gps技术在测量中的应用

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1、GPS技术在测量中的应用摘要：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的极大兴趣。当时GPS定位基本上只有一个作

2、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+1×10-6D(双频)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测量系统(双频)在10km以内的短边上，正常接收4～5颗卫星5min左右，即可获取5～10mm+1×10-6D的基线精度，与1～2h甚至更长

3、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60度。每个轨道平面内各颗卫星之间

4、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刻GPS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(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得p点

5、的三维坐标(xp，yp，zp)，其数学式为:　　sap　　2=[(xp-xa)2+(yp-ya)2+(zp+za)2]　　sbp　　2=[(xp-xb)2+(yp-yb)2+(zp+zb)2]　　scp　　2=[(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坐标系统，称地固坐标系统，在电

6、力工程控制测量中常用地固坐标系统。(如:以内可达10-6，100-500KM可达10-7，1000KM可达10-9。在300—1500M工程精密定位中，1小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X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，流动站观测时间只需1-2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

7、测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。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X、城市控制X、工程控制X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，GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景

8、。　　三、GPS全球定位系统在测量中的应用　　GPS全球定位系统(GlobalPositioningSystem)在工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、速度和时间信息等技术参数。工程测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标;