gps定位測量系統(tǒng)在南水北調(diào)工程中應(yīng)用

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1、GPS定位測量系統(tǒng)在南水北調(diào)工程中應(yīng)用　　摘要：本文就GPS測量技術(shù)的概念及其特點、應(yīng)用GPS建立控制網(wǎng)的技術(shù)特點與布點原則、GPS系統(tǒng)定位測量的基本理論以及GPS定位技術(shù)在南水北調(diào)工程施工測量中的誤差分析及改進(jìn)措施四個方面對GPS定位測量系統(tǒng)在南水北調(diào)工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析。關(guān)鍵詞：GPS定位測量系統(tǒng)；南水北調(diào)工程中圖分類號：TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：一、GPS測量技術(shù)的概念及其特點1、GPS即GlobalPositioningSystem，其源于1958年美國軍方的一個項目，其原本是為了向軍方不對提供實時的

2、導(dǎo)航服務(wù)，不過發(fā)展到如今已經(jīng)發(fā)展成為了一項極為重要的民用系統(tǒng)。其主要的系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星與地面控制系統(tǒng)共同控制的。8地面控制系統(tǒng)包括主控站一個、注入站三個以及監(jiān)測站五個，這三方面的作用各有不同，主控站的作用是根據(jù)監(jiān)控站對GPS的觀測數(shù)據(jù)計算出衛(wèi)星的星歷以及衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并通過注入站將這些數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星中去；注入站的作用就在在于把主控站所得出的計算數(shù)據(jù)導(dǎo)入到衛(wèi)星中；而監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號監(jiān)測衛(wèi)星工作狀態(tài)。在建筑工程測量領(lǐng)域中，作為一種新型測量技術(shù)，GPS測量技術(shù)由于具有定位速度快以、有效減少基本控制網(wǎng)點的密度

3、及提高工作效率等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于建設(shè)施工測量中。2、GPS測量的特點如下：測量精度高，測量控制網(wǎng)一次測定到位，沒有誤差的傳遞和積累，在小于50km的基線上，其相對定位精度可以達(dá)到1×10-6，在大于1000km的基線上可以達(dá)到1×10-3；測站間不需要通視，GPS測量的點位與點數(shù)并不是固定的，可以根據(jù)測量的需求來定。觀測用時較短，運用GPS系統(tǒng)進(jìn)行測量時所用時間較短，對于動態(tài)的定點僅需幾秒，對于靜態(tài)的定點用時也只需要20min左右。儀器的操作十分簡便，在觀測過程中，測量人員只要對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定并對中、整平、量取

4、天線高系統(tǒng)便會自動完成測量。用計算機對數(shù)據(jù)的測定和分析進(jìn)行處理，以免產(chǎn)生人為誤差；全天候連續(xù)作業(yè)，GPS因其衛(wèi)星數(shù)目多且分布均勻的特點，可以保證能夠進(jìn)行連續(xù)觀測，且觀測不會受到時間、空間的限制，也不會受到天氣等其他因素的影響。二、應(yīng)用GPS建立控制網(wǎng)的技術(shù)特點與布點原則1、與常規(guī)測量方法相比，GPS在布設(shè)控制網(wǎng)方面具有的特點1.1控制點間無需通視8用GPS進(jìn)行定位，無須保持各控制點之間的通視，只要各站上空開闊。這徹底擺脫了常規(guī)大地測量既要求站間通視，又要保持網(wǎng)形的難題，因而選點靈活，經(jīng)濟效益也高。尤其對位于平原地區(qū)的

5、南水北調(diào)類線型工程，利用GPS定位測量受益頗多。1.2定位精度高根據(jù)大量的資料表明，GPS定位的相對定位精度相當(dāng)高。在15km以內(nèi)，定位精度可達(dá)厘米級;而在幾十千米到幾千千米的基線上，相對定位精度可達(dá)10－7～10－8數(shù)量級。1.3觀測速度快。目前，用GPS作靜態(tài)相對定位，觀測時間約為1h，精度為5mm+1ppm，而采用快速定位技術(shù)，對雙頻機僅需5min(對單頻機，當(dāng)衛(wèi)星數(shù)大于5h，也只需要15min左右)，即可達(dá)到同樣的精度5mm+1ppm。1.4自動化程度高在實測中，觀測人員的主要工作是安裝儀器，開關(guān)儀器，量儀器

6、高及檢測儀器運行情況等，其余一切工作都由GPS接收機完成。1.5全天候作業(yè)GPS可在任何地點、任何時間連續(xù)進(jìn)行，不受天氣影響。2、GPS網(wǎng)選點原則由于GPS觀測站之間不要求相互通視，所以選點工作較常規(guī)測量要簡便得多。在選定GPS點點位時，應(yīng)遵循以下原則：2.1點位應(yīng)選在基礎(chǔ)穩(wěn)定，并易于長期保存的地方。82.2點位應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，市場內(nèi)不應(yīng)有高度角大于15°的成片障礙物，否則應(yīng)繪制點位環(huán)視圖。2.3點位附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位距大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站等)的距離不應(yīng)小于

7、400m;距220kV以上電力線路的距離不應(yīng)小于50m。2.4點位應(yīng)利于勘測放線與施工放樣。對于大型橋梁、互通式立交、隧道等建筑物還應(yīng)考慮加密布設(shè)控制網(wǎng)的要求。此外，有時還需要考慮點位附近的通訊設(shè)施、電力供應(yīng)、交通等情況，以便于各點之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。在利用舊點時，應(yīng)檢查標(biāo)石的完整性和穩(wěn)定性。三、GPS系統(tǒng)定位測量的基本理論1、GPS衛(wèi)星定位原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖1所示，假設(shè)t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以

8、測定GPS信號到達(dá)接收機的時間△t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式：2、GPS定位測量的方法GPS的定位方法，如果按照測量中用戶接收機天線所處的狀態(tài)來劃分，可以分為靜態(tài)定位與動態(tài)定位；如果按照定位的結(jié)果來劃分，可分為絕對定位與相對定位。82.1靜態(tài)定位靜態(tài)定位是指接收機天線相對于周圍的地面點而言，在其位置處于靜止