第1章 绪论 1
第2章 打桩定位的基本概念 4
2.1 桩及其空间的表达 4
2.2 打桩船 7
2.3 打桩定位的技术方案 8
第3章 坐标系统及相互转换 10
3.1 坐标系统 10
3.1.1 参心坐标系 10
3.1.2 地心坐标系 11
3.1.3 高斯投影坐标系 11
3.2 坐标系统间的相互转换 12
3.2.1 同一坐标系统下不同坐标形式之间的转换 12
3.2.2 不同坐标系间的转换 14
3.3 适用于小角度旋转的坐标转换参数求解与精度分析 17
3.3.1 简化的Bursa模型7参数的计算方法 17
3.3.2 转换参数求取时应注意的问题 18
3.4 适用于大角度旋转的坐标转换与精度分析 19
3.4.1 数学模型 20
3.5 基于多参数正则化的空间坐标转换与精度分析 24
3.5.1 数学模型 24
3.5.2 正则化参数的确定 26
3.5.3 正则化参数个数的选择 27
3.5.4 模拟算例与精度分析 27
3.6 坐标转换系统与实例说明 29
3.6.1 系统功能介绍 29
3.6.2 实例说明 31
第4章 全站仪打桩定位理论、方法与软件 44
4.1 传统打桩定位方法介绍 44
4.1.1 直方桩定位测量的传统方法 44
4.1.2 斜方桩定位测量的传统方法 45
4.1.3 圆桩定位测量的传统方法 47
4.2 全站仪四点法打桩定位 50
4.2.1 四点法计算的数学模型 50
4.2.2 四点法计算流程图 56
4.2.3 四点法试验数据计算 57
4.3 全站仪四方向法打桩定位 57
4.3.1 四方向法计算的数学模型 57
4.3.2 四方向法试验数据计算 60
4.3.3 四方向法计算流程图 61
4.4 全站仪四方向一点法打桩定位 62
4.4.1 四方向一点法计算的数学模型 62
4.4.2 四方向一点法试验数据计算 63
4.4.3 四方向一点法计算流程 64
4.5 全站仪母线切线法打桩定位 65
4.5.1 母线切线法计算的数学模型 65
4.5.2 母线切线法计算流程图 68
4.5.3 母线切线法试验数据计算 69
4.6 全站仪三点定位圆桩 69
4.6.1 三点定位圆桩的数学模型 70
4.7 全站仪三点定位方桩 73
4.7.1 数学模型 74
4.7.2 计算步骤 76
4.8 PDA全站仪打桩定位的软件实现 77
4.8.1 NET Compact Framework 2.0简介 77
4.8.2 Visual Studio 2005介绍 78
4.8.3 .NET Compact Framework 2.0串口开发技术介绍 78
4.8.4 SOKKIA SET530R全站仪双向数据通讯 79
4.8.5 程序框架 81
4.8.6 程序实现 82
4.8.7 算例 82
4.9 Matlab全站仪打桩定位的软件实现 83
4.9.1 Matlab6.5软件介绍 83
4.9.2 软件使用介绍 84
4.9.3 Matlab打桩定位软件框架图 87
4.10 误差分析 87
4.10.1 向量的方向观测值与单位化向量三维分量之间的误差传递 87
4.10.2 误差分析 89
第5章 全球定位系统及RTK技术、VRS技术 91
5.1 全球定位系统的发展与现状 91
5.1.1 美国GPS系统自身的更新 91
5.1.2 欧洲伽利略计划 91
5.1.3 卫星基站增强系统（SBAS） 91
5.1.4 我国“北斗一号”导航定位系统 92
5.2 全球定位系统GPS的组成与特点 92
5.2.1 GPS的组成 92
5.2.2 GPS的特点 93
5.3 RTK技术 94
5.3.1 RTK测量系统的组成 94
5.3.2 RTK测量的实施 95
5.3.3 RTK测量的误差 96
5.3.4 RTK测量的数据处理 96
5.4 虚拟参考站技术 97
5.4.1 虚拟参考站技术概述 97
5.4.2 虚拟参考站技术基本原理 99
5.4.3 VRS参考站技术的优点 104
5.4.4 国内VRS网应用现状 104
5.5 RTCM差分数据及其Internet传输 105
5.5.1 GPS差分数据概述 105
5.5.2 RTCM差分数据的格式及其解码 106
5.5.3 RTCM差分数据在Internet中的传输协议——NTRIP协议 113
5.6 VRS系统的建立 117
5.6.1 基站建设 117
5.6.2 硬件设备组成与安装 118
5.6.3 软件组成与安装 119
5.7 Trimble VRSTM技术 120
5.7.1 Trimble VRSTM介绍 120
5.7.2 GPSNet软件的参数设置 122
第6章 RTK技术用于海上打桩定位计算的数学模型 127
6.1 船固坐标系的建立与坐标转换 127
6.1.1 系统地建立船固三维坐标 127
6.1.2 坐标系统及其相互转换 129
6.2 设计高程面桩中心三维船固坐标及桩顶高程的计算 131
6.2.1 粗略定位模式下桩中心船固坐标的计算 131
6.2.2 精密定位模式下桩中心船固坐标及桩顶高程的计算 132
6.2.3 纵轴线方位角的计算 137
6.2.4 桩架倾斜度的控制 137
6.3 二维坐标转换与精度分析 137
6.3.1 二维坐标转换及其误差 137
6.3.2 平面转换参数的计算 138
6.3.3 待转换点的精度评定 138
6.3.4 各种GPS接收机组合方案对精度的影响 138
6.3.5 打桩中心的位置对精度的影响 139
6.4 顾及纵横倾斜条件的大旋转角空间坐标转换模型的精度分析 140
第7章 系统设计框架与软件介绍 143
7.1 系统需求与配置 143
7.1.1 系统需求 143
7.1.2 系统设备配置 144
7.2 系统主要功能 145
7.3 程序流程图 145
7.3.1 主流程图 146
7.3.2 定位流程图 147
7.3.3 系统的核心计算模块 147
7.4 界面介绍 148
7.4.1 系统新建工程 148
7.4.2 主菜单功能界面 152
7.4.3 视图界面 154
7.5 数据库结构 158
第8章 近景摄影测量与GPS结合用于打桩 164
8.1 像平面坐标系与船固坐标系的转换 164
8.1.1 基本概念 164
8.1.2 传统的外方位元素解法介绍 165
8.1.3 适合于大角度旋转的算法 165
8.2 桩边缘的提取 167
8.2.1 划定范围 167
8.2.2 灰度化、黑白化和边缘化 167
8.2.3 获取精确直线边缘 169
8.3 数学模型与精度分析 171
8.3.1 适用算法 171
8.3.2 精度评定 171
8.4 实例验证 176
8.4.1 数据采集 176
8.4.2 过程数据 177
8.4.3 结果 178
第9章 海桩8号打桩船实例应用 179
9.1 海桩8号打桩船的设备安装与设备船固坐标的测定 179
9.2 打桩前的准备工作 182
9.2.1 坐标转换参数的计算 182
9.2.2 接收机配置文件的修改 184
9.2.3 配置文件的传输 186
9.2.4 参考站的架设和已知控制点的检核 188
9.2.5 GPGGA标准数据格式的系统设置 188
9.3 应用情况汇总 189
9.4 应用与误差分析 190
参考文献 191