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GPS測量技術(shù)在農(nóng)村公路的應(yīng)用
（作者未知） 2011/6/23
摘要:本文主要從GPS測量技術(shù)的工作原理、GPS測量的特點(diǎn)及GPS測量技術(shù)在農(nóng)村公路中的應(yīng)用等進(jìn)行論述。
關(guān)鍵詞:GPS;農(nóng)村公路;測量;誤差
Abstract: The artical described GPS operation principle, GPS of measuring technology mainly measure the application of technology in the rural highway etc..
Key words: GPS; rural highway; measurement; error
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,測量技術(shù)從傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀+水準(zhǔn)儀到全站儀+水準(zhǔn)儀,再到 GPS測量技術(shù),經(jīng)歷了一個(gè)不斷更新的過程。GPS全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)是美國研制并在1994年投入使用的壘球衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。近年來,GPS系統(tǒng)因具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能,能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),其技術(shù)的應(yīng)用已遍及我國國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,特別是在公路測量的應(yīng)用上已經(jīng)較為普遍。GPS系統(tǒng)在應(yīng)有方面主要分為單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對測地定位,而對于常規(guī)測量而言,相對測地定位是主要的應(yīng)用方式。在此,本文將重點(diǎn)談?wù)凣PS測量技術(shù)在農(nóng)村公路的應(yīng)用。
1GPS測量技術(shù)的工作原理
相對測地定位是利用L1和L2載波相位觀測值實(shí)現(xiàn)高精度測量,其原理是采用載波相位測量局域差分法:在接收機(jī)之間求一次差,在接收機(jī)和衛(wèi)星觀測歷元之間求二次差,通過兩次差分計(jì)算解算出待定基線的長度;求解整周模糊度是其關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)算法模型,設(shè)計(jì)了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。而RTK技術(shù)代表著GPS相對測地定位應(yīng)用的主流。
2GPS測量的特點(diǎn)
GPS系統(tǒng)是目前在導(dǎo)航定位領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng),其可為各類用戶連續(xù)提供動態(tài)目標(biāo)的三維位置、三維速度及時(shí)間信息。GPS測量主要特點(diǎn)如下:
2.1功能多、用途廣
GPS系統(tǒng)不僅可以用于測量、導(dǎo)航,還可用于測速、測時(shí)。測速的精度可達(dá)0.1 m/s,測時(shí)的速度可達(dá)幾十毫微秒。其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
2.2定位精度高
一般雙頻 GPS接收機(jī)基線解精度為 5 mm + 1 ppm,而紅外儀標(biāo)稱精度為 5 mm+5 ppm,GPS測量精度與紅外儀相當(dāng),但隨距離的增長,GPS測量優(yōu)越性愈加突出。大量試驗(yàn)證明,在小于50 km的基線上,其相對定位精度可達(dá)12×10-6,而在100 km～500 km的基線上可達(dá)10-6～10-7。
2.3實(shí)時(shí)定位
利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航,即可實(shí)時(shí)確定運(yùn)動目標(biāo)的三維位置和速度,可實(shí)時(shí)保障運(yùn)動載體沿預(yù)定航線運(yùn)行,亦可選擇最佳路線。特別是對軍事上動態(tài)目標(biāo)的導(dǎo)航,具有十分重要的意義。
2.4觀測時(shí)間短
采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)每個(gè)測站上的觀測時(shí)間一般在30 min～40 min左右,采用快速靜態(tài)定位方法,觀測時(shí)間更短。例如,使用 Timble4800 GPS接收機(jī)的 RTK法可在5 s以內(nèi)求得測點(diǎn)坐標(biāo)。
2.5測站之間無需通視
這是GPS技術(shù)區(qū)別于常規(guī)測量的最大優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)測量技術(shù)需要保持良好的通視條件,又要保障測量控制網(wǎng)的良好圖形結(jié)構(gòu)。而GPS測量只要求測站15°以上的空間視野開闊,與衛(wèi)星保持通視即可。其這一優(yōu)點(diǎn),使得在布設(shè)長大線路施工控制網(wǎng)時(shí),可省去大量的傳算點(diǎn)、過渡點(diǎn)的測量,大大減少測量作業(yè)時(shí)間和費(fèi)用,同時(shí)也使選點(diǎn)布網(wǎng)變得非常靈活。
2.6操作簡便
GPS測量的自動化程度很高。目前,GPS接收機(jī)已趨小型化和自動化,在觀測中測量員只需打開 GPS接收機(jī)、量取天線高、采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)、監(jiān)視儀器的工作狀態(tài),而其他工作,如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完成,然后利用數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,即求得測點(diǎn)三維坐標(biāo)。觀測結(jié)束時(shí),僅需關(guān)閉電源,收好接機(jī),便完成野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。
2.7可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)
經(jīng)典大地測量將平面和高程采用不同方法分別施測。在GPS測量中,在精確測定觀測站平面位置的同時(shí),可以精確測量觀測站的大地高程。其這一特點(diǎn),不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點(diǎn)的高程開辟了新途徑,同時(shí)也為其在航空物探、航空攝影測量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用,提供了重要的高程數(shù)據(jù)。
2.8全天候作業(yè)
GPS衛(wèi)星較多,且分布均勻,保證了全球地面被連續(xù)覆（未完，下一頁）
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