gps在工程测量中应用和前景讨论

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1、GPS在工程测量中应用和前景讨论　　摘要：简述了全球定位系统（GPS）的基本结构和测量原理，总结了GPS用于工程测量所具有的特点，介绍了GPS在工程测量中的应用实例。关键词：GPS；工程测量；应用实例Abstract:Thispaperdescribedtheglobalpositioningsystem(GPS)ofthebasicstructureandthemeasurementprinciple,summarizesthecharacteristicsofGPSusedinengineeringmeasurementisintroduced,applicationofGPSinen

2、gineeringsurvey.Keywords:GPS;engineeringmeasurement;application中图分类号：TV87文献标识码A文章编号引言：近年来，随着社会经济以及时代的发展，世界的各项科学技术也开始有了决定性的提高。其中有位应用广泛的是美国与20世纪70年代研制的卫星导航与定位系统，也就是如今俗称的全球定位系统（GlobalPositioning6System，简称GPS）。而GPS简单而言，其就是以卫星最为基础的无线电卫星导航定位系统，其特点是具有全能性以及全球性、全天候以及连续性和实时性的精密三维卫星导航以及定位的功能。不仅如此，其还具有极好的抗干扰性

3、以及保密性，因而，使得其在如今国家的大地测量以及工程测量，航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了极大的应用［1］。本文就简单的介绍和分析了GPS在山区工程测量中的应用，并提出几点体会。1GPS简介1．1GPS构成GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。（1）GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20200km，运行周期为11h58min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地

4、球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。（2）GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。6（3）GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中

5、心（测站点）的三维坐标。1．2GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的［2］。如图1所示，在待测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心（测站点）至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）：1．3GPS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1×10

6、－6，在大于1000km的基线上可达1×10－8。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6人员只需对中、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、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三

7、维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。2应用实例2．1工程概况本文涉及的工程由某集团公司投资建造，是一个集休闲、娱乐、旅游、渡假等功能于一体的综合项目。工程位于城郊，占地66．7hm2多，属两山夹一沟地形，山地面积约占三分之二。最高处约90m。山上树木茂盛，地形复杂，通视困难，行走不便。为了该工程的设计和施工，需建立首级控制网。考虑到工程复杂，工期较紧，测区通视困难，地形起伏大等因素，决定采用GPS测量。2．2G