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文档介绍
G P S 技术在土木工程施工领域的应用现状与展望
邢桓滋南京理工大学理学院 1111250152
摘要:论述 GP S 技术在土木工程施工领域的应用现状及意义, 并结合实际问题展望其应用前景。
关键词:测量技术; ***; GP S 技术; 土木工程; 施工
引言:目前, G PS 技术在土木工程勘察、设计、施工等方面的应用已开始起步, 特别是在土木工程施工领域的应用已越来越多。可以预见, 随着 G P S 技术基础理论及其设备的进一步完善, 其广泛应用于土木工程这一传统产业已为时不远。
1 . G PS***原理
GPS 系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统, 具有全能性( 陆地、海洋、航空和航天) 、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能, 能提供精密的三维坐标、速度和时间参数。GPS卫星的基本参数是: 卫星数 2 1+ 3, 卫星轨道面数 6,卫星高度 20200k m, 轨道倾角 55 , 卫星运行周期为11h58min ( 恒星时 12h ) , 载波频率为157 5G Hz 和1227G Hz。卫星通过天顶时, 可见时间为 5h 。在地球表面上任何地点、任何时刻, 在高度角 15 以上, 平均可同时观测到 6 颗卫星, 最多可达 9 颗卫星。G PS卫星通过 12 根螺旋形天线组成的阵列天线发射张角大约为 30 的电磁波束, 覆盖卫星可见地面。卫星姿态的调整采用三轴稳定方式, 由 4 个斜装惯性轮和喷气控制装置构成三轴稳定系统, 致使螺旋天线阵列所辐射的波速对准卫星可见地面, 从而达到实时定位的目的。
2 .G PS 技术的特点
GP S 技术具有如下特点: ! 观测站之间无需通视 GP S 测量不要求观测站之间相互通视, 只需保持观测站上空开阔即可。因此可大量节省造标费用( 造标费约占总费用的 30% ~ 5 0% ) , 点位位置可根据需要灵活布设, 也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作; ∀定位精度高 G PS 的相对定位精度在 50 km 以内可达 10- 6, 100 ~ 5 00km 可达10- 7, 1000k m 以上可达 10- 9。在 3 00 ~ 1 500m 工程精密定位中, 1h 以上观测的解其平均平面误差小于1 mm。GP S 的基准传递任何高度绝对位置平面精度为 5 mm, 高程精度为# 8 mm; ∃观测时间短 目前,20k m 以内相对静态定位, 仅需 15~ 20min; 快速静态相对定位测量时, 当每个流动站与基准站相距 15 km以内时, 流动站观测时间只需 1 ~ 2min; 动态相对定位测量时, 流动站出发时观测时间只需 1~
2 mi n , 然后随即定位, 每站观测时间仅需几秒钟; % 提供三维坐标 经典大地测量将平面和高程采用不同的方法分别施测。而 GP S 测量在精确测定观测站平面位置时, 还可以精确测定观测站的大地高程; & 操作简便 G P S 测量的自动化程度非常高, 有的已达到∋傻瓜化( 的程度, 操作员只需安装并开关仪器、量取仪器高度和监视仪器工作状态, 其它工作则由 G PS 自动完成; ) 全天候作业 G PS 观测可在任何时间任何地点连续进行, 且不受天气状况的影响; 功能多, 应用广 G PS 系统不
邢桓滋南京理工大学理学院 1111250152
摘要:论述 GP S 技术在土木工程施工领域的应用现状及意义, 并结合实际问题展望其应用前景。
关键词:测量技术; ***; GP S 技术; 土木工程; 施工
引言:目前, G PS 技术在土木工程勘察、设计、施工等方面的应用已开始起步, 特别是在土木工程施工领域的应用已越来越多。可以预见, 随着 G P S 技术基础理论及其设备的进一步完善, 其广泛应用于土木工程这一传统产业已为时不远。
1 . G PS***原理
GPS 系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统, 具有全能性( 陆地、海洋、航空和航天) 、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能, 能提供精密的三维坐标、速度和时间参数。GPS卫星的基本参数是: 卫星数 2 1+ 3, 卫星轨道面数 6,卫星高度 20200k m, 轨道倾角 55 , 卫星运行周期为11h58min ( 恒星时 12h ) , 载波频率为157 5G Hz 和1227G Hz。卫星通过天顶时, 可见时间为 5h 。在地球表面上任何地点、任何时刻, 在高度角 15 以上, 平均可同时观测到 6 颗卫星, 最多可达 9 颗卫星。G PS卫星通过 12 根螺旋形天线组成的阵列天线发射张角大约为 30 的电磁波束, 覆盖卫星可见地面。卫星姿态的调整采用三轴稳定方式, 由 4 个斜装惯性轮和喷气控制装置构成三轴稳定系统, 致使螺旋天线阵列所辐射的波速对准卫星可见地面, 从而达到实时定位的目的。
2 .G PS 技术的特点
GP S 技术具有如下特点: ! 观测站之间无需通视 GP S 测量不要求观测站之间相互通视, 只需保持观测站上空开阔即可。因此可大量节省造标费用( 造标费约占总费用的 30% ~ 5 0% ) , 点位位置可根据需要灵活布设, 也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作; ∀定位精度高 G PS 的相对定位精度在 50 km 以内可达 10- 6, 100 ~ 5 00km 可达10- 7, 1000k m 以上可达 10- 9。在 3 00 ~ 1 500m 工程精密定位中, 1h 以上观测的解其平均平面误差小于1 mm。GP S 的基准传递任何高度绝对位置平面精度为 5 mm, 高程精度为# 8 mm; ∃观测时间短 目前,20k m 以内相对静态定位, 仅需 15~ 20min; 快速静态相对定位测量时, 当每个流动站与基准站相距 15 km以内时, 流动站观测时间只需 1 ~ 2min; 动态相对定位测量时, 流动站出发时观测时间只需 1~
2 mi n , 然后随即定位, 每站观测时间仅需几秒钟; % 提供三维坐标 经典大地测量将平面和高程采用不同的方法分别施测。而 GP S 测量在精确测定观测站平面位置时, 还可以精确测定观测站的大地高程; & 操作简便 G P S 测量的自动化程度非常高, 有的已达到∋傻瓜化( 的程度, 操作员只需安装并开关仪器、量取仪器高度和监视仪器工作状态, 其它工作则由 G PS 自动完成; ) 全天候作业 G PS 观测可在任何时间任何地点连续进行, 且不受天气状况的影响; 功能多, 应用广 G PS 系统不
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