石7.2.1埋石準備根據(jù)已經(jīng)選好的點位，并攜帶選點圖紙，我們兩到3名測量小組工作人員到現(xiàn)場進行埋石工作。所需的工具為錘子、鋼釘、鐵片、鋼尺等，建造觀測墩進行強制對中。7.2.2埋石作業(yè)要求根據(jù)實地的情況，我們要在各個監(jiān)測點建立強制對中裝置以便接收機的安置。而埋石工作必須按照以下要求進行：對監(jiān)測點建立的強制對中裝置，其對中誤差不得大于1mm。利用舊點時，應確認該標石完好，并符合埋石的要求，且能長期保存。方位點上應埋設標石，并加以標記。根據(jù)上述要求在圖書館一層選取的8個觀測點上插入鋼釘建立強制對中裝置，進行強制對中，而其北面和南面的兩個已知控制點已經(jīng)埋設好標石，為不銹鋼釘，由于之前校內測量時已經(jīng)多次使用過這兩個控制點，并且得出的結果準確，所以這兩個控制點不用在埋設標石，其完好無損符號要求，可以使用。8測量方案的施測8.1儀器的選擇、工具、人員配備接收機的配備要考慮類型和數(shù)量兩方面的問題。GPS接收機是建立GPS網(wǎng)的關鍵性設備，沒有GPS接收機就沒有網(wǎng)。GPS接收機的性能和質量直接關系到觀測成果的質量。不同等級的GPS測量對接收機的要求不同，在GPS測量中，所采用的接收機類型應滿足規(guī)范要求，如下表所示。盡可能采用雙頻全相位接收機進行觀測，這樣有利于觀測周跳探測、電離層折射影響的消除以及觀測值質量的保證。[14]其規(guī)范要求見表8-1。表8-1GPS測量對接收機性能和數(shù)量的要求級別ABCD、E單頻/雙頻雙頻/全波長雙頻雙頻或單頻雙頻或單頻觀測值種類L1、L2載波相位及雙頻碼偽距L1、L2載波相位L1載波相位L1載波相位其他性能可外接頻標，3個以上數(shù)據(jù)端口，可輸出實時數(shù)據(jù)流、導航定位數(shù)據(jù)和差分修整數(shù)據(jù)、課儲存7天30s采樣數(shù)據(jù)同步觀測接收機數(shù)-≥4≥3≥2理論上，在一個時段中，我們知道觀測的接收機數(shù)量越多，網(wǎng)的結構就越好，另外，測量的進度也會越快，測量成果的精度也會較高。但是，具體進行作業(yè)的時候必須要考慮到成本經(jīng)費等問題，所以不可能每個點位上都安置接收機，我們通常都會選擇有限個數(shù)量的接收機來完成工。，而且作業(yè)調度的復雜度也與接收機的數(shù)量成正比，接收機越多，調度越困難。所以既要保證作業(yè)的效率又要保證調度的復雜度，在一般的工程應用中，接收機的數(shù)量最好為偶數(shù)，數(shù)量為4-6臺。根據(jù)上面的的規(guī)范，以及精度要求，我選擇LeicaGPS1200系列測量系統(tǒng)，這是一類新型、高端的雙頻GPS/GNSS接收機測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括GX1200接收機、RX1200用戶界面操作系統(tǒng)、AX1201天線、徠卡測量辦公軟件（LGO）組成。對于LeciaGPS1200接收機，相位觀測值精度可以達到毫米級，而碼觀測值精度可以達到厘米級，距離觀測中沒有出現(xiàn)嚴重偏差，信號跟蹤性能非常好，在24小時的觀測中，相位觀測值中周跳很少。因此選擇這臺儀器可以圓滿的完成設計要求。考慮到成本經(jīng)費問題，不可能每個觀測點上都放置接收機，故設定數(shù)量為6臺。人員組成為：隊長、內業(yè)處理人員、觀測小組、后勤保障人員共計4人組成。工具配備為：除去儀器外需要攜帶的工具為：鋼卷尺、垂球、筆、記錄薄、羅盤。8.2儀器的檢查拿到儀器后測量前必須進行檢查以確保機器能圓滿完成工作。檢查要求有一下幾項：GPS接收機和天線的外觀是否良好，外層涂漆是否有脫落，是否有擠壓摩擦造成的傷痕，儀器天線的型號是否正確。各種零部件及附件、配件等是否齊全完好，是否與主機匹配。需禁固的部件是否松動和脫落。通電后信號燈是否工作正常。按鍵及顯示系統(tǒng)是否正常。接受衛(wèi)星信號的強度是否正常。電池、電纜、電源是否完好。天線或基座上的圓水準器和光學對中器是否正常工作。氣象儀表工作是否正常。以上檢查工作都要認真檢查完畢，確定無誤后方可進行測量工作。8.3外業(yè)觀測作業(yè)技術要求在完成選點埋石后，下一步的工作就準備進行外業(yè)觀測作業(yè)，其規(guī)范及技術要求參照下表8-3。[15]表8-3GPS網(wǎng)測量的基本技術要求項目級別BCDE衛(wèi)星截止高度角/（°）10151515同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)≥4≥4≥4≥4有效觀測衛(wèi)星總數(shù)≥20≥6≥4≥4觀測時段數(shù)≥3≥2≥1.6≥1.6時段長度≥23h≥4h≥60min≥40min采樣間隔3010-3010-3010-30上表說明：有效衛(wèi)星是指連續(xù)觀測不短于一定時間的衛(wèi)星，對于GPS網(wǎng)測量該時間為15min。計算有效衛(wèi)星數(shù)時，應將各時段的有效觀測衛(wèi)星數(shù)扣除重復衛(wèi)星數(shù)。時段長度為從開始記錄數(shù)據(jù)到結束記錄之間的時間段。觀測時段數(shù)大于等于1.6是指采用網(wǎng)觀測模式時，每測站至少觀測一時段，其中至少六成的至少觀測兩個時段。8.4觀測方法8.4.1接收機參數(shù)設置在進行外業(yè)觀測期間，接收機必須設置統(tǒng)一的衛(wèi)星截止高度和采樣間隔參數(shù)，此次觀測中我設置儀器的衛(wèi)星截止高度角為5°，采樣間隔為5s，觀測時段采用1小時，每期觀測兩遍，觀測周期為一周，總觀測時間為一個月，即四周，共計觀測8次。8.4.2設站及觀測過程（1）對中、整平和量儀器高天線安放在三腳架上，稍微固定，可用光學對中器或垂球進行對中，對中誤差不能超過1mm。用天線上的圓水準泡和長水準氣泡整平天線。用鋼卷尺在互為120°的三處量取天線高，當互差不大于3mm時，取中數(shù)取用。否則應重新對中、整平天線后再量取。（2）定向安置GPS接收機的天線是，應將天線上的標志線指向正北方向，用羅盤確定正北方向。其天線定向誤差不能超過5mm。對于未標示定向標志的接收機天線，可預先指定定向標記，每次按此標記安置儀器。（3）觀測記錄根據(jù)圖上的控制網(wǎng)，在BG32和BG25控制點上各安放一臺接收機，并固定不動，在1、2、3、4號觀測點上各安放接收機一臺，安置儀器一定要穩(wěn)固可靠。經(jīng)檢查接收機電源電纜和天線等連接無誤后方可開機。開機后輸入測站名，觀測單元號等然后進行作業(yè)。接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測員要記錄C/A碼及P碼偽距；載波相位觀測值；觀測時刻；衛(wèi)星星歷等。還要及時查看接收的衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星編號、衛(wèi)星的健康狀況、各通道的噪音比、單點定位結果、余留的內存量及電池的電量，如果發(fā)現(xiàn)上述異常，應及時記錄，以免作業(yè)受阻。每隔一個小時記錄一次觀測衛(wèi)星好、天氣狀態(tài)、實時定位的PDOP值。當1、2、3、4號點位均觀測完畢時，將這些點上的接收機換到5、6、7、8號點位上，重復上述操作，并記錄數(shù)據(jù)。將成果記錄在GPS測量手薄中。以上1-8號觀測點均觀測一遍后，并記錄好數(shù)據(jù)，方可進行第二遍觀測。待第二遍觀測完畢后第一期監(jiān)測完畢。下一周進行第二期觀測，以此類推，總觀測時間為一個月。（4）注意事項觀測時，在接收天線10m內不能使用對講機，不能移動天線，要防止人員和其他物體碰動天線。可以派小組隊員對天線進行看護。遷站前一定要確定所有預定的作業(yè)項目均已全面完成并且符合要求，記錄和資料都完整，方可遷站。8.4.3記錄記錄內容包括以下幾個方面：C/A碼及P碼偽距；載波相位觀測值。觀測時刻t。衛(wèi)星星歷。測站及接收機的初始信息：測站名，觀測單元號，時段號測站的近似坐標，接收機編號和天線編號，天線高，觀測日期，采樣間隔，截止高度角等。對于GPS測量的記錄有如下要求：及時填寫各項內容，書寫要認真仔細，字跡工整清晰。一律用鉛筆進行記錄，盡量不要涂改和追記。接收機內部內存中的數(shù)據(jù)文件應及時拷貝成一式兩份，并在存儲介質外面貼上相應的標簽。觀測手薄事先應連續(xù)編頁，裝訂成冊，不得有缺損。9外業(yè)觀測成果的數(shù)據(jù)處理9.1觀測記錄完整性及合理性檢查觀測記錄的完整性可由各作業(yè)小組在野外進行，也可以交給內業(yè)數(shù)據(jù)處理來處理。檢查項目包括：記錄手薄中的內容是否完整，記錄方式是否正確，天線高的數(shù)值是否合理。如果偏差過大應及時與外業(yè)人員聯(lián)系，商議對策。通過點位縮略圖和測量近似坐標等判定設站是否正確，若發(fā)現(xiàn)與點之記或原設計坐標存在較大差異，需要與外業(yè)工作人員核實。9.2外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質量的檢核外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質量的檢查是通過對外業(yè)GPS觀測數(shù)據(jù)進行處理，這里我們可以使用我們選擇的徠卡儀器配套的相關數(shù)據(jù)處理軟件來對處理結果進行檢核。反應GPS外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質量的數(shù)據(jù)處理結果是基線解算的結果和GPS網(wǎng)無約束平差的結果，即所得的坐標值。由于我采用的是靜態(tài)監(jiān)測模式，所以數(shù)據(jù)處理采用靜態(tài)數(shù)據(jù)處理模式進行。靜態(tài)數(shù)據(jù)處理模式是以每一期觀測數(shù)據(jù)做一次相對定位，然后通過計算兩期間監(jiān)測點的坐標差來測定變形量。然后各期通過靜態(tài)相對定位來獲得基線向量，再進行網(wǎng)平差，從而獲得監(jiān)測點的坐標，獲得坐標后我們就可以根據(jù)兩期間監(jiān)測點的坐標差采用統(tǒng)計檢核的方法來確定該坐標差是否是變形量。最后把每期8個監(jiān)測點的x、y、z坐標值做列表對比，從而確定變形量。在GPS觀測中，網(wǎng)中的任意兩個監(jiān)測點的同步觀測結果可以得到這兩個點間的基線向量觀測值，為了提高精度，我們將不同時段的基線向量組成網(wǎng)，從而進行整體平差。其基線解算過程和網(wǎng)平差過程使用BERNESE數(shù)據(jù)處理軟件來解算。9.2.1觀測數(shù)據(jù)的預處理外業(yè)觀測結束后，應及時從接收機中下載數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理，以便對外業(yè)數(shù)據(jù)的質量進行檢核。由于我們得到的觀測數(shù)據(jù)中可能含有粗差，格式不統(tǒng)一等問題，所以我們要進行觀測數(shù)據(jù)的預處理，其主要內容為：對數(shù)據(jù)進行平滑濾波檢查，從而可以剔除掉粗差；我們要將各類數(shù)據(jù)的格式統(tǒng)一化，也就是將各種數(shù)據(jù)轉換成相互兼容的標準化數(shù)據(jù)格式，以便后期我們計算使用；找到整周跳變點，并且還要修復一些觀測值；最后對一些觀測值進行模型改正。GPS觀測數(shù)據(jù)的預處理是GPS變形監(jiān)測的基礎，也是后期數(shù)據(jù)處理是否得當?shù)年P鍵，如果沒有這些預處理可能我們最后得到的結果就沒有意義，所以預處理非常重要。9.2.2數(shù)據(jù)處理方法我們這次GPS觀測數(shù)據(jù)的測后處理，由于GPS的數(shù)據(jù)處理相當?shù)膹碗s，為了工作效率，我們采用徠卡測量辦公軟件LGO來自動完成，內容主要包括基線解算和GPS網(wǎng)平差，從而得到各個觀測點的三維坐標，并列表比較每期觀測每個坐標的X、Y、Z坐標值的變化量，從而確定變形量。9.2.3誤差來源GPS定位中出現(xiàn)的各種誤差，按性質可分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩大類。其中，系統(tǒng)誤差無論從誤差的大小還是對定位結果的危害性來講，都比隨機誤差要大的多，但是他們又有規(guī)律可循，可以采取一定得方法和措施來消除?？傮w來講誤差可分為以下幾個方面：（1）衛(wèi)星星歷誤差；（2）衛(wèi)星鐘的鐘誤差；（3）電離層的延遲；（4）對流層的延遲；（5）多路徑效應；（6）接收機鐘的鐘誤差；（7）接收機的位置誤差；（8）接收機的測量噪聲誤差；綜合上述誤差并結合在圖書館的實際作業(yè)情況，能影響到此次作業(yè)的誤差主要為：與衛(wèi)星有關的誤差和信號傳播的誤差。其他的誤差來源根據(jù)我們選擇的儀器和圖書館四周的環(huán)境，多路徑效應和接收機有關的誤差幾乎不可能影響到結果。所以這些誤差可以忽略不計。針對以上兩種誤差我們采用以下方法來消除：（1）我們可以忽略衛(wèi)星鐘的數(shù)學同步誤差；（2）可以通過其他渠道例如國際GNSS服務的IGS來獲取精確的衛(wèi)星鐘差；（3）還可以通過觀測值的相減來消除掉公共的鐘差值；（4）采用精密星歷來消除或消弱星歷誤差；（5）采用相對定位模式；9.3補測和重測如果在施測的過程中發(fā)生以下情況時要進行補測或是重測：外業(yè)卻測，漏測，或觀測值不滿足技術規(guī)范表中的相關規(guī)定時，應及時補測。復測基線的邊長較差超限，同步閉合環(huán)閉合差超限，可剔除該基線而不必進行重測，但剔除該基線向量后，新組成的獨立環(huán)所含的基線數(shù)不得超過相關規(guī)定，否則應重測與該基線相關的同步圖形。對于需補測或重測的時段或基線向量，要分析其具體的原因，盡量安排在一起進行同步觀測。補測或重測的原因及處理方式等應該寫入數(shù)據(jù)處理報告中。10工作進度及經(jīng)費預算10.1工作進度計劃根據(jù)所選的方案，以及實地勘察的結果，結合人員配備，儀器選擇和經(jīng)費預算，工作量決定為一個月完成，工作進度見表10-1。表10-1工作進度表工作項目時間人員配備備注選點5月1號隊長，測量員2名可以增加一天時間埋石5月2號測量員2名可以增加一天時間施測作業(yè)5月到6月所有工作成員必須完成數(shù)據(jù)處理6月1號到3號內業(yè)數(shù)據(jù)處理人員可以增加一天時間10.2經(jīng)費預算具體經(jīng)費預算表見下表10-2。表10-2經(jīng)費預算表項目收費標準數(shù)目單項費用（元）觀測墩300/個82400徠卡接收機5000/個630000AX1201天線500/個63000LGO數(shù)據(jù)處理軟件200/個1200工程師工資5000/月15000測量員工資3000/月39000其他費用1000總計3960011上交資料根據(jù)設計方案實地施測并數(shù)據(jù)處理后無誤，成果資料及圖紙。資料如下：（1）測量任務書和技術設計書；（2）點之記、選點資料和埋石資料；（3）接收機、天線、氣象設備、羅盤以及其他工具；（4）所有記錄表包括外業(yè)觀測記錄手薄、測量手薄、備注手薄等；（5）儀器中樹立處理生成的文件、資料和最終成果表；（6）此次施測的技術總結和成果驗收報告。致謝在本設計的寫作過程中，我的導師張慧峰老師給予了我莫大的幫助，從選題開始，老師及時恰當?shù)刂笇Я宋业倪x題，到開題報告，老師又傾注了大量的心血來幫助我改進開題思路，從而使得這篇設計得以順利開始。在正式設計的寫作前，由于自己掌握的地區(qū)資料不完善，張老師給我了許多資料，使得方案設計更加合理。在寫作的過程中，遇到了許多的困惑和難題，又是張老師耐心的講解和回答，才使得我突破重重難關，最終完成了這篇設計。在此對張老師表示由衷的感謝和崇高的敬意！畢業(yè)設計就是畢業(yè)前我們僅有的一次再學習過程，我非常珍惜這一次機會，感謝所有的老師們?yōu)槲姨峁┝诉@樣一次珍貴的機會，感謝學校！四年的大學生活匆匆而逝，我總以為四年的生活會很漫長，其實不然，就這樣在學習中，跟同學們相處中，跟隨老師們取道時，時光已經(jīng)慢慢過完，讓我有點不知不覺驚愕的感覺。感謝四年中包容我的學校，老師和親愛的同學們，有了你們我的大學四年時光才過的有意義。馬上就要離開校園了，人們常說人生最美麗最美好的時光就是在校園里度過的，雖然我要離開，但是我永遠不會忘記生命中這最難忘的四年時光。因為這四年時光讓我長大了，堅強了，成熟了，我已經(jīng)做好了踏入社會的準備，并且相信自己一定能在社會中找到屬于自己的一片天空！最后感謝所有辛苦無私的老師們，祝你們身體健康，工作順利，祝愿所有學弟學妹們學業(yè)有成，祝福我偉大的母校越來越輝煌！參考文獻 eq\r(,a2+(bd2))eq/r(a2+(bd)2)[1]李峰GPS技術在變形監(jiān)測中的應用研究探索建筑經(jīng)濟2007年12月專刊[2]胡友建，梁新美，徐成功論GPS變形監(jiān)測技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢測繪科學第31卷第5期[3]鄒雙朝，甘孝清，周武GPS在湖北白蓮河抽水蓄能電站變形監(jiān)測網(wǎng)中的應用長江科學學院院報第29卷第6期[4]吉星升,董軍,盧秀山GPS技術在工程測量中應用現(xiàn)狀及其局限性山東科技大學學報第20卷第4期[5]吳超超，王寶山，盧世民變形監(jiān)測平面控制網(wǎng)的建立與精度估算地理空間信息第7卷第4期[6]岳建平,方露,黎昵變形監(jiān)測理論與技術研究進展測繪通報2007年第7期[7]彭廣亮變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析方法研究遼寧工程技術大學碩士論文2006年11月[8]徐金鴻變形監(jiān)測課程教學改革的思考礦山測量2009年12月第6期[9]吳江淮建筑物靜態(tài)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理同濟大學碩士論文2007年1月[10]向海波高精度監(jiān)測控制網(wǎng)的GPS施測技術測繪工程2005年6月第14卷第2期[11]周維興，黎三堅，劉昭民試論變形監(jiān)測控制網(wǎng)建立的若干技術問題江西水利科技2000年6月第26卷第2期[12]LiwenDai,JunZhang,ChrisRizos等GPSandPseudoliteIntegrationforDeformationMonitoringApplicationsSchoolofGeomaticEngineeringUniversityofNewSouthWales2006[13]LiwenDai,JinlingWang,ChrisRizos等APPLICATIONSOFPSEUDOLITESINDEFORMATIONMONITORINGSYSTEMSSchoolofGeomaticEngineering2006[14]薛永安,葛永慧GPS變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)太原理工大學學報2006年7月第37卷第4期[15]余學祥，王慶，萬德鈞GPS變形監(jiān)測信息高精度快速解算方法研究東南大學學報2003年11月第33卷第6期目錄第一章總論 11.1項目背景 11.1.1項目名稱及承辦單位 11.1.2承辦單位 11.1.3項目建設地點 11.1.4可行性研究報告編制單位 11.2報告編制依據(jù)和研究范圍 11.2.1報告編制依據(jù) 11.2.2研究范圍 21.3承辦單位概況 21.4項目提出背景及必要性 31.4.1項目提出的背景 31.4.2項目建設的必要性 41.5項目概況 51.5.1建設地點 51.5.2建設規(guī)模與產(chǎn)品方案 51.5.3項目投資與效益概況 51.6主要技術經(jīng)濟指標 6第二章市場分析及預測 82.1綠色農(nóng)產(chǎn)品市場分析及預測 82.1.1生產(chǎn)現(xiàn)狀 82.1.2市場前景分析 92.2花卉市場分析及預測 112.2.1產(chǎn)品市場現(xiàn)狀 112.2.2市場需求預測 122.2.3產(chǎn)品目標市場分析 132.3中藥材產(chǎn)品市場分析及預測 132.3.1產(chǎn)品簡介 132.3.2產(chǎn)品分布現(xiàn)狀分析 152.3.3市場供求狀況分析 162.3.4市場需求預測 17第三章建設規(guī)模與產(chǎn)品方案 203.1項目的方向和目標 203.2建設規(guī)模 203.3產(chǎn)品方案 213.3.1優(yōu)質高產(chǎn)糧食作物種植基地 213.3.2無公害蔬菜種植基地 213.3.3中藥材種植基地 213.3.4花卉種植基地 21第四章建設場址及建設條件 224.1建設場址現(xiàn)狀 224.1.1建設場址現(xiàn)狀 224.1.2廠址土地權屬類別及占地面積 224.2建設條件 224.2.1氣象條件 224.2.2水文及工程地質條件 234.2.4交通運輸條件 234.2.5水源及給排水條件 244.2.6電力供應條件 244.2.7通訊條件 244.3其他有利條件 244.3.1農(nóng)產(chǎn)品資源豐富 244.3.2勞動力資源充沛 254.3.3區(qū)位優(yōu)勢明顯 25第五章種植基地建設方案 265.1概述 265.1.1種植基地運營模式 265.1.2種植基地生產(chǎn)執(zhí)行標準 265.23000畝優(yōu)質高產(chǎn)糧食作物種植基地建設方案 285.2.1品種選擇 285.2.2耕作技術 285.2.3種植基地建設內容和產(chǎn)量預期 335.32000畝無公害蔬菜種植基地建設方案 345.3.1概述 345.3.2無公害蔬菜質量標準 345.3.3蔬菜栽培與田間管理 355.3.4種植基地建設內容和產(chǎn)量預期 375.42000畝中藥材種植基地建設方案 385.4.1概述 385.4.2GAP基地建設要求 385.4.3選擇優(yōu)良品種 395.4.4金銀花栽培與田間管理 395.4.5種植基地建設內容和產(chǎn)量預期 435.52000畝花卉種植基地建設方案 445.5.1概述 445.5.2技術方案 455.5.3種植基地建設內容和產(chǎn)量預期 49第六章田間工程及配套設施建設方案 516.1概述 516.23000畝綠色糧食作物種植基地灌溉方案 516.2.1總體布局 516.2.2設計依據(jù) 526.2.3灌溉制度的確定 526.2.4渠道襯砌工程設計 536.32000畝無公害蔬菜種植基地灌溉方案 556.3.1總體布局 556.3.2設計依據(jù) 556.3.3主要設計參數(shù) 566.3.4灌水器選擇與毛管布置方式 566.3.5滴灌灌溉制度擬定 576.3.6支、毛管水頭差分配與毛管極限長度確定 586.3.7網(wǎng)統(tǒng)布置與輪灌組劃分 596.3.8管網(wǎng)水力計算 606.3.9水泵揚程及選型 646.42000畝中藥材種植基地灌溉方案 656.4.1設計依據(jù) 656.4.2設計參數(shù) 656.4.3噴頭選型和布置間距 656.4.4灌溉制度 666.4.5取水工程規(guī)劃布置 686.4.6管網(wǎng)水力計算 706.4.7機泵選型 726.52000畝花卉種植基地灌溉方案 726.5.1設計依據(jù) 726.5.2微灌主要設計參數(shù) 726.5.3微灌灌水器選擇與毛管布置方式 736.5.4微灌灌溉制度擬定 746.5.5微灌支、毛管水頭差分配與毛管極限長度確定 756.5.6微灌網(wǎng)統(tǒng)布置與輪灌組劃分 766.5.7微灌管網(wǎng)水力計算 776.5.8水泵揚程及選型 816.6田間道路工程 866.7灌溉工程 866.7.1機井工程 866.7.2提灌站改造 876.8溝道治理工程 896.9田間配套設施 906.9.1倉儲工程 906.9.2農(nóng)業(yè)技術培訓中心 93第七章節(jié)能、節(jié)水 967.1研究依據(jù) 967.2能耗分析 977.3節(jié)能措施 97第八章環(huán)境與生態(tài)影響分析 988.1環(huán)境影響現(xiàn)狀分析 988.2生態(tài)環(huán)境影響分析 988.2.1建設期對生態(tài)環(huán)境的影響 988.2.2運營期對生態(tài)環(huán)境的影響 988.3生態(tài)環(huán)境保護措施 988.3.1采用的依據(jù)和標準 988.3.2建設期對環(huán)境的保護措施 998.3.3運營期對環(huán)境的保護措施 1008.4環(huán)境影響評價 100第九章企業(yè)組織與勞動定員 1019.1公司體制及組織機構 1019.2勞動定員 1019.3人員來源及培訓 1029.3.1人員來源 1029.3.2人員培訓 102第十章項目組織管理與實施進度計劃 10310.1基本要求 10310.2項目組織 10310.3項目管理 10310.4建設周期計劃 104第十一章風險分析 10511.