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1、GPS测量在道路工程中的应用雷娟勘察设计GPS测量在道路工程中的应用雷娟(铁道第四勘察设计院航察处武汉430063)[摘要]GPS(GlobalPositioningSystem)全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域,GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本文概略叙述了GPS系统在道路工程控制测量中的应用。[关键词]GPS定位系统道路工程控制测量应用钟的改正参数等并将这些数
2、据通过注入站注入到1概述卫星中去;同时还对卫星进行控制,向卫星发布指令,调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星GPS全球定位系统(GlobalPositioningSys信号,监测卫星工作状态。注入站的作用是将主tem)在道路工程测量中的应用,在最近的两年得控站计算的数据注入到卫星中去。GPS地面控制到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐土上。标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了1.1.3GPS的用户部分解一下GPS系
3、统的组成,工作原理以及在测量领GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软域的应用特点。件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,1.1GPS系统的组成其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应术的发展,体积小、重量轻便于携带的GPS定位有卫星接收设备。装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大1.1.1空间卫星群的方便。例如:我们在控制测量中使用的天宝GPS的空间卫星群由24颗高约20万
4、公里的(Trimble)4800GPS测地型接收机,其技术指标GPS卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各为:平面之间交角为60,轨道和地球赤道的倾角为双频主机、天线,RTK电台一体化;55,卫星的轨道运行周期为11小时58分,这样独特的电池设计、无需接线,使用4h以上;可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以5次/秒的快速位置更新,可靠的卫星超跟接收到4到11颗GPS卫星发送出的信号。踪!技术;1.1.2GPS的地面控制系统新型手簿式控制器,4M或10M的PCMCIAGPS的地面控制系统包括一个主控站、三个
5、数据存储卡;注入站和五个监测站,主控站的作用是根据各监测量精度:静态测量5mm+1ppmRTK测量控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星10mm+1ppm(平面)1铁道勘测与设计RAILWAYSURVEYANDDESIGN2007(1)铁道勘测与设计20mm+1ppm(高程)YC,ZC)分别为卫星A,B,C在时刻ti的空间直这些技术指标充分的满足了控制测量的精度角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统,要求。一类是在空间固定的坐
6、标系统,另一类是与地球1.2实时GPS测量原理体相固联的坐标系统,称地固坐标系统,我们在道实时GPS测量以载波相位观测值为基础,不路工程控制测量中常用地固坐标系统。(如:同于早先的实时差分GPS(RTD),RTD是建立在WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐C/A码伪距观测值的基础之上的一种实时定位技标系。)在实际使用中需要根据坐标系统间的转换术,其精度只能达到米级。参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标静态测量是用两台或两台以上GPS接收机系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位同步观测,对观测值进
7、行处理,可等到两测站间精置和处理GPS观测成果,因此在测量中得到了广密的WGS-84基线向量,再经过平差、坐标传泛的应用。递、坐标转换等工作,最终得到测点的坐标。显然静态测量不具备实时性。RTK定位技术则是实时动态测量,需要在两台GPS接收机之间增加一套无线数字通讯系统(亦称数据链),将两相对独立的GPS信号接收系统联成有机的整体。基准站通过电台将观测信息和观测数据传输给流动站,流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身的载波信号进行差分处理,解出两站间的基线值,同时输入相应的坐标转换和投影参数,实时得到测点坐标。因
8、此,实时GPS测量的关键除数据传输技术外,还需具有很强的数据处理能力。实时GPS系统由以下三部分组成:GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导1.2.1GPS信号接收系统航定位系统。如图1所示:在需要的位置P点架从理论上讲,双频接收机与单频接收机均可设GPS接收机,在某一时刻ti同时接收了3颗用于实时GPS测量。但是单频机进行整周未
