事情道理以及 正在丈量范畴的特点

  GPS 正在丈量范畴中的使用 摘要: 正在丈量范畴中,GPS 系统已普遍用于大地丈量、工程丈量、航空摄影丈量以及地形测 量等各个方面。GPS 全球定位系统(Global Positioning System)正在丈量中的使用,正在比来的 两年获得了敏捷推广,此次要依赖于 GPS 系统能够向全球任何用户全天候地持续供给高精 度的三维坐标、三维速度和时间消息等手艺参数。下面将从 GPS 系统构成,工做道理以及 正在丈量范畴的特点。 环节词: 定位系统 工程丈量 使用 1 GPS 系统的构成 GPS 全球定位系统由空间卫星群和地面系统两大部门构成,除此之外,丈量用户 当然还应有卫星领受设备。 1.1 空间卫星群 GPS 的空间卫星群由 24 颗高约 20 万公里的 GPS 卫星群构成,并平均 分布正在 6 个轨道面上,各平面之间交角为 60°,轨道和地球赤道的倾角为 55°,卫星的轨 道运转周期为 11 小时 58 分,如许能够正在任何时间和任何地址地平线 颗 G 卫星发送出的信号。 GPS 的地面节制系统 GPS 的地面节制系统包罗一个从控坐、 三个注入坐和五个监测坐, 从控坐的感化是按照各坐对 GPS 的不雅测数据计较卫星的星历和卫星钟的更正参数等并 将这些数据通过注入坐注入到卫星中去;同时还对卫星进行节制,向卫星发布指令,安排备 用卫星等。坐的感化是领受卫星信号,监测卫星工做形态。注入坐的感化是将从控坐计 算的数据注入到卫星中去。GPS 地面节制系统次要设立正在大西洋、印度洋、承平洋和美国 本土。 GPS 的用户部门由 GPS 领受机、数据处置软件及响应的用户设备如计较机、景象形象仪器 等构成,其感化是领受 GPS 卫星发出的信号,操纵信号进行定位等。正在丈量范畴,随 着现代的科学手艺的成长,体积小、分量简便于照顾的 GPS 定位安拆和高精度的手艺目标 为工程丈量带来了极大的便利。 2.GPS 的工做道理 GPS 系统是一种采用距离交会法的卫星定位系统。正在需要的 P 点架设 GPS 接 收机,正在某一时辰 ti 同时领受了 3 颗(A、B、C)以上的 G 卫星所发出的电文,通过一系 列数据处置和计较可求得该时辰 GPS 领受机至 GPS 卫星的距离 SAP、 、 SCP, 同样通过领受 卫星星历可获得该时辰这些卫星正在空间的(三维坐标)。从而用距离交会的方式求得 P 点 的维坐标(Xp,Yp,Zp),其数学式为: SAP2=[(Xp-XA)2 (Yp-YA)2 (Zp ZA)2] 2=[(Xp-XB)2 (Yp-YB)2 (Zp ZB)2] SCP2=[(Xp-XC)2 (Yp-YC)2 (Zp ZC)2] 式中(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB),(XC,YC,ZC)别离为卫星 A,B,C 正在时辰 ti 的 空间曲角坐标。正在 GPS 丈量中凡是采用两类坐标系统,一类是正在空间固定的坐标系统,另 一类是取地相固联的坐标系统, 称地固坐标系统, 我们正在公工程节制丈量中常用地固 坐标系统。 (如:WGS-84 世界大地坐标系和 1980 年西安大地坐标系。 )正在现实利用中需要 按照坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换, 来求出所利用的坐标系统的坐标。 如许更 有益于表达地面节制点的和处置 GPS 不雅测,因而正在丈量中被获得了普遍的使用。 3.GPS 丈量的手艺特点 相对于常规的丈量方式来讲,GPS 丈量有以下特点: 2.1 测坐之间无需通视。 测坐间彼此通视一曲是丈量学的难题。GPS 这一特点,使得选点愈加矫捷便利。但测 坐上空必需宽阔,以使领受 GPS 卫星信号不受干扰。 2.2 定位精度高。 一般双频 GPS 领受机基线m,而红外仪标称精度为 5mm 5m,GPS 测 量精度取红外仪相当,但跟着距离的增加,GPS 丈量优越性愈加凸起。 2.3 不雅测时间短。 不雅测时间短采用 GPS 布设节制网时每个测坐上的不雅测时间一般正在 30~40min 摆布,采 用快速静态定位方式,不雅测时间更短。例如利用 Timble4800G 领受机的 RTK 法可正在 5s 以内 求得测点坐标。 2.4 供给三维坐标。 G 丈量正在切确测定不雅测坐平面的同时,能够切确测定不雅测坐的大地高程。 2.5 操做简洁。 G 丈量的从动化程度很高。目前 G 领受机已趋小型化和操做傻瓜化,不雅测人员只需将 天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行从动不雅测,操纵数据处置软件对数据进行处 理即求得测点三维坐标。而其它不雅测工做如卫星的捕捉,不雅测等均由仪器从动完成。 2.6 全天候功课。 G 不雅测可正在任何地址,任何时间持续地进行,一般不受气候情况的影响。www.haoli777.com 4.小结 通过以上对 G 丈量的使用事例的切磋,能够看出 G 正在公工程的节制丈量上具有很大 的成长前景: 第一 G 功课有着极高的精度。它的功课不受和距离,很是适合于地形前提困 难地域、局部沉点工程地域等。 第二 G 丈量能够大大提高工做及质量。它不受报酬要素的影响。整个功课过程全 由微电子手艺、计较机手艺节制,从动记实、从动数据预处置、从动平差计较。 第三 GRTK 手艺将完全改变公丈量模式。RTK 能及时地得出所正在的空间三维坐 标。这种手艺很是适合线、桥、隧勘测。它能够间接进行实地及时放样、中桩丈量、点位 丈量等。 第四 G 丈量能够极大地降低劳动功课强度,削减野外砍伐工做量,提高功课效率。一 般 G 丈量功课效率为常规丈量方式的 3 倍以上。 第五 G 高精度高程丈量同高精度的平面丈量一样,是 G 丈量使用的主要范畴。出格是 正在当前高档级公逐步向山岭沉丘区成长的形势下, 往往因为这些地域地形前提的, 实 施常规的几何水准丈量有坚苦,G 高程丈量无疑是一种无效的手段。 一、GPS 道理及丈量摸式 (一)、GPS 道理 24 颗 GPS 卫星正在离