基于GNU GAMA软件的西山实习基地控制网设计与数据处理开题报告

1. 研究目的与意义

对带有不可避免误差的观测数据进行平差处理，获取目标值的最优估计，是测量工作重要环节之一。经过不断的研究与实践，测量平差理论从基于高斯最小二乘理论的经典平差发展成具有完整理论体系的近代平差。在测量平差的发展过程，计算工具对平差计算方法起到了巨大的促进作用。在过去手算时代，平差计算面临繁重而枯燥乏味的乘、除法等数值计算，大量的法方程解算不仅花费大量的时间和精力，而且解算精度也难以保证， 因而，经典平差的主要研究方向之一是如何减少法方程计算，寻求捷径或简化方法。

为了实现大规模测量数据平差计算的高效处理，国内外研究机构和研究人员从降低数据处理算法复杂度等角度进行了广泛的关注和研究：m.ge 提出一种新的参数消去方法解决 gnss 数据处理过程中面临的大量模糊度参数解算，通过消除法方程中失效的模糊度参数以降低法方程维数，消参法对内存要求减少到 1/10，计算时间至少减少到 1/3。由于非差相位精密单点定位处理时间接近于 o(n)，通过联合 ppp 的解算结果，双差模糊度能够以网解相同的方式定义和固定，因此基于非差 ppp 模式的网解是 gnss 网络数据处理发展的必然趋势。由于全网模糊度解算处理时间接近于 o(n4)，这就限制了网络的测站总数不能超过 100 个。blewitt根据“不动点理论”提出 ambizap 算法用于基于 ppp 的 gps 网解算，经测试，该算法解算时间为 o(n)，陈宪冬对该算法进行了验证，但这种方法目前仅用于事后静态定位处理。宋力杰提出利用解算约化代替求逆约化，提出一种分区平差快速解算新算法用于解决超大规模网平差计算。蔡华对 gnss 大网实时数据快速解算方法与应用进行详细研究，提出了一种合理的 gnss 大网实时数据快速处理流程。

另一方面，随着计算机硬件平台的高速发展，多核 cpu 众核 gpu 已成为当前通用计算机体系架构的主流，使得普通计算机拥有了“超级计算”的性能，相应的分布式计算技术及其应用引起了越来越多的重视，分布式计算技术以其高效的资源利用效率和计算效率， 逐步成为大幅提高大规模数据解算能力的主流方法。

2. 研究内容和预期目标

测量数据的平差处理是测量工程项目中的一项重要内容，是获取最终点位坐标、高程以及精度评定的重要手段。本课题拟基于国外优秀的开源测量平差软件gnu gama，结合西山太湖实习基地控制网的实测数据，进行控制网设计、测量数据平差处理的学习和研究，分析观测成果质量，并对gama软件的可靠性、稳定性进行评价分析。

围绕上述研究目标，论文主要从以下几个方面展开研究：

(1)学习平面控制网的设计、建立与数据处理等相关理论；

3. 研究的方法与步骤

（1）研究方法：

① 文献研究法：搜集整理平面控制网设计的相关知识研究资料，为西山的平面控制网设计做准备，从而全面地、正确地根据西山的实际情况设计出较好的控制网。

② 比较分析法：比较cosa和gnu gama对西山实测数据的平差结果，找出共性和个性，从而来对gnu gama软件来进行研究分析。

4. 参考文献

1. 商曼, 刘志锋. lgo与科傻平差软件在滑坡变形监测中的应用[j]. 北京测绘, 2017(05): 68-72.

2. 赵德良, 汤玉兵, 佟照辉. 利用vb编程实现不同平差软件间数据格式的转换[j]. 地矿测绘, 2011, 27(03): 38-40.

3. 陈艳会, 陆日壮, 赵慧. 青山冲水库工程施工控制网的设计与实施[j]. 海河水利, 2017(06): 32-34.

5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.1.20——2022.3.24）：

2022.1.20——2022.3.15为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集等；2022.3.16——2022.3.25为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。

二、研究工作开展阶段（2022.3.26——2022.5.20）：