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1、GPS在工程控制测量中的应用科1技I论1坛GPS在工程控制测量中的应用科高大鹏刘璐璐(大庆市规划建筑设计研究院,黑龙江大庆163311)摘要:GPS(GlobalPositioningSystem)~.~球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统.其应用技术已遍及国民经济的各个领域.在测量领域,GPs系统已广泛用于大地测量,工程测量,航空摄影测量以及地形测量等各个方面.将以大庆市的省公路路网项目为例,概略叙述GPS系统在公路工控制测量中的应用.关键词:GPS定位系统;公路工程;控制测量;应用1概述一直是测量学的难题.GPS这一特点.使得选点GPS
2、全球定位系统(GlobalPositioning更加灵活方便.但测站上空必须开阔,以使接收svstem)在公路工程测量中的应用,在最近的两GPS卫星信号不受干扰.年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可2.2定位精度高.一般双频GPS接收机基以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的线解精度为5mm+lppm,而红外仪标称精度为三维坐标,三维速度和时间信息等技术参数.我5mm+5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随们先了解一下GPS系统的组成,工作原理以及着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出.大量在测量领域的应用特点.实验证明,在小于50公里的基线上,其相对定
3、1.1GPS系统的组成位精度可达12×10,而在100~500公里的基GPS全球定位系统由空间卫星群和地面线上可达l0~1O.监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当2.3观测时间短.观测时间短采用GPS布然还应有卫星接收设备.设控制网时每个测站上的观测时间一般在1.1.1空间卫星群30~40min左右,采用快速静态定位方法,观测GPS的空间卫星群由24颗高约2O万公时间更短.例如使用Timble5800GPS接收机的里的GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道RTK法可在5s以内求得测点坐标.面上,各平面之间交角为6O.,轨道和地球赤2.4提供三维坐标.GPS测量
4、在精确测定道的倾角为55~,卫星的轨道运行周期为ll观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地的大地高程..点地平线以上可以接收4到l1颗GPS卫星发2.5操作简便.GPS测量的自动化程度很送出的信号.高.目前GPS接收机已趋小型化和操作简单1.1.2GPS的地面控制系统化,观测人员只需将天线对中,整平,量取天线GPS的地面控制系统包括一个主控站,三高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理个注入站和五个监测站,主控站的作用是根据软件对数据进行处理即求得测点三维坐标.而各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历其它观测工作如卫星的
5、捕获,跟踪观测等均由和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入仪器自动完成.站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制,向2.6全天候作业.GPS观测可在任何地点,卫星发布指令,调度备用卫星等.监控站的作用任何时问连续地进行,一般不受天气状况的影是接收卫星信号,监测卫星工作状态.注入站的响.作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去.GPS地面控制系统主要设立在大西洋,印度洋,太平洋和美国本土.1.1.3GPS的用户部分GPS的用户部分由GPS接收机,数据处理软件及相应的用户设备如计算机,气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等.在测量领域,随
6、着现代的科学技术的发展,体积小,重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便.1.2GPS的工作原理GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统.在需要的位置P点架设GPS接收机,在某一时刻ti同时接收了3颗(A,B,c)t:A上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP,SBP,SCP,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标).2GPS测量的技术特点相对于常规的测量方法来讲,GPS测量有以下特点:2.1测站之间无需通视.测站间相互通视3GPS系统在
7、实际测量工作中的应用公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能.静态功能是通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位,实地放样地面上.我市的省路网改造项目应用GPS测量是于2005年开始的,2005年在国道301线大齐高速连接线2O公里的控制测量中推广使用了静态功能这一技术.国道301线大齐高速连接线控制测量:3.1建立布网方案.国道301线大齐高速连接线两侧多芦苇地,池塘,居住区及工业园区,地物地貌较为复杂,部分区域和方向有遮挡,该测区内原有BJ54坐标系的E级控制点二个(已知起算点),其中al