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GPS在桥梁控制中的应用研究
摘 要
在传统的桥梁工程测量控制网的建立过程中，由于技术条件的限制，多采用常规控制测量手段，但这些手段作业量大、作业时间长，并且受气候、环境等条件的影响显著，导致误差积累较大；同时随着大型桥梁工程的不断涌现，传统测量方法的控制测量已经难以满足需要。而GPS技术的发展为该问题的解决找到了出路。本文从GPS测量原理出发，结合其技术优点，讨论了GPS技术在桥梁控制测量中的控制网的布设、精度分析及数据处理。
关键字：GPS技术；桥梁；控制网；精度
目录
第一章 GPS技术 1
§ 简介 1
§ GPS定位原理 1
绝对定位原理 1
相对定位原理 2
实时动态相对定位 2
第二章 GPS技术在桥梁控制中的应用 3
§ GPS控制网的布设 3
GPS控制网基本精度要求 3
GPS控制网的基准设计 4
GPS控制网的网形设计 5
§ GPS控制网的施测 7
选点 7
GPS观测 8
§ 观测数据的处理 9
基线解算 9
基线解算的质量检核 9
控制网的数据处理 10
§ GPS在控制测量中的优点 10
总 结 12
参考文献 13
GPS技术
§ 简介
全球***系统（GPS）是NAVSTAR/GPS（Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System-NAVSTAR/GPS授时与测距系统/全球定位系统）的简称。它是由美国军方为克服其海军导航系统的定位精度低、观测时间长、、全天候、高效率、多动能、操作简便等特点已经广泛应用于测绘、交通、水利、气象等各行业，是人类科技史上一大成就。
GPS定位系统由三大部分组成：空间卫星部分、地面控制部分和用户。
空间部分由21+3颗卫星分布在各轨道平面上。颗卫星，两轨道面的夹角为600，对赤道面的倾角为550，轨道高约20OOOkm，运行周期约12h，卫星的布局能够保证全球任意位置在任何时间都能同时收到四颗以上的卫星信号。卫星上安装有轻便的原子钟、微型计算机、电子存储和发射设备，它们均由太阳能电池提供电源。卫星上备有少量燃料，用来调节卫星的轨道姿态，如果某卫星出现故障，备用卫星可随时根据地面控制站的命令飞往指定地点，进入工作状态。每颗卫星向地面发射频率为1577. 42MHz和1227. 60MHz的L1和L2载波信号，载波信号上调制有精密P码、粗略/探测(C/A)码和导航电文。
地面部分是整个系统的中枢，由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站位于美国本土Colorad。州的Springs，三个注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋，五个监测站除位于主控站及三个注入站处的四个站外，还在夏威夷设立了一个监测站。控制部分的任务是保证整个系统的正常运转，包括管理和调整整个系统的工作状态，采集各类观测数据，计算卫星星历、卫星钟的误差和漂移等。各项改正数和定位信息，组成电文注入卫星存储器，以一组原子钟为基础，建立和维护一个高精度的GPS时间系统.
用户接收机部分由主机、电源和天线组成。主机的核心为微电脑、石英振荡器，还有相应的输入输出设备和接口。在专用软件控制下主机进行作业卫星选择、数据采集、加工、传输、处理和存储、对整个设备系统状态进行检查、报警和部分非致命故障的排除，承担整个系统的自动管理。天线通常采用全方位形的，以便采集视场中来自各个方位的卫星信号。由于卫星信号较弱，在天线基座中有一个前置放大器，将信号放大后，再由同轴电缆馈入主机。电源部分为主机和天线供申，可仲用经整流、稳压处理的市电，也可用蓄电池。
§ GPS定位原理
绝对定位原理
绝对定位原理也叫单点定位，通常是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站，相对于坐标系原点（地球质心）绝对坐标的一种定位方法。利用GPS进行绝对定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离（或距离差）观测量为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。
绝对定位方法的实质是测量学中的空间距离后方交会。为此，在一个观测站上，原则上有3个独立的距离观