基于GPS的农田面积测量系统的研究

摘要

面积数据在很多领域都是非常重要的。农田管理和生产决策必须首先要获取准确的农田面积数据。
　　本文研究了农田面积测量中GPS数据转换精度的问题，采用柯西-黎曼条件推导高斯投影公式，当经度带内经差l<3.5°时，可使坐标换算精确至0.001m；采用积分法获得较高的中央子午线弧长计算精度，从而提高了高斯投影的转换精度。
　　本文探讨了提高GPS接收机单点定位精度的方法，采用拉依达准则剔除测量数据的异常值，减少定位跳动值对测量结果的影响；采用算术平均法对测量数据做数字滤波处理，减少了干扰；研究了测量次数对定位精度的影响，通过试验得出测量次数n=200时可得到较高的定位精度，此时误差半径仅为1.2m。
　　本文采用解析法计算农田面积，并以航线法、航迹法和分段二次插值法分别对规则农田区域和不规则农田区域进行面积测量试验。对于规则农田区域，本文以方型农田地块为试验对象进行了航线法和航迹法的测量对比试验，试验结果表明：采用航线法可以提高规则农田面积的测量精度，相对误差为4.6％；针对不规则农田区域，本文以田径操场模拟农田试验对象进行了航迹法和分段二次插值法的测量对比试验，试验结果表明：采用分段二次插值法可以提高不规则农田面积的测量精度，相对误差为2.0%.
　　本文研究了农田边界测量曲线的闭合问题，采用冗余测量法使测得的农田边界曲线闭合，试验结果表明，测量曲线闭合比曲线不闭合的计算结果更精确，误差更小。
　　本文以VisualC++6.0为开发语言，研制了农田面积测量系统，实现GPS定位信息的实时获取和农田面积、周长的快速计算。

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第一章 绪论

1.1精细农业

1.2 课题研究目的及意义

1.3课题研究内容及技术路线

1.4本章小结

第二章 GPS定位系统及高斯投影

2.1 GPS定位系统

2.2 GPS定位原理

2.3定位误差的来源

2.4高斯投影及算法改进

2.5 本章小结

第三章 面积算法及接收机定位精度

3.1现有测量面积的方法

3.2解析法计算面积

3.3接收机单点定位精度的研究

3.4提高单点定位精度的措施

3.5 航线测量法的研究

3.6 航迹测量法的研究

3.7 插值法测量面积的研究

3.8闭合区域面积测量问题的研究

3.9本章小结

第四章 软件设计

4.1 MSCOMM控件的介绍

4.2 NMEA-0183协议

4.3 软件流程

4.4 处理GPS语句信息模块

4.5高斯投影模块

4.6区域图形显示模块

4.7 本章小结

第五章 试验结论和课题展望

5.1 试验结论

5.2 课题展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

附录：