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时间:2018-10-20
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1、浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用要点在现代工程项目的建设中,测量对于工程整体进度和质量都具有重要的影响。从GPS测量技术的原理、特点出发,探讨其在工程中的应用以及要点。 关键词GPS测量技术;工程测量;要点 TB22A1674-6708(2011)46-0158-02 1GPS测量技术原理及特 1.1原理 GPS是GlobalPoaitioningSystem的简称——即全球定位系统,20世纪70年代,由美国开始研究开发,历时20年,耗资200亿美元,终于在1994年全面建成,该系统
2、可以对海陆空进行全方位的实时三维导航与定位,是新型卫星导航与定位系统。全球定位系统拥有的优势特点是:全天候、精度高、操作简便、高效益,因此受到了众多测绘工的信赖。GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点架设GPS接收机,在某一时刻同时接收了三颗以上的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,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)。 1.2特点 1)测站之间无需通视。GPS工程测量对各个测站间的要
3、求很简单,相互之间不需要通视,仅要注意测站的上部空间需开阔,以保障GPS系统在接收卫星的信号时不被干扰。也正是由于这个特点为测量工程节省了大量的造标费用。因为各个测站无需通视,点位的选择就很灵活、方便,可以根据具体工程的需要来选择位置,省去了大地X测量中的过渡点、传算点的测量工作; 2)定位精度高。一般的双频GPS接收机基线解精度为5mm1ppm,红外仪的精度则为5mm5ppm,GPS测量出的精度相当于红外仪的精度,但距离越长,GPS测量的精度优势就越明显。在各种应用实践中证明,GPS相对定位精度在
4、50km以内时,可以达到10-6,GPS相对定位精度在100km~500km时,可以达到10-7,GPS相对定位精度在1000km时,可以达到10-9。而在300m~1500m的工程精密定位测量过程中,1小时以上观测的解,其平面位置误差小于1mm,与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较,其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm; 3)观测时间短。在布设GPS控制X时,各个测站的观测时间大概是30min~40min,如果应用快速静态定位方法,其观测的时间会更短。若是应用实时动态差分法(R
5、TK-Real-timekinematic)能在5s内求得测点坐标; 4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程; 5)操作简便。GPS测量系统接收机也在不断的改进、完善,其自动化的程度也在逐步提高:接收机的体积越来越小,重量越来越轻,这在很大程度上减轻了外业测量人员的工作紧张程度和劳动强度。而今GPS接收机已趋向于小型化和操作简便化,测量工作人员只需将天线对中、整平,量取天线高、打开电源即可进行自动观测,对获取的数据,利用各种数据处理软件进行处理即求
6、得测点三维坐标。另外,GPS观测工作在一天之中的任一时间都可以进行,各种恶劣天气、气候情况对它的影响不是很大。 2GPS测量技术在工程测量中的应用 2.1GPS测量的外业实施 1)选点。点位应选择在易于安置接收设备、视野开阔的位置。选点时应着重考虑:(1)每点最好与某一点通视,方便在后续的测量工作中继续使用;(2)视野周围高度角15°以上不应有障碍物,以免信号被遮挡或吸收;(3)点位附近不应有大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),棋局里不应小于200m,距离高压电线不得小于50m等,避免电磁
7、场对信号的干扰,减弱多路径效应的影响;(4)点位应选在交通便利、地面基础稳定、易于保存、有利于其他观测手段扩展与联系的地方,以便观测和日后使用;(5)选点结束后,按要求埋设标石,标石要求必须坚固、稳定,并填写点之记。 2)观测。外业观测主要包括以下内容:天线安置、开机观测、气象参数测定、观测记录。并及时将数据转移至存储设备上,观测者填写观测手簿。 2.2GPS测量的数据处理 GPS数据处理主要流程如下: 将GPS接收机记录的观测数据传输到存储设备之后,就需要对数据进行分流,即从原始记录中,通过
8、解码将各种数据分类整理,剔除无效观测值和冗余信息,形成各种数据文件,如星历文件、观测文件和测站信息文件等。统一数据文件格式,将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样密度和观测值数据单位统一为标准化的文件格式,以便统一处理。采用多项式拟合法,平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数,使观测时段的卫星轨道标准化。探测周跳、修复载波相位观测值。对观测值进行必要修改,在GPS观测值中加入对流层改正,单频接收的观测值中加入电离层改正。预处理的主要目的是净化观测值,提高
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