gps技术在测量中的应用

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1、缱鸶!!!万方数据GPS技术在测量中的应用胡兵辽宁省地理信息院沈阳110034摘要：全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是一种定时和测距的空间交会定点的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维坐标、三维进度和时间信息。GPS是以21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座。具有良好的抗干扰性和保密性。因此．GPS技术在测量领域得到广泛应用。关键词：GPSGPS定位技术一、GPS测量技术GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力，也引起了广大测量工作者的

2、极大兴趣。当时GPS定位基本上只有一个作业模式——静态相对定位，两台或若干台GPS接收机安置在待定点上，连续同步观测同一组卫星1—2h或更长一些时间，通过观测数据的后处理，给出各待定点间的基线向量，在采用广播星历的条件下，静态定位可取得5mm+l×10—6D(51叹频)或10mm+2×10—6D(单频)基线解精度。随着技术的发展，快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路，大大提高了GPS测量的劳动生产率。一对GPS澳II量系统(双频)在10kin以内的短边上，正常接收4—5颗卫星5min左右，即可获取5—10mm

3、+l×10—6D的基线精度，与l～2h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。20世纪80年代以来，随着GPS定位技术的出现和不断发展完善。使测绘定位技术发生了革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。二、GPS系统的组成、工作原理以及其在测量领域的应用特点1、GPS系统的组成GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成，除此之外，测量用户还应有卫接收设备。空间卫星群，GPS的空间卫星群由24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间夹角为60度，即轨道的升交点赤经各相差6

4、0度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角相差90度。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。2、GPS的工作原理GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。就是在需要定位的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻同时接收了3颗(a、b、c)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亥IJGPS接收机至GPS卫星的距离sap、sbp、scp，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f三维坐标)。从

5、而用距离交会的方法求得P点的三维坐标(xp，YP，zp)，其数学式为：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)分别为卫星a，b，c在ti时刻的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统．另一类是与地球体相固联的查型堇口咽2011年第04期坐标系统，称

6、地固坐标系统，在电力工程控制测量中常用地固坐标系统。(盘II：WGS一84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。)在实际使用中需要根据坐标系统问的转换参数进行坐标系统的变换，来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPs观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。3、GPS测量的技术特点相对于常规的测量方法来讲，GPS测量有以下特点：1)测站之间无需通视。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。2)定位精度高。GPS相对定位精度在50K

7、M以内可达10—6，100-500KM可达10一7，1000KM可达10—9。在300--1500M3：程精密定位中，ld,时以上观测的解其平面位置误差小于1MM。3)观测时间短。采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30～40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。20KM以内快速静态相对定位，仅需15—20分钟；RTK测量时，当每个流动站与参考站相距在15KM以内时，流动站观测时问只需l一2分钟，可提供三维坐标。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

8、地高程。通过局部大地水准面精化，GPS水准可满足四等水准测量的精度。5)操作简便。GPS测量的自动化程度较高。可以进行全天候作业。6)功能多、应用广。在中国GPS定位技术的应用已深入各个领域。国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立改造已普遍地应用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国As技术的解除，单点位精度不断提高，GP