文档介绍：全球***系统(GPS)在公路测量中的应用
摘要:本文根据作者多年工作经验对全球***系统(GPS)在公路测量中的应用进行了简单的阐述。
关键词:全球***系统(GPS);公路测量;应用
Abstract定位与三维导航, 被广泛运用于大地测量和工程测量。
1、GPS 测量组建的构成
GPS测量系统由空间卫星星座、地面监控站和用户设备几个部分组成。GPS空间卫星星座具有工作卫星21 颗, 轨备用卫星3颗,如果高度角超过15°,那么在地球的任一地点、任一时刻,平均有6 颗卫星可以同时被观测到,多的可达到9颗;GPS地面监控站组成部分是分布在全球的主控站一个、注入站三个,还有五个检测站;GPS用户设备主要由三个部件构成:GPS接收机、数据处理软件及其终端设备。
2、GPS 构成各部分的运行原理
卫星用L 波段的两个无线电载波向用户设备不间断地发射含有卫星的位置信息的导航定位信号, 卫星因此成为了一个动态的已知点。
地面监测站, 首先主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据,计算各卫星的钟差参数、轨道参数等,接着编制导航电文并传送到注入站, 最后再通过注入站将收到的导航电文数送到相应卫星的存储器中。
按一定卫星高度截止角,GPS接收机可捕获到所选择的待测卫星的信号, 有效地跟踪卫星的运行,实现对信号进行交换、放大以及处理, 再借助软件, 利用基线解算、网平差等方法, 求出测站点的三维坐标。
3、GPS 技术发展现状
全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS 应用的两个方面; 对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。
相对测地定位是利用L1 和L2 载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法: 在接收机之间求一次差,在接收机和卫星观测历元之间求二次差,通过两次差分计算解算出待定基线的长度;求解整周模糊度是其关键技术,根据算法模型,设计了静态、快速静态以及RTK 等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量;快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量;而RTK 测量以其快速实时,厘米级精度等特点广泛应用于数据采集(如碎部测量)与工程放样中。RTK 技术代表着GPS 相对测地定位应用的主流。
GPS 测地型接收设备是实现测地定位的基本条件,接收机有单频与双频之分,双频机能以L2 观测值修正电离层折射影响,最适宜于中、长基线(大于20km)测量,具有快速静态测量的功能,可升级为RTK功能;单频机适宜于小于20km 的短基线测量,对于一般工程测量具有良好的性能价格比。RTK 系统由GPS 接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成,整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点,完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS 系统在轨卫星数有限,在对空通视受遮挡的条件下,不能保证正常解算,影响定位的精度和可靠性。实践表明,单频GPS系统由于