文档介绍：1概述
GPS系统的组成。GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。
GPS的工作原理。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-XC)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。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在测量中被得到了广泛的应用。
2GPS测量的技术特点
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。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。
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,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。
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。
3GPS系统在实际测量工作中的应用
高速连接线控制测量。
建立布网方案。高速连接线地物地貌较为复杂,部分区域和方向有遮挡,该测区内原有BJ54坐标系的E级控制点二个(已知起算点),根据工程需要在附近沿线加密控制点,以便于测设。
大地测量法。主要采用大地测量仪器如经纬仪、全站仪、测距仪等。国道310线郑汴高速连接线控制网采用测边网,高程采用测距三角高程,按照观测技术要求进行施测。