GPS系统在房屋工程控制测量中的应用技术浅析.doc
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1、GPS系统在房屋工程控制测量中的应用技术浅析1 GPS定位原理 GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置p点架设GPS接收机,在某一时刻ti同时接收了三颗(a、b、c)以上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离sap、sbp、scp,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得p点的维坐标(xp,yp,zp),其数学式为: sap2=(xp-xa)2+(yp-ya)2+(zp+za)2 sbp2=(xp-xb)2+(yp-yb)2+(zp+zb)2 scp2=(xp-x
2、c)2+(yp-yc)2+(zp+zc)2 式中(xa,ya,za),(xb,yb,zb),(xc,yc,zc)分别为卫星a,b,c在时刻ti的空间直角坐标。 在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统,我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在测量中被广泛的应用。 2 GPS测量的技术特点 2.1 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。 2.2 定位精度高 一般双频G
3、PS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1210-6,而在100500公里的基线上可达10-610-7。 2.3 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3040min左右,采用快速静态定位方法,观测时间更短。例如使用接收机的rtk法可在5s以内求得测点坐标。 2.4 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。 2.5 操作简便 GPS测量的自动化程度很高。目前GPS
4、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,量取天线高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。 3 GPS卫星定位系统在工程测量中的应用 GPS工程控制网与大地控制网相比有其自身的特点,其控制区域较小,边长短,观测时间短(从快速静态定位的几分钟至一两个小时)。其布网的原则应结合测量规范,工程要求,实地环境等多方面进行考虑。 3.1 GPS的技术设计 3.1.1 设计依据 GPS测量的技术设计主要依据1993年建设部发布的行业标准工程测量规范,1999年建设部发布的行业标准城市测量规范及1
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