gps测量技术在工程测绘中的应用

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1、GPS测量技术在工程测绘中的应用:IChinaNewTechnologiesandProductsGPS测量技术在工程测绘中的应用汪建林f贵州省水利水电勘察设计研究院,贵州贵阳550002)工程技术摘要:GPS测量技术的出现和不断发展,极大地促进了测绘工作的进步,不仅使测绘的工作方式发生了根本性的变革,也大大提高了工程测绘的工作效率,拓广了工程测绘的服务范围.本文对GPS在工程测绘中的应用进行了分析.关键词:GPS;X-程测绘;GPS测量全球定位系统(GPS)是"卫星授时测距导航,全球定位系统"的简称,它在测地中的应用包括:建立和测定大地

2、控制网点;地图测绘;建立地理信息系统;公路,铁路及其他大型工程建设的测量;研究地球动力学现象,包括测量地球外壳畸变,火山隆起,地震预测,大地板块结构及地球旋转等.目前GPS接收机能进行动态,准动态,快速静态等多种测量工作方式,使定位精度达到(3mm十lxlD)(D为测量距离),观测时间由原几小时缩短到几分钟,扩拓了它在大地测量中的应用.GPS在测量中的应用广泛,本文重点分析大地控制网点,水下地形测绘和地球动力学对地震的预测.1测定大地控制网点我国的国家高精度GPS大地测控网布测工作从1991年开始,目的是建立全国性的新的一代基础~.YgN

3、控网,由陕西测绘局,四川测绘局,黑龙江测绘局和武汉测绘大学承担.它是利用先进的GI)S技术对我国的基础控制网进行重测,以提高网点测量精度,优化我国大地测控网,并为地球动力学的研究提供基础数据.布测工作于1996年完成,目前重测后的A级网点有27个,B级网点760个.我国的许多省市引进了GPS测量设备,布测本地区,本市的控制网点,扩大控制面积,为本地区的开发和制定城市建设规划起了积极的作用.2在水下地形测绘中的应用2.1采用实时差分GPS定位海洋资源开发利用,海港建设和改造,航道疏浚和整治;海岸和江岸码头的施T和设计等,所有水下工程都需要精

4、密的水下地形陶.而绘制精密水下地形图都必须进行水深和平面位置的三维测定,然后来用微机进行水下地形图的绘制.水深的测量利用测深仪.根据超声波测量水深的原理,由换能器发射的声脉冲到达海底反射回来,接收器接收反射脉冲,并测定发射至接收之间的时间t,求得水深h_Vt.这里,V为声波在水中的传播速度,v约为1500.在水深测量的同时,还利用潮位仪进行潮位测定,用以改正水深测量值,最后求得水下地形的高程.平面位置的测量,以前采用经纬仪,经外测距仪或三应答器等无线电定位设备.这些设备都具有操作复杂,外界条件要求苛刻等问题,应用十分不便.GPS的出现,开

5、拓了解决平面位置测量的新途径,但是采用单频C/A码定位精度不高,不能进行大比例尺水下地形测绘.应用差分GPs技术可以解决这一问题.将测深仪,潮位仪,差分GPS接收机以及终端设备结合起来,就购成一套完整的测量船上的水下测绘系统.图l为该系统的一种测绘框图.这里,DGPS接收机接收GPS卫星信号和来自差分基站的校正信号,用基台校正数据修正测量船蹬s测量误差.在航行前,预先在计算机中输入测线首尾点坐标.存测量丁作时,92一中国新技术新产品DGPS接收机将测定的坐标参数输入计算机,经汁算与坐标转换,在彩色显示屏上实时显示航迹线及各种导航参数,包括

6、测线号,定位序号,定位时间,基线方向角及航向角,偏离航线距离,离测线起点和终点的距离.操作者根据导航监视器显示的参数,可随时修正航向,沿计划航线航行.定位采样问隔取ls.定位时,计算机[1动打印记录,并将数据存于硬盘和软盘.图1测量船上的水下测绘系统在定位的I~qnq',通过同步定时器给测深仪和潮位仪发出定标信号,使定位采样,测深采样和潮值采样同时进行.同步定标器设置了多条控制线,还可连接其他测试仪器同时定标.按《海上测量规范》要求,海上定位点平面位置误差为图E】.5ram.采用实时DGPS测量精度能达到土2rn,可用于大于1:2000比

7、例尺的测图.2.2采用后处理羞分GPS动态定位GPS后差分动态定位是将两台GPS接收机分别没于差分基站和船站,同步测量来自相同卫星组的导航信号,利用基站得到的校正值,对船站定位数据进行测后修正.后处理GPS测绘系统的框图基本上同图1,仅是DGPS接收机用GPS接收机替代.后差分技术要求船站与差分基站同日报收来自至少j颗相同卫星的信号,并i己录在硬盘和软盘巾,在事后进行数据处理.将基站和船站记录的数据拷人同一计算机进行须处理,形成统一的数据格式.利用后差分软件计算基站GPS测定位置与已知位置的差值,即差分改正数.然后,按照时间对应的方法用此

8、改正数对船站测得的GPS数据进行校正,求得修正后的船载接收机天线所在位置的精确地理坐标.后处理差分的优点是不受船站与基站之间障碍物的影响;可以多个船站同时工作,将测试结果进行家后分别处理,互不