gps技術(shù)在測量中的應(yīng)用

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1、繾鷥!!!萬方數(shù)據(jù)GPS技術(shù)在測量中的應(yīng)用胡兵遼寧省地理信息院沈陽110034摘要：全球定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositioningSystem)是一種定時(shí)和測距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維坐標(biāo)、三維進(jìn)度和時(shí)間信息。GPS是以21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座。具有良好的抗干擾性和保密性。因此．GPS技術(shù)在測量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：GPSGPS定位技術(shù)一、GPS測量技術(shù)GPS定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及其所達(dá)到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測量工作者的

2、極大興趣。當(dāng)時(shí)GPS定位基本上只有一個(gè)作業(yè)模式——靜態(tài)相對定位，兩臺(tái)或若干臺(tái)GPS接收機(jī)安置在待定點(diǎn)上，連續(xù)同步觀測同一組衛(wèi)星1—2h或更長一些時(shí)間，通過觀測數(shù)據(jù)的后處理，給出各待定點(diǎn)間的基線向量，在采用廣播星歷的條件下，靜態(tài)定位可取得5mm+l×10—6D(51嘆頻)或10mm+2×10—6D(單頻)基線解精度。隨著技術(shù)的發(fā)展，快速靜態(tài)定位為短基線測量作業(yè)闖出了一條新路，大大提高了GPS測量的勞動(dòng)生產(chǎn)率。一對GPS澳II量系統(tǒng)(雙頻)在10kin以內(nèi)的短邊上，正常接收4—5顆衛(wèi)星5min左右，即可獲取5—10mm

3、+l×10—6D的基線精度，與l～2h甚至更長時(shí)間靜態(tài)定位的結(jié)果不相上下。20世紀(jì)80年代以來，隨著GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展完善。使測繪定位技術(shù)發(fā)生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術(shù)手段和方法。二、GPS系統(tǒng)的組成、工作原理以及其在測量領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)1、GPS系統(tǒng)的組成GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，除此之外，測量用戶還應(yīng)有衛(wèi)接收設(shè)備?？臻g衛(wèi)星群，GPS的空間衛(wèi)星群由24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55度，各個(gè)軌道平面之間夾角為60度，即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差6

4、0度。每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角相差90度。在測量領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，體積小、重量輕便于攜帶的GPS定位裝置和高精度的技術(shù)指標(biāo)為工程測量帶來了極大的方便。2、GPS的工作原理GPS系統(tǒng)是一種采用距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。就是在需要定位的位置P點(diǎn)架設(shè)GPS接收機(jī)，在某一時(shí)刻同時(shí)接收了3顆(a、b、c)以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，通過一系列數(shù)據(jù)處理和計(jì)算可求得該時(shí)亥IJGPS接收機(jī)至GPS衛(wèi)星的距離sap、sbp、scp，同樣通過接收衛(wèi)星星歷可獲得該時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置f三維坐標(biāo))。從

5、而用距離交會(huì)的方法求得P點(diǎn)的三維坐標(biāo)(xp，YP，zp)，其數(shù)學(xué)式為：sap2=【(xp—xa)2+(yp—ya)2+(zp+za)2】sbo2=[(xp-xb)2+(yp-yb)2+(zp+zb)2】sop2=[(xp-xc)2+(yp-yc)2+(zp+zc)2](1)式(1)中xa，ya，za)，(xb，yb，zb)，(xc，yc，zc)分別為衛(wèi)星a，b，c在ti時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)。在GPS測量中通常采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)．另一類是與地球體相固聯(lián)的查型堇口咽2011年第04期坐標(biāo)系統(tǒng)，稱

6、地固坐標(biāo)系統(tǒng)，在電力工程控制測量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)。(盤II：WGS一84世界大地坐標(biāo)系和1980年西安大地坐標(biāo)系。)在實(shí)際使用中需要根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)問的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的變換，來求出所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)。這樣更有利于表達(dá)地面控制點(diǎn)的位置和處理GPs觀測成果，因此在測量中被得到了廣泛的應(yīng)用。3、GPS測量的技術(shù)特點(diǎn)相對于常規(guī)的測量方法來講，GPS測量有以下特點(diǎn)：1)測站之間無需通視。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。2)定位精度高。GPS相對定位精度在50K

7、M以內(nèi)可達(dá)10—6，100-500KM可達(dá)10一7，1000KM可達(dá)10—9。在300--1500M3：程精密定位中，ld,時(shí)以上觀測的解其平面位置誤差小于1MM。3)觀測時(shí)間短。采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)每個(gè)測站上的觀測時(shí)間一般在30～40min左右，采用快速靜態(tài)定位方法，觀測時(shí)間更短。20KM以內(nèi)快速靜態(tài)相對定位，僅需15—20分鐘；RTK測量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與參考站相距在15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測時(shí)問只需l一2分鐘，可提供三維坐標(biāo)。4)提供三維坐標(biāo)。GPs測量在精確測定觀測站平面位置的同時(shí)，可以精確測定觀測站的大

8、地高程。通過局部大地水準(zhǔn)面精化，GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測量的精度。5)操作簡便。GPS測量的自動(dòng)化程度較高?？梢赃M(jìn)行全天候作業(yè)。6)功能多、應(yīng)用廣。在中國GPS定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域。國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立改造已普遍地應(yīng)用GPS技術(shù)。隨著DGPS差分定位技術(shù)和RTK實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國As技術(shù)的解除，單點(diǎn)位精度不斷提高，GP