GPS在工程测量中的应用与探讨

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1、南阳师范学院20XX届毕业生毕业论文（设计）题目：GPS在工程测量中的应用与探讨完成人：班级：学制：专业：测绘工程指导教师：完成日期：目录摘要（1）1前言（1）2GPS的工作原理及使用方法（1）2.1GPS测量仪器的结构组成部分（1）2.1.1空间部分（2）2.1.2地面控制系统（2）2.1.3用户设备部分（2）2.2GPS在工程测量中的原理（2）2.2.1测量的特点（2）2.2.2工程测量平面坐标系的建立原理（3）2.2.3GPS测量技术原理（3）2.3GPS在工程测量中的使用探讨（4）2.3.1GPS测量的技术设计（4）2.3.2GPS测量

2、的外业实施（5）3GPS的工程应用与工作方法（7）3.1GPS在控制测量中的应用（7）3.2GPS在碎步测量中的应用（8）4与常规测量比较及其优缺点（9）4.1GPS的优势特点（9）4.1.1操作方面（10）4.1.2精度比较（10）5结束语（12）参考文献（13）Abstract:（13）GPS在工程测量中的应用与探讨摘要：GPS是常用的测量工程的仪器之一，其是一种全球定位系统。随着我国经济的快速发展，其在工程中广泛应用。基于此，本文主要探讨其在工程方面的应用原理方法，以大量的现场操作去验证。从数据中分析其方法的优缺点，找出最快捷的方法。最后

3、分析其未来的发展趋势，以及我国将来在这方面的前景，从而使其更好地应用到我国的国民经济建设中，为广大国民带来更快，便利的生活。关键词：全球定位系统；快速；大量；快捷；前景1前言最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工

4、作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式[1]。GPS在工程中的应用，主要是用于建立各种工程控制网及测定航测外控点等。随着发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，以知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。中国已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同

5、时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。2GPS的工作原理及使用方法2.1GPS测量仪器的结构组成部分第1页(共15页)2.1.1空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS

6、的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。2.1.2地面控制系统地面控制系统由监测站(MonitorStation）、主控制站（MasterMonitorStation）、地面天线（GroundAntenna）所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市（Colorado.Springfield）。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。2.1.3用户设备部分用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。2.2GPS在工程测量中

7、的原理2.2.1测量的特点：相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下特点:（1）测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量,在小于50km的基线上,其相对定位精度可达10-6,在大于1000km的基线上可达1×10-9。（2）测站间无需通视.。GPS测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。(3)观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善,软件的不断更新,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需20min左右,动态相对定位仅需几秒钟。(4)仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高,操作智能化,观测人

8、员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录。（5）全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点