GNSS技术在现代水利工程测绘中的应用.doc

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1、GNSS技术在现代水利工程测绘中的应用　　摘要：GNSS的发展为水利工程测绘工作带来了很多便利，其目前已广泛应用于测绘工作中。文章介绍了GNSS系统的基本构成、工作原理、技术特点，阐述了GNSS技术在现代水利工程测绘中的优势，分析了现代水利工程测绘工作中应用GNSS技术的现状及问题，最后分析了GNSS技术在现代水利工程测绘中的实际应用及其应用前景。　　关键词：现代水利工程；GNSS技术；工程测绘；测绘科学；水利工程建设文献标识码：A　　中图分类号：P228文章编号：1009-2374（2015）31-0

2、059-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.029　　GNSS技术是一种全新的工程测绘手段，具有精度高、效率高、速度高等特点，测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取天线高、采集环境的气象数据、监视仪器的工作状态，而其他工作，如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。现阶段，GNSS已经被广泛应用于通讯、导航、测绘、天文以及其他多个领域中，将GNSS技术引入现代水利工程测绘工作中，可有效确保水利工程测绘数据的真实性、可靠性、

3、完整性，为水利工程质量以及工程技术的安全提供重要保障。下文主要探讨分析GNSS技术在现代水利工程测绘中的应用。　　1GNSS技术的基本介绍　　1.1GNSS的基本概念　　GNSS泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。GNSS技术

4、主要是指通过接收设备、地面卫星等现代先进的科技手段，在全球内进行实时定位以及导航，该技术是现代化信息技术不断发展的重要产物，也充分反映了这个社会的发展以及进步。利用GNSS技术可以快速、高效、准确地获取精确的点线面三维坐标及其相关的信息数据。现阶段，相关技术人员应该将现代通讯技术和GNSS技术有机结合，将GNSS测量三维坐标技术慢慢从静态领域向动态领域发展，从智能数据后期处理逐渐向实时定位技术发展，使GNSS应用广度以及应用深度大大提高。另外，GNSS中应用了RTK技术，进一步提高了定位的精确度，已达到

5、厘米级的精度。　　1.2GNSS系统的基本构成　　GNSS系统主要由地面控制、用户设备以及空间星座三个部分组成：　　1.2.1地面控制。主要组成部分包括地面控制站、全球监测站以及主控站。这个部分的任务是负责全程监视卫星，获取关于卫星的相关数据，同时在卫星存储系统中注入卫星星历。每一个监测站都会配装有非常精密的铯钟，可以连续测量一切可见卫星接受机，监测站获取的气象数据、电离层数据等相关卫星数据通过简单的初步处理后会向主控站传送。主控站在每一个监测站收集到跟踪数据后，将卫星的时钟参数以及轨道参数计算出来，最

6、后向地面控制站传送结果。　　1.2.2用户设备。这一部分主要指GNSS接收机，卫星信号采用空间距离交会的方式进行接收，在处理完数据后可以获取点位坐标以及基线向量。一旦接收机获取跟踪的相应卫星信号后，就可以准确测量接收天线和卫星之间的伪距离、距离的变化率，将卫星轨道参数等相关数据解调出来。接收机中的微处理计算机也就可以根据定位解算的方法对这些数据定位计算，了解用户所在地理位置的相关信息，如时间、高度、经度、维度、速度等。现代接收机的体积日益减少，而且接收机的重量越来越轻，更适合在野外观测。　　1.2.3空

7、间星座。如美国的GPS系统在20000m高空的6个轨道内，24颗GPS卫星均匀分布，GPS卫星运行周期大约在12h左右，这样可以确保在全球范围内时时刻刻、在任何地点同时观测4颗以上卫星。俄罗斯GLONASS系统由21颗工作星和3颗备份星组成，分布于3个轨道平面上，每个轨道面有8颗卫星，轨道高度1万9000公里，运行周期11小时15分。中国北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、1

8、40°、160°，中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨道面之间为相隔120°均匀分布。　　1.3GNSS的工作原理　　GNSS的定位原理有多种，包括载波相位时差分原理、绝对定位原理、相对定位原理等，水利工程测绘工作中采用的GNSS技术原理主要是载波相位时差分原理。这种原理也被简称为RTK技术。这种技术可以实时监控基准站、流动站2个监控站。RTK测绘的测量依据是GNSS相对定位理论，在基准站上安装一台接收器，然后在移动站上另外安装几台接收器，