gps在工程测绘中的应用

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1、GPS在工程测绘中的应用—_,竺—一ChinaNewchn0l.giesandProductsGPS在工程测绘中的应用朱家兵(西南308队测绘有限公司,云南个旧661000)工程技术摘要:GPS测量技术的出现和不断发展,极大地促进了地籍测绘工作的进步,不仅使地籍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.本文介绍了GPS测量的基本原理,对GPS在工程测绘中的应用进行了分析.关键词:GPS;工程测绘;GPS测量1全球定位系统fCPs1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.该系统由美

2、国同防部于1973年组织研制,历经20年,耗资近300亿美元,于1993年建设成功,主要为军事导航与定位服务.GPS利用卫星发射的无线电信号进行导航定位,具有全球性,全天候,高精度,快速实时i维导航,定位,侧速和授时功能,并具有良好的保密性和抗干扰性.GPS已成为美国导航技术现代化的重要标志,被称为本世纪继阿波罗登月计划之后的义一重大航天技术.GPS不但可以用于军事上各兵种和武器的导航定位,在民用上也具有广泛的应用.GPS定位技术的引入,引发了测绘技术的一场革命,使得测绘领域步人了一个新的时代.全球定位系统【GPS)II~j部分(见6-39)组成:空间卫

3、星星座,地面监控系统和用户设备.图1GPS组成示意图经过20年的发展,GPS己经广泛地渗透到了经济建设和科学技术的许多领域,尤其足对经典测量学的各个方面产了极其深刻的影响.它在许多学科,如地球动力学,大地测量学,天文学,大气科学,海洋科学,地球物理勘探,航空与卫星遥感,丁程变形监测以及精密时间传递等方面的广泛用,充分地示了这一卫星定位技术的岛精度与高效益2GPS定位原理全球定位系统fGPS)的定位基本原理,是夺间距离交会定点原理.假设在地面上有3个无线电信号发射台,其位置坐标已知,用【xi'yi#淇中i_1,2,3)表示用户接收机在某一时刻采用无线电测距

4、的原理测得接收机到3个无线电发射台的距离只Ri(i=l,2,3),则只需以3个发射行为球心,以所测距离为半径,即可用距离交会原理计算m用户接收机的空间位置Y,)其数学模型如下:.=■:如果只有两个无线电发射台,则可根据用户接收机的概略位置交会f¨接收机的平面位置.这种通过无线电测距交会定点的方法足目前仍存使用的飞机,轮船的导航定位方法.现在将无线电信号发射台从地而搬到位于空间中的卫星之上,组成一个__I!星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可由3个以f地而已一114一中国新技术新产品知点交会出卫星的空间位置;反之,利用3个以上卫星的已知空间位置,

5、又可以交会出地面上未知的空间位置.这就是GPS卫星定位的基本原理.与传统测绘相比,GPS有其明显的技术优势:f1)定位精度高.用载波相位做相对定位,观测时间少于20rain,可以达到±5mm的距离精度.若采用快速定位方法,观测时问仅需lrain左右,即能达到±0.1m的距离精度.(2)提供一维坐标.GPS测量,在精确测定观测站平面位置的同时,还可以精确测定观测站的大地高程.(31观测站之间无须通视.既要保持良好的通视条件,l又要保障测量控制网的良好结构,一直是常规测量在实践方面的难题之一.GPS测量可以节省常规测量所需的造标费用,减少测量时间,经济效益十

6、分显着.(41全天候作业.GPS测量T程,通常可在任何地点,任何时间连续地进行.3GPS测量实施GPS测量的外业工作主要包括选点,建立观测标志,野外观测以及成果质量检核等;内业T作主要包括GPS测量的技术设计,测后数据处理以及技术总结等.如果按照GPS测量实施的工作程序,则可分为技术设汁,选点与建立标志,外业观测,成果检核与处理等阶段.现将GPS测量中最常用的精密定位方法一静态相对定位方法的T作程序作一简单介绍.3.1GPS网的技术设汁GPS网的技术设计是一项基础性的工作.这项工作应根据网的用途和用户的要求来进行,其主要内容包括精度指标的确定和网的网形设

7、计等.3.1.1GPS测量的精度指标精度指标的确定取决于网的用途,设计时根据用户的实际需要和可以实现的设备条件,恰地确定GPS网的精度等级.精度指标通常以网中相邻点之间的距离误差mR来表示,其肜式为:mR一【50+PP?D(1)式中D为相零点间的距离fkm1.现将我围不同类级GPS网的精度指标列于表1所示.表1各级GPS网的精度指标3.1.2I)司形设计常规控制测量巾,控制网的图形设计卜分重要.在GPS测量时由于不需要点间通视,因此形设计灵潘『生比较大.GPS网设汁主要考虑以下几个问题:网的可靠性设计.GPS测量有很多优点,如测量速度快,测量精度高等,但

8、是由于足无线电定位,受外界环境影响大,所以在形设ift,,j-应重点考虑成果的准