gps定位测量系统在南水北调工程中应用

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1、GPS定位测量系统在南水北调工程中应用　　摘要：本文就GPS测量技术的概念及其特点、应用GPS建立控制网的技术特点与布点原则、GPS系统定位测量的基本理论以及GPS定位技术在南水北调工程施工测量中的误差分析及改进措施四个方面对GPS定位测量系统在南水北调工程中的应用进行了简要分析。关键词：GPS定位测量系统；南水北调工程中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：一、GPS测量技术的概念及其特点1、GPS即GlobalPositioningSystem，其源于1958年美国军方的一个项目，其原本是为了向军方不对提供实时的

2、导航服务，不过发展到如今已经发展成为了一项极为重要的民用系统。其主要的系统是由空间卫星与地面控制系统共同控制的。8地面控制系统包括主控站一个、注入站三个以及监测站五个，这三方面的作用各有不同，主控站的作用是根据监控站对GPS的观测数据计算出卫星的星历以及卫星钟的改正参数等，并通过注入站将这些数据注入到卫星中去；注入站的作用就在在于把主控站所得出的计算数据导入到卫星中；而监控站的作用是接收卫星信号监测卫星工作状态。在建筑工程测量领域中，作为一种新型测量技术，GPS测量技术由于具有定位速度快以、有效减少基本控制网点的密度

3、及提高工作效率等优势而被广泛应用于建设施工测量中。2、GPS测量的特点如下：测量精度高，测量控制网一次测定到位，没有误差的传递和积累，在小于50km的基线上，其相对定位精度可以达到1×10-6，在大于1000km的基线上可以达到1×10-3；测站间不需要通视，GPS测量的点位与点数并不是固定的，可以根据测量的需求来定。观测用时较短，运用GPS系统进行测量时所用时间较短，对于动态的定点仅需几秒，对于静态的定点用时也只需要20min左右。仪器的操作十分简便，在观测过程中，测量人员只要对相关的参数进行设定并对中、整平、量取

4、天线高系统便会自动完成测量。用计算机对数据的测定和分析进行处理，以免产生人为误差；全天候连续作业，GPS因其卫星数目多且分布均匀的特点，可以保证能够进行连续观测，且观测不会受到时间、空间的限制，也不会受到天气等其他因素的影响。二、应用GPS建立控制网的技术特点与布点原则1、与常规测量方法相比，GPS在布设控制网方面具有的特点1.1控制点间无需通视8用GPS进行定位，无须保持各控制点之间的通视，只要各站上空开阔。这彻底摆脱了常规大地测量既要求站间通视，又要保持网形的难题，因而选点灵活，经济效益也高。尤其对位于平原地区的

5、南水北调类线型工程，利用GPS定位测量受益颇多。1.2定位精度高根据大量的资料表明，GPS定位的相对定位精度相当高。在15km以内，定位精度可达厘米级;而在几十千米到几千千米的基线上，相对定位精度可达10－7～10－8数量级。1.3观测速度快。目前，用GPS作静态相对定位，观测时间约为1h，精度为5mm+1ppm，而采用快速定位技术，对双频机仅需5min(对单频机，当卫星数大于5h，也只需要15min左右)，即可达到同样的精度5mm+1ppm。1.4自动化程度高在实测中，观测人员的主要工作是安装仪器，开关仪器，量仪器

6、高及检测仪器运行情况等，其余一切工作都由GPS接收机完成。1.5全天候作业GPS可在任何地点、任何时间连续进行，不受天气影响。2、GPS网选点原则由于GPS观测站之间不要求相互通视，所以选点工作较常规测量要简便得多。在选定GPS点点位时，应遵循以下原则：2.1点位应选在基础稳定，并易于长期保存的地方。82.2点位应便于安置接收设备和操作，视野开阔，市场内不应有高度角大于15°的成片障碍物，否则应绘制点位环视图。2.3点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体。点位距大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)的距离不应小于

7、400m;距220kV以上电力线路的距离不应小于50m。2.4点位应利于勘测放线与施工放样。对于大型桥梁、互通式立交、隧道等建筑物还应考虑加密布设控制网的要求。此外，有时还需要考虑点位附近的通讯设施、电力供应、交通等情况，以便于各点之间的联络和设备用电。在利用旧点时，应检查标石的完整性和稳定性。三、GPS系统定位测量的基本理论1、GPS卫星定位原理GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图1所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以

8、测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：2、GPS定位测量的方法GPS的定位方法，如果按照测量中用户接收机天线所处的状态来划分，可以分为静态定位与动态定位；如果按照定位的结果来划分，可分为绝对定位与相对定位。82.1静态定位静态定位是指接收机天线相对于周围的地面点而言，在其位置处于静止