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浅谈GPS技术在工程测量中的应用实践
【摘要】科学技术的快速发展推动了工程测绘水平的极大提升。GPS测量技术的快速发展,给工程测绘带来了革命性的变化,大大提升了工作效率和服务范围。本文对GPS在工程测绘中的实施进行了探析, 用户设备
GPS 用户设备由GPS 接收机、数据处理软件及其终端设备等组成。GPS 接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS 接收机中心(测站点)的三维坐标。
工程测量的特点
测站之间无需通视
测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS 这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS 卫星信号不受干扰。
定位精度高
一般双频GPS 接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,GPS 测量精度与红外仪相当, 但随着距离的增长,GPS 测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50 公里的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100~500 公里的基线上可达10-6~10-7。
观测时间短
采用GPS 布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30~40min左右, 采用快速静态定位方法, 观测时间更短。例如使用Timble4800GPS 接收机的RTK 法可在5s 以内求得测点坐标。
提供三维坐标
GPS 测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。
操作简便
GPS 测量的自动化程度很高。目前GPS 接收机已趋小型化和操作傻瓜化,观测人员只需将天线对中,整平,打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。
全天候作业
GPS 观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。
在工程测量中的应用
常规静态测量
这种模式采用两台(或两台以上)GPS 接收机,分别安置在一条或数条基线的两端,同步观测4 颗以上卫星,每时段根据基线长度和测量等级观测45 分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm+1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网,建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。
快速静态测量
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS 接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站,每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5 颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km。
准动态测量
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS 接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站,每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态,除了观测时间不一样