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gps技术论文

gps技术论文范文第1篇

随着科学技术发展,各行各业的技术进步已是日新月异,测量技术也取得了长足的进步,如今,全站仪、测量机器人、电子水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等在工程测量中已广泛应用,不仅大幅降低了工程测量的工作强度,更为工程测量向自动化、数字化方面的发展提供了坚实的基础。同时,新装备的应用,也改变了工程测量的技术手段和作业流程,如改变了传统的工程控制网布网、地形测量、施工测量、变形监测等的作业方法,GPS测量控制网、测距导线网成为控制网布设的首选,GPS高程测定、光电测距三角高程导线已可以代替三、四等水准测量,具有连续定位功能的全站仪或RTK用于施工放样测量和碎部测量,免棱镜测距仪减轻了工程测量的工作强度,具有自动跟踪测量功能的测量机器人为碎部测量提供了理想的仪器;另外,测量数据处理的手段也发生了根本的改变,数据采集甚至实现了自动化,手工绘图已成为历史,数据计算已经全面电子化。

2、GPS定位技术在工程测量中发挥的作用

GPS技术的出现和广泛应用,是测量技术的重大变革,它改变了许多工程测量的方法和手段,大大减轻了工程测量的难度、工作量和工作强度。GPS技术具有全天候、海陆空均可进行三维定位的能力,利用GPS定位技术,在工程测量时可以方便快捷地测定高精度的三维坐标,具有高速度、高精度、操作简单、方便灵活的特点。当前,GPS定位技术已经应用到各行各业,在工程测量中,无论是各等级控制网的建立与改造,还是在单点定位、地形图测绘、线路施工、变形监测、地球板块监测、海岛海礁测量等,都具有得天独厚的优势和便利性。随着我国各地大范围、高密度CORS基准网的全面建设完成,利用GPS差分定位技术和RTK实时差分定位,单点定位技术和精度不断提高,GPS技术在工程测量中控制网布设、碎部点测绘、施工放样、变形监测、高程测定等方面已经全面应用于实际工作中。同时,利用GPS定位技术连续、实时、自动测量的特点,加上自动化处理技术,工程测量中自动测量、实时处理、连续监测的应用将有很大的发展空间。

3、RS技术已是地形图测绘的重要手段之一

RS(遥感)技术在测量中的应用有着悠久的历史,并发挥着巨大的作用。RS技术的特点是不需要接触观测目标、直接通过遥感信息对其各项特征信息进行解译处理,提取有用信息。利用RS技术获取的信息(如遥感影像等),通过纠正定位,可以获取准确的地理空间信息,因此广泛应用到工程测量中。当前,随着高质量、高精度、高效率、低成本的遥感测量仪器的不断推出,结合计算机技术中的应用,RS技术已经能够提供完全、实时、大范围的三维空间地理信息,特别是广泛应用于地形图测绘中。RS技术的广泛应用,降低了测量成本,减少了外业工作量,缩短了测量周期,具有测量高效、高精度,成果品种多、直观性强等特点。在地形测绘、线路勘选、变形监测、文物保护等工作中起到了巨大的作用。如今,全数字摄影测量系统、集群式数字摄影工作站等新技术已经全面应用,为RS技术应用提供了更为高效的技术手段和方法,也使得RS技术在工程测量中发挥了极其重要的作用。

4、数字化技术成为工程测量中的主流

大比例尺地形图测绘是工程测量的重要内容,以往常规的模拟成图方法靠模拟采集、现场手工绘制、事后整理整饰,是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,而且手工描绘成图周期长,产品形式单一,专题成果制作困难,成果应用不能实现多样化,难以适应现代化工程建设对地形图多样化的需要。随着全站仪、RTK等数字化测量仪器的广泛应用和数字化专业成图系统的出现,工程测量从模拟时代进入到数字化时代,它把野外数据采集、计算机数据处理、数字制图、成果分类分层存放等优势有机结合起来,形成了内外业一体化的数字化成图系统。况且数字化测绘技术产品成果多样,能够轻松制作不同用途的专题产品,能够轻松应对各类工程测量中的多样化需求,同时还能有效提高工作效率,成果存储、管理应用、转移等方便易行。如今,数字化测绘技术在工程测量领域已是广泛应用,大比例尺测图技术及其产品已经实现了数字化、信息化、多样化。随着专业数字化成图系统的不断发展,一些工程图纸(如纵横断面图、宗地图等)实现了自动绘制,有效提高了工程测量的工作效率。数字化的专业成图系统不仅可直接提供纸图,还可以建立专业数据库,为基础地理信息的多样化应用和服务自动化、网络化、社会化打下良好的基础。

5、GIS技术在工程测量成果应用服务中渐成主流

随着数字化技术在工程测量中全面普及,测量数据采集与处理已实现数字化,工程测量进入了全数字化时代。然而,大量测量成果如何更好地服务于社会发展和工程建设,是必须解决的问题。面对海量的地理信息成果数据,怎样管理和应用工程测量成果,目前最好、最有效的方法就是利用数据库技术和GIS技术。具体地说,就是将测量成果进行标准化、规范化的处理,通过建立地理信息数据库及其应用管理的信息系统,有效管理、存储和处理测量成果;利用GIS的统计和分析更能,提供针对性强、满足专题应用的图件和统计结果,更好的应用测量成果;同时利用网络技术,实现测量成果服务应用和定向分发的网络化和自动化,更好地应用到科学管理和科学决策中。GIS管理应用系统建设是一项复杂、庞大的系统工程,不仅需要较大的资金投入,也需要网络等基础设施的支撑,更需要技术人才的培养,才能发挥其巨大的作用。如今,GIS技术已经得到政府部门的高度重视,在专业部门得到推广应用,并已成为信息产业的重要组成部分,地理信息产业的发展,也迎来了良好的发展局面。

6、InSar技术逐渐被重视

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是近期才发展起来的一项新的对地测量技术,它是以合成孔径雷达复影像数据中提取的相位信息作为数据源,通过整合处理和运算,获取地表三维信息和及其变化信息,精度高、范围广,且InSAR技术具有全天候、全天时和一定的透视性的优势和特点,这种技术已经引起了世界各国的广泛关注和深入研究。目前,这种技术的应用已经十分的广泛,比如:在监测地震变形中的有着重要的应用,在大范围检测监测厘米级或更微小量级的地球表面形变中也起着越来越重要的作用,在形变灾害监测领域和滑坡形变监测中也有着不可替代的优势和作用,等。正因如此,InSar技术在工程测量中也逐渐得到重视,应用前景和发展前景十分广泛。

7、结语

gps技术论文范文第2篇

1GPS测量技术在建设工程测绘中所体现出来的长处

(1)GPS技术在测量方面提供了较高的精确率,使效率以及质量得到很大的提高。GPS在测量方面的技术不仅仅能够给工程建设带来更方便快捷的操作,而且在时间上也能大量节省时间,在三维坐标以及速度上,也得到了很大的帮助,不仅对于导航时候能够起到作用,而且在测试时间以及速度测试之间也得到了很方便的操作。目前随着社会的发展,科技的不断进步,GPS的技术已经越来越发展完善,对于各方面行业,特别是在测量行业上,更是显示出GPS的优势,技术上的优势已经不仅仅只限制于建设工程,而且还能广泛运用到海洋上、航空摄影上、以及地面测量上等各行业的测量上。(2)GPS测量技术的定位精准。GPS在测量方面的技术不仅仅能够给建设工程施工过程带来更方便快捷的操作,而且还能在测量过程中运用定位技术,在50千米下的基线当中,就能到1×10–6到2×10–6的准确定位,当基线在100千米到500千米之间,定位依然能够准确的达到10-6到10-7,由于社会不断发展带动着科学发展,即使在1000千米以上的基线,GPS的定位技术依然能够维持在10-8左右,GPS在测量方面的技术所表现出来的精准度能够达到几乎完美,没有出现错误,对于建设工程所需要的要求更是很好的达到。(3)GPS在自动化以及智能化方面的操作性能特点。GPS测量方面操作在建设工程实际运用当中,不仅仅能够带来高精准度的测量,而且还能实现一定程度的自动化操作,给建设工程带来更便利的操作,使用人员根据气象采集数据,并且安装好开关的仪器,以及进行监测工作就可以做到一定程度的自动化操作,运用起来也是非常简单便利。例如在建设工程当中采用观测以及卫星捕捉系统等工作实现自动化,观测结束之后使用人员只需要把电源关闭,就很完好无损的把收集的数据进行接受并且保存。不仅仅能够给操作员带来非常便利的操作,而且在操作上GPS能够给建设工程的施工带来更高的工作效率,精准度也随着提高,对于建设工程中GPS的自动化操作是有着一个举足轻重的作用的。

2在实际操作过程中,工程测绘对于GPS测量技术的需求

在码头以及海港的建设工程施工过程当中,缺少不了水下地形图。并且在进行建设工程测绘当中,不仅要给测量的位置进行一个三维定位,而且还需要进行一个水深的测试。水深测试的主要使用的仪器是采用测深仪,并且在测量的过程当中要根据超声波的工作原理来进行测量具体水深。在水深测量的过程当中,不仅要同步进行着使用潮位仪进行测量,这样才能得到更为精准的数据进行测量,最后得出较为精准的水下地形深度的数据。传统手段是根据位置所需的要求进行采样测量,经过经纬仪以及应答器等设备进行测量,这些设备操作要求不仅高,而且极其复杂,在使用过程中会出现很多没必要的错误。但是随着GPS的出现,其实时的三维定位技术解决了位置测量方面的大量问题,能够更大比例的进行水下测量,而且效率以及质量方面也得到了很大的提高,并且通过测深仪以及一系列测量设备的共同测量之下,建立起了一个相对更为精准的一个测量系统。

3GPS操作上所需注意并且了解的问题

对于GPS的实际使用过程中,或多或少在操作上会存在一些问题需要我们去了解注意,所以在操作过程当中需要使用员工仔细的检查一下作业,确确实实的了解好每一道工序,并且将失误的可能性降到最低。并且在建设工程施工当中也会对员工有一定的要求,要求的员工也是必须要有责任心以及上进心,不仅仅要对公司负责,更重要的是对自己工作负责。所以在新员工上岗之前必须要进行一系列的培训教育,让整个建设工程尽量的按照预期的发展而进行下去。因为GPS所测量出来的数据以及测绘技术准确率要求是非常高的,如果当中有一丝丝的差错可能会导致整个建设工程会出现极大的麻烦。所以必须要让员工了解每一个操作的步骤,而且经过反复练习,在每一个工序中都要经过细心的检查,做到尽量减少差错的出现。并且公司也应该为员工的安全负责任,必须为员工买一份安全保险,并且进行科学性的管理,进行科学性的工作以及休息,让建设工程施工的员工得到一定的调节,发挥出更好的工作效率以及更大的质量,让建设工程跟预期一样完美的完成。

4结语

gps技术论文范文第3篇

关键词:高动态GPSDSP

GPS是美国建立的高精度全球卫星定位导航系统,在陆地、海洋、航空和航天等领域有着广泛的应用。而高动态GPS接收机则可应用于导弹、卫星、飞机导航等许多场合,但由于高动态GPS接收机涉及军工等敏感领域,故国外的相关技术或产品对我国是封锁的,有关高动态的核心解决技术在各种文献中也见之甚少,相关技术必须自主开发。

GPS接收机的实时动态性能、定位精度以及功能的丰富性与其所选用的CPU性能有很大关系。具有较大动态范围的接收机的实时运算量大、刷新速度高,对微处理器提出了更高的要求,即接收机应具有较高的数字信号处理能力。DSP芯片具有适合于数字信号处理的软件和硬件资源,它运算速度快、接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、集成方便,可用于复杂的数字信号处理算法。因此笔者的GPS接收机使用DSP芯片作为中央处理器。在此基础上,采用一系列的算法,如利用接收机原始的伪距和伪距变化率进行GPS/INS组合算法和抗多径算法及设计新的载波跟踪环路等,提高接收机的抗干扰和动态性能及定位精度。

1接收机的结构设计

采用相关接收技术的GPS接收机一般可以分为三个功能模块:射频前端模块,信号处理模块和应用处理模块,如图1所示。高动态GPS接收机组成与其类似,关键在于信号处理模块具有快速捕获功能和较大的捕获、跟踪带宽。

信号处理模块的主要功能是对信号进行捕获、跟踪、解扩、解调等,提取观测量和导航电文数据。GPS扩频信号的解扩一般通过相关接收技术完成,信号处理模块的核心就是相关器。多通道接收机一般采用多通道相关器实时地跟踪4颗或4颗以上的卫星信号。

以GP2010、GP2021芯片组作为接收前端和相关器,GP2021由时基产生电路、地址译码器、状态寄存器及12通道独立跟踪模块等组成。其中每一独立跟踪模块包含载波DCO、码DCO、相关器和相应的载波整周计数器、码相位和历元计数器等。相关器还提供了一个5.714MHz时钟给GP2010,对GP2010的4.309MHz信号进行欠采样,得到1.405MHz的中频数字信号。GP2010输出中心频率为1.405MHz的中频信号给GP2021。GPS接收机前端和相关器如图2所示。

根据DSP芯片运算速度、价格、软硬件资源、运算精度、开发工具、功耗等因素,以TI公司的32位DSP芯片TMS320VC33作为中央处理器进行GPS信号处理和定位求解。其运算速度为75MIPS,单指令周期为13ns,内置1.1MbitRAM,由0.18μmCMOS工艺制造。

DSP功能包括信号收集处理、GP2021硬件控制、相位跟踪和导航数据解调环路、GPS导航电文提取、电文推算、导航定位求解等[1](见图3)。

信号收集处理主要完成从相关器输入正交、同相超前和滞后通道的相关积分值,根据这些积分值实现码环、载波环捕获和跟踪过程中的判决和滤波等功能[2]。

GP2021硬件控制主要完成码环、载波环路的闭合控制过程。根据相位跟踪环路和码环、载波环路输出的控制量动态地调节GP2021的码DCO和载波DCO中的值,实现数据解调。

相位跟踪和导航数据解调环路是载波跟踪环路的最后一个环节,由它实现载波相位的抽取和数据解调。

接收机充分利用DSP处理器的功能,将以上软件都集中在一片DSP处理器中运行。DSP芯片的高速运算性能使得部分硬件功能软化,大大缩小了接收机的体积,同时增强了系统的灵活性。

在码和载波跟踪环路中,许多地方使用了数字滤波器。由于TMS320VC33计算精度很高,可以实现幅频特性很陡直的滤波器,完成带宽很窄的滤波。另外,DSP在进行数字信号处理过程中,仅受量化误差和有限字长影响,在处理过程中不引入其他噪声影响,有较高的信噪比。而这些正是笔者跟踪环路、跟踪频率斜升信号所必须的。同时,用DSP软件编程实现数字滤波,只需修改编程过程中的几个设计参数,就能灵活方便地实现不同性能的滤波器,从而改变跟踪环路的环路特性,为环路的调试带来极大的便利和灵活性。

2动态GPS接收机关键技术研究

(1)实时有效的GPS星的历书的推算:为快速捕获信号,快速地定位,缩短冷启动时间,必须保证实时有效的GPS星的历书的存在。卫星的最新历书直接由用户根据较早的星历导出,通过外推得到冷捕搜星时刻的有效数据。现在,经过对间隔一个月的星历进行推算,GPS星轨道长半径α、偏心率e、轨道面倾角i、轨道准经度Ω0、轨道近地点角矩ω、平近点角M、星钟参数af0、af1都可达到相当的精度,其中a、e、i的值变化不大,同时设6个摄动修正参数为零。这样,就可得间隔一个月后的历书。

t1时刻

af0=:0.596651807427D-04af1=0.579802872380D—11

t1+30天时刻

af0=0.724918209016D-04af1=0.477484718431D-11

t1+30天时刻的推算结果

afo=0.7237169739D-04af1=0.4706628D-11

t1时刻t1+30天时刻

Ωt1=-2.09716567564Ω0t2=-2.72117917258

ωt1=-1.71643691820ωt2=-1.67529031669

Mot1=3.08373107049Mot2=-2.08799859062

由toe1,时刻的星历可推算出toe2时刻的星历

计算得出Ω1ot2=-2.720653,ωt2=-1.666083,

Mlot2=-2.085210

(2)时钟特性对高动态接收机的动态性能影响的研究:时钟特性(频率飘移和老化率)对高动态接收机的动态性能有较大的影响,在高动态接收机中必须予以考虑并尽量消除之。其中,频率飘移的消除大约可以使冷启动时间缩短60s。

(3)高加速度下的载波跟踪环路的研究:为检测高动态GPS信号,需要设计码环及载波环的捕获与跟踪数字系统。当使用对信号同时进行时域(码相位)和频域(多普勒频移)的二维搜索从而对载波多普勒频移逐次逼近扫描的串行搜索法时,在高动态下,由于码的捕获是分频段进行的,载波跟踪环路对码跟踪环路提供速度辅助,且由于码的跟踪是在频率误差范围500Hz以内进行的,一定范围内的高加速度引起的频率变化率对码的捕获和跟踪影响不大,环路失锁首先从载波跟踪环路开始。同时,一定范围内的高速度只影响频率捕获所涉及到的频段数而对频率跟踪影响不大。因此,在高动态下,在CPS信号的码跟踪和载波捕获与跟踪问题中解决在高加速度下的载波跟踪问题具有十分重要的意义。需设计出具有较大动态范围的载波跟踪相关算法。该算法应同时兼顾在高加速度和高加速度环境下的环路工作特性。

现在,笔者已设计出具有较大动态范围的载波跟踪环路,并使用在接收机中,但环路的各项具体指标正在测试中。接收机载波跟踪模块工作流程图如图4所示。

(4)对原低动态接收机的相位跟踪环路的改进。四项鉴频器和叉积鉴频器实现精确的频率跟踪,相位跟踪和导航数据解调环路是载波跟踪环路的最后一个环节,由它来实现载波相位的抽取和数据解调。到叉积鉴频器时只能实现码锁定、载波锁定。位同步和帧同步状态只有在相位跟踪和导航数据解调环路正确工作后才可实现。而只有当帧同步(即数据可以正确解调下来并实现帧同步)后,接收机才可得到正确的伪距。此后建立导航定位方程组并准确定位。故而,如相位跟踪和导航数据解调环路不能正常工作,接收机将不能定位。适当扩大载波跟踪环路等效噪声带宽BLF,跟踪精度降低,载波跟踪环路产生的各项误差会反应到相位跟踪环路,但捕获时间缩短且锁相环的动态范围会得到改善;同时,对于相位跟踪环路,由于它的线性牵引有效范围有限,如果可以扩大这个范围,则可补偿由于变宽而对相位跟踪环路造成的影响,同时增加相位跟踪环路对载波跟踪环路补偿作用的范围,从而改善在高加速度下载波跟踪性能。

(5)辅助跟踪环路的设计:信号一旦非正常失锁如何快速重新捕获,还必须结合GPS星历进行辅助跟踪环路的设计。

(6)冷启动算法的设计:当接收机无历书存储或由于长时间未开机造成历书无效时接收机开机即处于盲捕状态。而历书预报误差较大时,接收机将花费较长时间进行GPS星的捕获和星历下传后才可准确定位。而准确的轨道参数和星钟参数推算并辅之以合理的冷启动搜星算法则可使接收机快速定位。对接收机接收到的GPS信号的载波多普勒频移进行了分析并给出其各组成部分的计算公式,同时根据实验结果对各组成部分对接收机星捕获占用时间的影响进行了分析,提出了通过消除接收机时钟频率漂移并辅之以有效历书推算的新的冷启动算法,大大缩短了高动态GPS接收机冷启动的时间。在静止的接收机中预先输入接收机本地概略地址和时间的情况下,冷启动时间缩短至25s以内。

3实验

时间:2003.9.5~9.27

接收机状态:静止,接收机预先输入接收机本地概略地址和时间,有历书推算:

星号15262129

接收机测得的多普勒频移值7320257941202381

推算得到的多普勒频移值7201256643562210

程序设置的多普勒频移值7201256643562210

4颗星达到载波跟踪状态所需时间:21s

gps技术论文范文第4篇

一、GPS系统组成及优点

GPS定位系统主要是由工作卫星的空间部分、地面监控部分及用户部分组成的。这三部分分别具有独立的功能和作用,同时各部分之间又有机的结合在一起形成一套完整的定位系统。

GPS地面接收机接受天上四颗以上的定位卫星的电磁信号,接收机可根据所接受到不同卫星之间信号的时间差,准确的计算出接收机该时距离各卫星的距离。由于GPS卫星在空中位置可知,因此可通过一定的计算公式将卫星位置和已测出的距离进行换算,确定接收机在地球上的位置,包括经纬度、海拔等地理信息。目前,GPS导航系统已开始应用于考古测绘、农业生产、城市交通及国际战争中。如在黑龙江的三江平原地区,因其是汉魏遗址,所以是考古重要地点,文物保护部门利用该定位专业技术,对遗址进行精确定位,并将遗址群绘制成为平面彩色图系,不仅使数据精确,更节省了人力物力;城市交通上以上海为首,历史性的跨入了“卫星时代”,交通部门可通过卫星定位对城市车辆进行定位,方便政府部门的管理,更便捷了百姓生活;国际战争上,利用卫星定位系统能够准确计算敌方阵营及重要部署,能顺利开展战争,给敌方造成致命突袭,有力把握住战争局势。

现采用的最新GPS卫星定位系统,能对发生的各种复杂变更情况较快适应,节省时间,避免人力损耗,能克服传统测量方法所存在的弊端,对动态监测过程能够真正实现数值化和信息化。在工程测量实际测绘过程中,GPS系统不只可以用于测量和导航,同时可用于测速及测时。GPS定位系统在测量过程中具有如下优点:

1.测站间的相互通视是传统测量学中一个较难解决的问题,但在利用GPS定位系统过程中,避免了测站间的通视问题,能够使选点更加方便灵活,并使造标费用大大节省。

2.定位精度较高。GPS测量的优越性能随距离的增长而愈显突出。在一份对北京土地开发项目实施中,所要开发地区涉及10个边远郊县,而且多数位于山区地带,工作人员进入该地区后,易迷失方向,难以定位。通过GPS测绘专业技术的使用,可在50km以下的基线上,相对定位精度达到百万分之一上,在100km以上的基线上,定位精度达到千万分之一,轻松解决定位难问题。

3.定位迅速。利用该定位系统进行静态相对定位时,对20km以下的基线,快速相对定位通常只需20分钟;在动态相对定位时,完成初始化工作以后,可任意时刻对流动站进行定位,观测时间仅需几秒。

4.全天候工作。利用该专业技术进行观测定位的过程中,不受时间、地点限制,也不会因天气状况影响观测效果。在平面控制测量的过程中通常以导线如结点、闭合导线的形式进行测量;在重要构造物测量时,通常布设成线形锁、三角网的形式。

二、工程测绘过程中GPS专业技术实施

1.工程测绘选点与标志的建立

在选点的过程中要注意以下要求:点位应选在交通便利的地带,同时保证该地带视场要开阔;在对电磁波有干扰的地带不宜选点,如高压线、电视台及大面积的水域地带都将干扰电磁波的接收,在选点时不容忽视。

2.工程测绘外业的观测

GPS的对外观测作业主要有天线的安置、实时观测及对观测结果的记录等。

2.1安置天线

安置天线过程中主要注意对中、定向、整平和对天线高的量测。在静态相对定位的过程中,要把天线架设在三脚架上,并在标志中心的上方进行对中,同时保持基座上的水准气泡在居中位置。调整天线定向过程中,要确保定向标准线正向北方,误差小于5度。测量天线高时,应从相位中心量起,直至观测点的标志中心,此段垂直距离即为天线的垂直高度。

2.2观测作业

在进行作业观测任务时,及时捕获卫星的信号,并实时跟踪处理,获得定位所需的信息和数据,在安置完天线以后,为确保电源和接收机的正常开通,要将接收机安置在离天线不远的安全区域内,在开启电源进行观测时,要保证系统已检查无误。

2.3数据处理与成果校核

为了保证对外观测的质量和预期定位精度的实现,对观测成果的校核成为一重要环节。在结束观测任务以后,要对获得的观测数据及时进行分析、校核,对出现的不合格的观测结果要及时采取补测措施,经确认数据无误后,方可对数据进行处理。

三、GPS工程测绘实施实例

1.GPS用于大桥的控制测量

作为对长江两岸鄂州市和黄冈市起连接作用的鄂黄长江公路大桥,在建造初期为使施工及设计便利,采用GPS专业技术对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。以双大地四边形布网作为设计方案。与江面垂直的长边约为1200m,平行的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。

在平差处理以后,控制网的精度通常为:误差在最弱点位中为1.93cm,在最弱边长相对为1/113000,使Ⅲ等平面控制测量的精度要求得以了满足。

2.GPS测量用于导线控制测量

在河北境高邑至邢台段的京深高速公路地处华北平原,地势坦荡平整,最大相对高差在20m左右,平均海拔大约在50m,境内分布较多村庄。植被多为小麦及田间行树并密集分布着机耕道和公路。

在导线测量过程中,采用三台Wild 200 GPS接收机,采用点连接方式开始作业,三台接收机同时作业。完成作业后,使其向前滚动。

3.GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量

gps技术论文范文第5篇

关键词:GPS工程测量 测量技术 构成 应用 普及

中图分类号:P278 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(c)-0072-02

GPS技术就是人们所说的全球定位系统,这一系统最早是20世纪70年代研发出来的,一开始GPS技术主要运用的领域是军事领域,目前全球定位系统的研制工作主要分3个阶段。全球定位系统是以卫星为无线通讯基础,能够24 h进行定位服务,其范围可以覆盖全球,再加上全球定位系统自身具备非常好的保密性,抗干扰性也非常强,所以广泛地运用在我国的工程测量领域中。

1 GPS构成

GPS系统主要是由三个部分组成,即卫星、地面控制系统、用户,这3个部分缺失任何一项,GPS系统就不是完整的,在GPS系统中,用户也是不可获取的重要组成部分,这里所说的用户并不是说某一个特定的对象,而是指一个群体,由于GPS系统所提供的定位服务是实时的,其所运用的地面接收机也是GPS系统特指的设备,在接收到卫星信号之后,计算机主机就会对接收的数据进行处理,从而得到有效的导航数据,我们需要的各种数据信息就会真实地呈现在我们面前,GPS系统很好地提升了工程测量的精准度,为今后的工程建设提供了有利的保障。

2 GPS系统的特点

2.1 测量精度高

GPS系统的测量精度要比传统测量系统高好几倍,在1 500 m范围内的工程精密定位中,如果我们的技术人员能够合理运用GPS系统,那么该系统可以在1 h的时间内保证其明面位置的测量误差小于1 mm,这个数字就说明GPS系统的测量精度是传统测量系统没有办法比拟的。

2.2 观测时间段

当技术人员在对20 km范围内的区域进行静态定位工作时,一般只需要15 min就可以完成静态定位,当基准站与流动站的距离在15 km内的时候,观测流动站的时间一般在2 min之内,而且这种精准测量是可以随时定位的,技术人员操作起来也是非常的简单方便。

3 GPS技术在工程测量中应用及普及

3.1 GPS在建筑工程控制网中的实际应用与普及

在整个工程的测量工作中,测绘控制网是测绘工作中非常重要的基础性工作,对于这一工作来说,设计的工程项目规模出现了区别,那么技术人员就要对控制网的精度要求有一个的改变,在这种情况下,技术人员会选择边角法来确定工程的控制网,这种控制方法主要是运用了测量仪器来控制测量的范围,但是需要注意的是,这种控制方法所测量的范围相对来说是比较小的,一旦测量范围增大或者是超出了测量的范围,那么边角法就会受到限制,使用的话就会影响到最终的精准程度,而在大范围的测量中,GPS技术测量优势是非常明显的,GPS技术在确定控制点的时候是不会受到其他因素限制的,而且使用起来非常简单,操作方便,所需费用还非常低,最主要的是所测量的控制精度非常高,技术人员在利用GPS系统建立工程控制网时,采用了载波相位静态差分技术,这种技术手段的使用可以让所测量的精度达到毫米单位,比如:公路工程等大型的工程项目。其横向距离是非常小的,纵向距离却非常长,在公路项目中经常会采用导线法来测量公路范围,但是这种方法所测量的距离是有限的,而且多次多时段测量还会产生较大的误差,这时选用GPS技术就可以解决上面的问题,GPS技术并不需要进行地面通视,在距离对等的情况下,技术人员就可以设置控制点,在形成了三角锁之后,就可以进一步确保测量的精度,而且GPS技术的操作还非常简单,建设成本也在运用了GPS技术之后得到了极大降低。

3.2 GPS在变形监测工作中的应用与普及

变形监测工作是对建筑物、水坝等设施的变形情况进行检测,观测的内容主要包括了建筑物的整体倾斜程度以及建筑物地基沉降位移状况,我们在监测建筑物时会发现,大型建筑物的整体面积都是非常大的,而且四周的环境也相当驮樱想要对这种大型建筑物进行监测,其难度还是非常大的,而在传统的监测建筑物方法中,比较常用的方法是三角测量法,这种测量方法是测量建筑物倾斜程度的,还有一种观测建筑物地基沉降位移的方法,这种方法是水准测量法,通过运用之后发现,这两种方法既浪费时间,又浪费力气。而采用GPS技术就可以很好地改善这一状况,达到精准测量的目的。

3.3 GPS在图跟测量中的应用与普及

技术人员在使用GPS技术进行图根测量时,主要运用的技术是快速静态定位技术,其工作原理为GPS接收设备会先接收超过4课卫星的通讯信号,而且还要计算出GPS接收设备与卫星之间的距离,由于之前卫星在地心坐标系中的位置是早就固定好的,所以接收设备在地心坐标中的位置也是非常容易得到的,以此类推,技术人员还可以在对图跟控制测量时,采用快速静态定位测量技术,对所观测的数据进行检查,只有确保异步闭合环和同步环都符合规范要求,观测的精度还要符合E级GPS的精度要求,这样测量出来的精度才会更加准确。

4 结语

该研究对GPS的构成进行了简要的阐述,又对GPS系统的主要特点和GPS技术在工程测量中的应用进行了详细的分析,我国的GPS技术具有测量精度高、观测时间短,还能够进行不间断作业等特点,这些特点都是传统测量技术没有办法比拟的。因此,GPS技术在实际的测量工作中,适应性和优越性也是非常明显的,信随着我国科学技术手段的不断更新,GPS技术在工程测量中的应用也会更加广泛。而且还会有越来越多的技术手段融入到工程建设当中,促进工程建设的可持续发展。

参考文献

[1] 冯茜,邓洪亮.工程测量中DJ2经纬仪操作的几个误区分析[C]//第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选.2010.

[2] .工程测量的发展与需求[C]//全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任――中国科协2003年学术年会论文集(上).2003.

[3] 孙纪章,王俊勤.基准方位的建立与标定的数字化[C]//数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集.2008.

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[6] 王治中,樊乾和,王宝成.清华山维电子平板在工程测量中的应用[C]//湖北省测绘学会2006年度科学技术交流会论文集.2006.

[7] 韦宏鹄,鲍艳.土木工程测量教材改革的思考[C]//土木建筑教育改革理论与实践(第12卷).2010.

gps技术论文范文第6篇

【关键词】工程测绘;GPS测绘技术;应用前景

引言:

在GPS技术不断创新和完善的今天,其在我国很多领域中都发挥了重要的作用,工程测绘就是其中之一。因为GPS技术的有效应用,使得工程测绘水平有很大程度的提高,大大提高了工程测绘的精确度。由此可见,GPS测绘技术所具有的精确度高、测量时间短等特点在工程测绘中得到了充分发挥。本文笔者将详细的分析GPS测绘技术是如何在工程测绘中有效应用的,进而探讨GPS测绘技术在工程测绘中的应用前景。

一.GPS 技术

(一)GPS技术的工作原理

GPS技术的工作原理主要是GPS 接收机设置在某一点上,GPS卫星不间断的发送定位信息 ,再利用计算机对接收到的信息进行数据处理 ,从而确定接收机所在的三维位置。将GPS技术应用于工程测绘中,GPS将会形成两个坐标系统,即空间固定坐标系统和地固坐标系统。利用这两个坐标系统可以判断测绘对象的具置,进而对测绘对象进行精确的测量,从而得到精确的、真实的工程测绘数据。可以说,GPS技术是一种应用效果良好的科学技术。

(二.)GPS技术的特点

GPS技术这种科学技术具有多种特点,如精确度高、测量时间短、操作简单、应用广泛等。具体表现为:

(1)精确度高。实践已经证明GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6100-500KM可达10-71000KM可达10-9。这充分说明了GPS技术具有较高的精确度,利用此项技术来进行测量,可以大大提高测量的准确度。

(2)测量时间短。随着GPS技术的不断完善和创新,目前所应用的GPS技术在20KM以内相对静态定位仅需15-20分钟,而在15KM以内时流动站观测时间只需1-2分钟即可完成,如此快速的测量是传统测量技术所达不到的。

(3)操作简单。因为GPS接收机不断改进,促使其自动化程度越来越高,将其应用测量工作中,可以促使GPS技术自动化、智能化、数字化应用。

(4)应用广泛。因为GPS具有精确度高、测量时间短、操作简单等优点,促使GPS技术应用比较广泛,在到航空、军事、建筑、交通等领域中发挥重要作用。

二.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用

具有测量精确度高、测量时间短、测量速度快、操作简单等优点的GPS技术在工程测绘中具有良好的应用,大大提高了工程测绘质量和效率,促使工程测绘工作高质高效的完成。GPS测绘技术在工程测绘中的应用主要是:

(一)GPS外业测绘

将GPS测绘技术应用于工程外业测绘中,主要是对室外工程进行测绘处理。GPS用在室外工程测绘中具体应用过程中,最需要慎重注意的一点是选择点的确定。因为,在室外工程测绘中选择点确定是否准确直接关系测绘结果是否精确,能否有效的应用于工程中,为高质量的建设工程是否可以提供有效条件。所以,利用GPS技术进行室外工程测绘中应当将选择点的确定是为重点。只有在选择点上下足功夫,把准备工作做到位,才能从最大程度上确保测绘结果准确无误。对于选择点的确定,首先是检查坐标架、坐标规格符合要求、完好无损。其次,根据工程实际情况及相关规范性文件要求,选取一个最合适的测量位置,并且固定好测量点。在测量点确定好后,利用GPS技术定位测量点,根据坐标系统的判断进行准确的测量,进而完成室外工程测量。

(二)GPS布网工作

GPS布网也是工程测绘中的一种,主要是对工程建设中比较弯曲的隧道、湿地工程或不佳复杂的盘山公路等所展开的测绘工作。在对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等此类复杂、繁琐工程进行测绘的过程中,因为测绘难度大、测绘准确性差等因素的存在使得工程测绘容易存在较大的误差。而GPS技术的应用可以有效解决此类工程测绘中存在的问题,不仅可以准确的测量,还能够提高测量的精确度。利用GPS对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等复杂工程测绘中,主要是运用边连式和点连式连成三角形,这其中利用了三角形具有稳定性的几何原理。将工程测绘布置成网状结构,对工程进行能远程测量,从而得到准确的工程测绘结果。其实,再利用GPS进行布网测绘中,通常采用边连式和网连式这两种最为常用和实用的测量方式,这可以增强几何效果,促使布网的网状面积大大提高,从而实现GPS准确定位,精确测量。

(三)实时动态测绘方法

利用GPS技术对工程进行实时动态测绘是其他传统测量技术所无法实现的。GPS技术的实时动态测量能够大大提高工程测绘准确性和有效性,为规范、合理的进行工程建设创造了条件。对于GPS的实时动态测绘的实现,关键是确保RTK工作的程序有序、有效的进行。那么,如何确保RTK工作的程序有序、有效的进行?

首先,为了可以有效的控制GPS,需要建立一个基准站。而基准站需设立在一个固定的点之上,再把GPS接收机安装在基准站之上,依据GPS观测在视线范围内的卫星,利用无线机械设备进行对信息的传输,结合二者最终使流动站接受到所有有效地数据和信息。

其次,通过次基准站对GPS进行控制,促使GPS进行准确的定位,并对测量对象进行准确的测量,利用卫星将测量数据传输到基准站中。因为GPS技术可以长时间的运用,这使得GPS技术可以对测量对象进行实时测绘。

三.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用前景

相对于传统的测绘技术来说,GPS测绘技术具有精确度高、测量效率高、功能多、易操作等优势,将其科学、合理的应用于工程测绘中,可以提高测绘准确率,促使工程测绘高质高效的完成。从当前GPS测绘技术在工程测绘中应用情况来看,因为科学技术的不断进步那么GPS技术将会不断创新和完善,这也就意味着GPS技术的智能性、全面性、功能性、自动性将会大大提高,将其应用于工程测绘中,其应当向智能化、全面化、自动化、数字化的方向发展。

结束语:

GPS测绘技术已经广泛应用于我国的工程测绘,促使外业测绘、复杂工程测绘、远程测绘得以高质高效的完成,相信随着GPS技术的不断创新和完善,其将在工程测绘中发挥更加重要的作用,大大提高工程测绘水平。

参考文献:

[1]孙玉松.论GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(27).

[2]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2014(09).

[3]张孝军,夏定华,封光寅,手持式GPS在工程测绘中的应用[A].测绘荆楚――湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C].2005.

[4]康玉晶.加强工程测绘教学 培养学生的工程素质[A].第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(上册)[C].2004.

gps技术论文范文第7篇

关键词:地形测绘;GPS技术;应用;

中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-01

一、GPS技术概述

GPS系统即全球定位系统,是上世纪70年代美国研制的卫星定位导航系统,利用导航卫星来进行测时以及测距,具有全球性、全天候、连续性和实时性导航定位和定时功能,其保密性和抗干扰能力也相对较高,能够为不同用户提供精确的速度、时间以及三维坐标。随着GPS技术的不断发展,GPS技术被广泛应用于各个领域中,尤其是工程测量领域。GPS系统由空间部分的卫星星座、地面控制部分的地面监控系统以及用户设备部分的GPS信号接收机组成。GPS技术有着低成本、高精度以及高效率的优点,被广泛应用在现目前各种测绘中。

二、GPS在测绘中的工作原理

GPS在地形测绘中的技术主要来源于一套能够实现空间、地面、用户三者之间有机结合与统一的技术,通过全球范围内GPS导航信号对于信号的不断采集与转播,对卫星位置的调整,从而实现监控站的整体控制和协调,然后将通过GPS上得到的数据进行处理后再重新编排和录入系统,快速界定三点的坐标。并进一步实现对地形勘测的各种分析和计算。

三、GPS技术在地形测绘中的应用

在我国,由于目前大部分的省市对点位总误差的要求还是极其严格,这说明必须要达到几何精度。同时,GPS对点与点之间的通视问题没有要求,又具有全天候观测、地点灵活多样、计算速度快和精度高等优势,突破了工作地点的传统束缚的要求。虽然,GPS的独特性和优点很多,但显然它也还有很多需要优化的地方。

四、GPS在地形测量中的技术优势

(1)在地形测量中,GPS技术定位准确度高。这是经过实践证明的,GPS技术定位误差很小,一千千米可达到十米到九米。(2)GPS技术观测速度快,时间短。随着技术的不断进步和成熟,地形测量时间不断缩短,通过GPS技术,有的测量时间只需要几秒钟。(3)利用GPS技术测量可以节省经费。各个测站之间只要地方空旷就可以测量,不必通视。这样就可以节省大量经费,技术的发展能够节省资金,这便是比较成功的技术。(4)GPS技术可以测量三维坐标,但是只能满足一些水准测量的精度,这项技术还有待完善。(5)GPS技术操作起来比较方便,由于GPS体积小,便于携带,人们野外作业时带上它负担和压力很小,使得外出的工作变得轻松,大大减小了这方面的负担。(6)GPS技术观测时,自动化程度很高,不在露天地带就可以观测,室内室外皆可以使用,可以直接将得到的数据在计算机上进行处理,这样就省去了不必要的麻烦,大大提高了工作效率,同时也节省了劳动力,降低了劳动强度,使得测绘时间大大缩短。

五、GPS在地形测量中存在的问题

虽然笔者在上文分析了GPS技术的一系列优点,测量精度高,使用方便,测量速度快,节省资金,自动化程度高等,但是任何一项技术都难以做到完美无缺,同样GPS技术也有着它的缺陷和问题。GPS工作时,要依靠卫星系统传输数据,对信号的强度要求比较高。GPS依靠卫星工作要求信号强,不扰,因此在测量过程中,GPS要保证信号不扰,选择较为空旷的地方,工作人员也不能大意,要认真负责。如果这些问题能够得以解决,GPS技术的发展会越来越好。

六、GPS的应用前景

GPS技术随着不断的发展和完善,已经在导航定位领域取得了显著的成就,可谓独占鳌头。很多行业由于它的出现都对自身进行了改革和完善,依赖GPS技术实现了行业的大跨越大发展。在我国,GPS技术的发展势头也极为迅猛,逐渐应用在各行各业。最早我国的GPS技术专门应用在军队部门和科研单位。经过几年的发展,现在开始应用到各行各业,进入到寻常百姓家,如汽车定位与导航技术、地图匹配技术等,这些技术也渐渐应用到商业领域,如身边团购、附近好友都是GPS技术的典型应用。它的作用可以总结为以下几个方面:

(1)在交通运输方面,利用GPS的定位导航功能,可以方便司机在陌生环境中运行自如,节约时间,提高效率,以免因不熟悉路况而耽误事情。(2)在百姓生活方面,利用GPS可以方便出门,人在不熟悉的环境往往容易迷路,尤其是在阴天,没有太阳,很难辨别方向。通过GPS技术可以定位导航,寻路就容易多了。(3)在商业运营方面,GPS可以作为一项工具,便于搜索,确定范围。如果运用的好,可以帮助企业赢得很多利润。比如身边的团购、附近的好友进来被运用的日益广泛,消费者也从中得到了不少利润。

七、结语

综上所述,GPS技术拥有独特的优势,对经济社会的发展做出了卓越的贡献,人们的生活水平也因有了它而又了改进。它在测绘中准确度高,误差很小,测绘速度非同一般,花费微小,使用起来比较简单,人人可学,而且它的设备体积小,携带起来比较方便,在野外的地形测绘中优势明显。

参考文献:

[1]张纬音.GPS-RTK在露天矿山测量中的应用[A].第二十届“冀鲁川辽晋琼粤”七省矿业学术交流会论文集[C].2013

[2]林清江,黄文俐,任树军,魏述燕.GPSRTK测量在地籍测量中的应用[A].2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C].2009

[3]张雷,徐静,唐锡彬.浅谈北斗卫星定位系统在测量中的应用[A].贵州省岩石力学与工程学会2013年学术年会论文集[C].2013

gps技术论文范文第8篇

关键词:GPS建筑变形,监控

 

近年来,伴随着国民经济建设的高速发展,高层建筑在形体和结构上显得日益复杂,加之施工工艺不断改进,这就对建筑物的变形监测提出了很多新的要求。由于高层建筑物有很多不利的监测环境,而施工工艺的改进又对形变监测工作提出了快速、高精度的要求,这些都让传统监测方法工作时显得力不从心,所以利用新的技术手段和研究新的监测方法尤显重要。GPS系统由卫星星座、接受机和地面控制站三大部分组成。作为20世纪一项高新技术,它因速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点,而获得了广泛应用。

1 GPS与传统测定方法的比较

1.1传统方法测定高层建筑动态变形的特点

在测定高层建筑变形量时,传统的测定方法有加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等。论文写作,GPS建筑变形。

加速度传感器法所测得的位移误差较大。激光铅直仪法只能提供建筑物局部的、相对的变形信息,测量精度较低,易受气候、风等因素影响。对较低的建筑物较为适用,对于高大建筑物(高度300 m以上),精度会受到较大的影响。全站仪法测定的是建筑物的绝对变形信息,可用于各类建筑物,但在恶劣气候条件(如台风、大雨等)下,因激光跟踪目标困难,所以使用受到限制。近景摄影测量技术由于摄影距离不能过远,大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备,因此,尚不能普及应用。

所以不难看出,加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等观测技术,在精确度、自动化程度等方面,已不能满足高层建筑的动态监测要求。

1.2 GPS测定高层建筑动态变形的优势

随着军用技术转民用的限制逐渐降低和高速发展的硬件和软件技术,GPS技术的优势已经越来越明显。

(1)可以全天候观测。实时动态(简称RTK)测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。可通过实时计算定位结果,便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,从而可实时地判定解算结果是否成功。

(2)仪器精度高。GPS相对定位精度在50 km内达; 100~500 km达,1000km以上可达。且独立布点不会有误差积累,测量过程自动进行,不会有人为因素造成的错误,测量数据稳定可靠。

(3)自动化程度高。用GPS接收机进行测量时,仅需一人将天线准确地安置在测站上,量测天线高,接通电源,启动接收机,仪器即自动开始工作。在结束测量时,只需关闭电源,收起接收机,便完成野外数据采集。

(4)可减少误差。在变形监测中,只要天线在监测过程中能保持固定不动,接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果。

(5) 操作方便。仪器体积小,重量轻,容易携带搬运,劳动强度小,外业工作量小。

(6)应用前景广。GPS技术具有全球、无误差积累等优点。使观测工作效率大大提高,同时也节省了大量的人力和物力。

2GPS变形监测技术

2.1 GPS变形监测模式

GPS用于变形监测的作业模式可概括为周期性和连续性两种。当变形体的变形速率相当缓慢,在局部时间域和空间域内可以认为稳定不动时,可利用GPS进行周期性变形监测,监测频率可为数月、一年或甚至更长时间。连续性变形监测采用固定监测仪器进行长时间的数据采集,获得变形数据系列,此时监测数据是连续的,具有较高的时间分辨率。周期性监测模式一般采用静态相对定位测量方法。论文写作,GPS建筑变形。连续性监测模式,适用于对自动化要求高,数据采集周期短的监测项目。在数据处理方法上,可选择静态相对定位和动态相对定位两种方法。在一些高层建筑物等工程的动态监测中,可运用GPS连续监测模式。论文写作,GPS建筑变形。该模式实现24小时的连续观测,使监测、监控、决策实现远距离控制,但该模式要求GPS接受设备必须永久固定在变形点上成本较高。

2.2 GPS在变形监测中的测量方法

按监测对象及要求不同,GPS在变形监测中可选择静态测量法,快速静态测量法和动态测量法三种。

1)静态测量法:静态测量法,就是把多于3台GPS接收机同时安置在观测点上同步观测一定时段,一般为1小时至2小时不等,用边连接方法构网,用后处理软件解算基线,经平差计算求定观测点三维坐标。这种方法定位精度高,适用于长边,测边相对精度可达。论文写作,GPS建筑变形。论文写作,GPS建筑变形。

2)快速静态测量法:这种方法尤其适用于对监测点的观测。其工作原理是:把两台GPS接收机安置在基准点上固定不动连续观测,另1~4台接收机在监测点上移动,每次观测5~10分钟(采样间隔为2秒),经事后处理,解算出各监测点的三维坐标。

3)动态测量法:该方法又分准动态测量方法和实时动态测量法。实时动态测量方法原理是:在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给在各监测点上移动观测(1~3秒钟)的GPS接收机,移动GPS接收机在接收GPS信号的同时,通过无线电接收设备基准的观测数据,再根据差分定位原理,实时计算出监测点三维坐标及精度。

一般基准网应采用静态测量方法,当基准网的边长超过10 km,要考虑基准网的起算点与国际IGS站联测,基线向量解算时采用精密星历,保证基线解算的精度。对监测点进行测量时,可采用快速静态测量法。在桥梁监测时,可选择实时动态测量,如果距离近,基准点与监测点有5颗以上共视GPS卫星时,精度可达1~2 cm。

3 GPS测量数据处理

GPS数据处理过程可划分为基线解算和网平差两个阶段。

GPS基准网的基线解算,应采用GAMIT或Bernese软件和IGS精密星历。平差计算应采用PowerADJ科研办软件。对高精度GPS的数据处理分为两个主要方面:一是对GPS原始数据进行处理获得同步观测网的基线解;二是对各同步网进行整体平差和分析,获得GPS网的整体解。这些软件数据处理的重点都在于同步网的基线处理,而在网平差分析方面,特别是多个子网的系统误差分析、粗差分析及随机误差处理方面,暂无好的处理方法。

4 结语

GPS这种全新的定位手段,在工程实践中已逐步得到认同。目前,我国正处于经济发展的历史性的发展时期,各种基础设施的大量建设,各种新材料、新技术的采用,使建筑工程这一传统产业呈现勃勃生机。论文写作,GPS建筑变形。随着GPS技术的进一步开发,特别是有关高层建筑施工领域的应用技术包括基础理论的研究、实践方法的探索、信号接受手段的更新、信号处理方法和软件的开发等的发展,再加上若干工程的应用、积累和提高,GPS技术将成为在高层及超高层建筑方面广泛使用的方法。

参考文献

[1]刘大杰等.全球定位系统GPS的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,2008:40-55.

[2]余绍铨等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2007:60-65.

[3]罗志才等.GPS用于监测高层建筑物动态特征的模拟研究[J].武汉测绘科技大学学报,2007(8):20-22.

gps技术论文范文第9篇

关键词 GPS;工程测绘;测绘技术;应用

中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)21-0099-01

目前,国内工程测绘中GPS测绘技术已经得到广泛应用,进一步提高了工程测绘工作效率以及测量的精准度。与传统测量技术相比,GPS测绘技术具有技术含量高、测量时间短、精确度高的特点,在实际应用中,充分将传统测量技术与现代电子技术结合在一起,对工程控制网的建立提供了技术前提,保障了测量结果的科学性和精确性,具有良好的发展前景。

1 GPS技术的工作原理和特点

1)GPS技术的工作原理。

GPS技术的工作原理是将GPS接收机设置在某一点上,GPS卫星不间断的发送定位信息,再利用计算机对接收到的信息进行数据处理,从而确定接收机所在的三维位置。利用GPS进行测绘,其坐标系统分为空间固定坐标系统和地固坐标系统两种,这两种坐标系统在运用过程中可以相互转换,并借此判断控制点的具置,从而使测量结果更为精确。按照定位的具体方式来划分,其定位方式为相对定位和绝对定位两种,前者主要基于空间几何理论,在已知测量点和三颗卫星距离的基础上,通过有关数学理论,计算出测量点的实际位置;后者则是在已知经纬度、海拔信息基础上,判定测量点的空间坐标[1]。

2)GPS技术的特点。

GPS技术的特点有很多,从定位精确度方面来看,GPS技术能够在300 m~1500 m之间进行工程导航,以高出1h的工程测量计算,其得到的数据与实际数据之间的差距也不到1 mm,定位精确度非常高。与传统测绘技术相比,GPS测绘技术还具有操作简单、观测速率高等特点。工程测绘中GPS测绘技术的应用可以与其他相关技术进行结合,使其应用范围得到拓展,而在自动化操作和集成化程度方面的提高,则大大简化了操作过程,操作人员通过软件就能够完成大部分控制,这在一定程度上也减少了人工测绘出现的误差,而且在与电子软件结合过程中,也大大提高了观测速率。这些改良后的优点确保了GPS测绘技术的领先地位[2]。

2 工程测绘中GPS测绘技术的应用

1)工程测绘中GPS测绘技术的应用优势。

从国土地形地貌测绘角度来看,运用GPS测绘技术可以对土地权属界点进行测定,节省了人力资源,大大提高了测量的工作效率;从工程变形监测的角度来看,运用GPS测绘技术可以对工程结构的基础设计、强度设计、观测时段设计和监测周期设计等方面进行监测;从大地控制网点测量角度来看,能够从根本上解决传统测量方法精确度把握不高的问题,进一步提高工程测绘的质量。与传统测绘技术相比,GPS测绘技术在应用过程中具有定位成本低、速度快、不用建标、不受天气影响等优势,现阶段,工程测绘中GPS测绘技术已经发展成为一个多用途、多模式、多领域的高新技术类型。在工程测绘中,借助GPS定位技术应用的原理,能够对测量物体进行多角度定位,而对于某些地质条件比较复杂的地区,则可以利用GPS虚拟现实技术对工程测绘环境进行模拟,通过三维图像来显示工程测绘的全部流程以及重点测量项目。目前,在国内的矿井工程测绘中,普遍应用GPS虚拟现实技术进行测量方案的演练,解决了很多实际问题。除此之外,工程测绘中GPS测绘技术的应用优势还体现在对施工临时水准点的侧量、大型公路项目的实地测量等诸多方面[3]。

2)工程测绘中GPS测绘技术的应用过程。

工程测绘中GPS测绘技术的应用,其具体实施过程是确保工程测绘工作能够顺利开展的前提,GPS测绘技术的应用过程主要分为选择测量点、建立测量标志、实施外业观测和处理数据结果四个环节。与常规测量点选择不同,GPS测绘技术在应用过程中,首先要保证相关设备安装的便捷性,视野也要开阔,选择的地位信号必须好,能够有效保证测绘技术不受电磁信号的干扰,然后还要完成相关的绘图工作;待测量点选定后,接下来的工作就是建立测量标志,以便为埋置标石等后续工作提供更为便捷的服务;GPS测绘技术应用的关键环节就是外业测绘,通过空间卫星导航系统,搜集测绘工作所需要的信号来观察测量工作,达到精准定位安装天线的目的,在观测过程中,GPS测绘技术主要是依靠开机观测和无线安置两种方式来完成作业,与传统测试最大的不同也主要体现在这里,外业观测必须要事先完成好相关的技术规范工作,按照具体步骤来实施工作流程,例如,在GPS安置的过程中,务必将GPS设备务必要安置在三脚架上,天线基座与标志上方的中心务必要对准,只有严格按照技术要求进行操作,才能提高观测的质量。处理数据结果是GPS测绘技术应用的最后一个环节,这项工作要通过计算机来完成,对观测结果还要进行检测,以确保测量的质量和精准度[4]。

3)工程测绘中GPS测绘技术的应用前景。

与传统测绘技术相比,GPS技术具有高效率、高精度、多功能、易于操作等优势,GPS测绘技术在工程测绘领域的应用相当于是一次技术革命,其在充分利用已有测量理论的同时,又能够突破传统测量方法的局限,从而在现代工程测绘工作中被广泛应用,从现阶段的应用情况来看,随着GPS技术的不断改进和进步,在今后的工程测绘中,该技术一定会朝智能化、全面化的方向发展,势必会有更强大的应用空间和良好的发展前景。

3 结论

综上所述,GPS测绘技术已经广泛应用于我国的工程测绘中,并且取得了一定的成效,工程测绘中GPS测绘技术的应用具有很多优势,适应了现代工程项目对于质量标准不断提升的现实需求,提高了工程测绘工作效率以及测量的精准度,具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]康宗道.工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].河南科技,2014,13(5):52-53.

[2]孙玉松.论GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,27(14):81-82.

gps技术论文范文第10篇

摘 要:随着科学技术的快速发展,在许多的工程中和国民经济的发展中高精度时间频率传递有着极其重要的作用。尤其是近几年随着国防科技以及空间科技的快速发展,人们对于高精度的时间和频率传递有了更高的要求。本文主要是论述了GPS共视存在的主要误差源,以及GPS共视时间频率在实际中的应用。

 

关键词:GPS共视;时间频率传递;误差源;应用

中图分类号:TM935.11 文献标识码:A

随着科学技术的发展,高精度的时间和频率传递在国民经济建设以及很多的高新企业中都发挥着重要的作用,目前在我国,通信、电力以及交通等行业都广泛应用高精度的时间和频率传递技术。尤其是近些年国防科技以及空间技术快速发展,其对高精度的时间和频率传递提出了更加严格的要求。虽然,在九十年代时我国就已经建立了独立的长波授时体系,但是其时间传递的精度仍然不能满足科技发展的需要,而且每天覆盖的时间也只有八个小时。伴随着我国航天技术的发展,对时间和频率传递的精度要求能够达到亚微秒量级。而在更高技术例如空中拦截中,时间和频率的传递精度则要达到纳秒量级。但是,目前能够达到这一要求的设备还是需要完全依靠从国外进口。因此,大力研发高精度时间传递对于促进我国通信事业以及国防事业的快速发展有着极其重要的作用。笔者从以下几个方面介绍了我国的GPS共视技术的发展应用以及存在的问题。

 

1 GPS共视技术应用的发展现状

在我国的各定时实验室之间,在很多年前就已经开始使用GPS共视技术来达到和完成高精度的时间和频率的传递。由于这种方法比较适用于进行原子钟比对,从而可以将世界各定时实验室的原子钟联系在一起来共同参与TAI计算。而且随着社会科技的不断进步和其他行业的需要,越来越多的行业都开始使用高精度的时间和频率同步这一技术,并也开始使用GPS共视技术。但是由于GPS共视接收机相对昂贵,限制了GPS共视技术在各个领域的应用。这样就需要有高科技企业来研制相对廉价的PGS接收机来满足不同企业对于该项技术使用的需求。廉价的GPS接收机出现于九十年代中期。但是,无论用户的原子钟有多么准确,都会存在着老化的现象。这就需要定期对需要高精度时间频率同步的用户的接收机进行校正。但这很难让远距离的原子钟实现同步,而GPS共视技术则可以解决这一问题,除此之外,GPS共视技术可以作为一种媒介,让用户与部级守时实验室的原子钟实现同步。随着科技的不断进步,GPS共视技术由于其价格适中,精准度高,使用方便等特点,已经开始广泛应用于各个领域。

 

2 GPS共视时间传递原理以及在实际中的应用

GPS是Global Positioning System的缩写, GPS是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统。其特点是可以同时精确的、快速的为无限多用户提供定位需要。GPS主要是由空间部分(GPS卫星)、地面控制部分和用户设备部分组成。GPS卫星是由距离地面20200km的24颗卫星组成的,这24个卫星平均分布在6个轨道平面内。GPS系统时间利用UTC作为参照。GPS共视是指在两个观测站中同时对相同的卫星进行观测记录,以实现两个站之间时间的同步。

 

我们假设:两个定时接收机已经分别位于位置A和B(这两个位置是已知的),如果在相同的时间观测同样一颗卫星O则会得到下面的公式:

tOA=(tO-tA)=钟A和卫星O的钟差

tOB =(tO-tB)=钟B和卫星O的钟差

两式作差可得:

tOA-tOB=(tO-tA)-(tO-tB)=tB-tA=tBA;即A、B两站的钟差。而在实际的运算过程中,GPS共视对比中,对于参与计算的数据应该用相同的方法处理。

 

GPS共视技术在实际中的应用可以概括为以下三个主要的方面:可以应用于国内同步网及其业务网的时间频率溯源问题分析;对于同步性的可靠性进行分析;对数字网以及业务网的时间同步频率进行分析。

 

3 GPS共视的优点以及提高共视精度方法

根据在实际的应用以及通过对GPS共视原理的分析,GPS共视存在着以下优点:首先,由于卫星到达两站的路径不同,以及在不同的方位上,卫星存在着不同的误差,而GPS共视可以消除这些误差;其次,如果能够保证GPS的严格共视,可以完全消除存在的星钟误差的影响;再次,使用GPS共视可以消除对流层和电离层产生的误差;第四,GPS可以有效的避免SA效应的影响。为了进一步提高GPS共视技术的精度,我们可以采取以下三点措施:第一,在条件允许的条件下尽可能使用性能稳定、质量好的GPS信号接收机;第二,使用精密星历改正;第三,使用双频测量的电离层附加时延。除此之外,还要额外考虑其他因素的影响,例如温度和湿度等。

 

4 GPS主要的误差源分析

影响GPS共视法精度的主要因素包括:电离层以及对流层产生的延迟具有不确定性,GPS信号接收机存在的延迟不稳定性以及轨道参数的不准确性。

4.1 电离层附加时延

如果使用双频接收机,则可通过使用双频测量电离层附加时延来提高其精准度。而对于民用的单频接收机,我们可以采取以下两个模型来对误差进行修正:一是通过导航电文所提供的群时延Tgd,来修正电离层的延迟;二是使用导航电文提供的电离层模型参数。与此同时,由于电离层具有特定的相关性,可以使用共视做差来消除这些误差。

 

4.2 对流层附加时延

在40km以下的大气层称之为对流层,由于对流层距离地面较近,而导致其大气的密度很大,而且很容易受到地面气候变化的影响。所以,当电波通过对流层时,其传播速度会发生一定的改变,而引起延迟。而且由于对流层时延与频率无关,只能采用模型法进行修正。 目前,较为常用的模型有“HOPFIELD”模型,利用这种模型可以将对流层延迟的误差降低到最小。

 

4.3 周期性相对论改正

无论在何时,只要当信号源和接收机相对于各向同性光速坐标系发生移动时,则需要对其进行适当的狭义修正;但是当信号源和接收机处于不同的重力势时,则需要广义相对论修正。因此,GPS卫星在发射前,需要将卫星的时钟调至到适合的频率。当卫星时钟运行变慢(近地点,卫星速度快,重力势低)和卫星时钟运行变快(远地点,速度慢,重力势大)的情况下需要下面的公式对其进行修正:

 

tr=Fe(A)1/2sinEK;其中e(偏心率),A(长半轴的平方根),EK(偏近点角)是轨道参数。

参考文献

[1]王正明.关于GPS测时精度与共视问题[J].陕西天文台台刊,1998(21):17-19.

[2]张越.高小珣.高源.多通道GPS 共视法时频传递接收机的研制[J].宇航计测技术,2004(24):35-39.

gps技术论文范文第11篇

【关键词】GPS技术;道路桥梁工程;测量;应用

1引言

GPS技术系统的英文全称是GlobalPositioningSystem,经常被简称为GPS技术,该技术的基本汉语含义是全球定位系统技术。此外,GPS技术的核心系统是卫星导航定位系统,而此处的卫星多位人造卫星,通常绕行于地球轨道,能接收数据、语音、电视等信号,并将信号转发回地面。目前,GPS技术被广泛应用于道路桥梁测量工作中,运用该技术能够准确获取测量数据,做好道路桥梁工程变形监测工作。本文将简单介绍GPS技术的基本定义,并系统论述GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用方案[1]。

2GPS技术的基本定义

GPS技术是全球定位系统的简称,该技术主要是运用卫星设备进行定位。目前,GPS技术用于定位的支撑卫星不只一颗,通常是三到六颗。这些卫星均位于同步轨道,通常在地球赤道上方35900km的位置,操作频率是4000MHz,地面向卫星上传输为6000MHz。而且,这些卫星的分布基本都会遵循轨道规律,通常是在不同平面轨道上运行,从而全方位监测不同的定点。如果某一GPS技术系统有6颗卫星,其中,就有3颗卫星用于接收信号,另外3颗用来定位。对于道路桥梁工程测量工作来讲,应用GPS技术有两大优势。①GPS技术有良好的适用性,能够针对道桥工程的具体施工模块准确测量并获取相关数据,辅助工程管理人员构建完善的控制网,准确定位工程实施区域和细节,提高施工自动化水平。即使施工环境异常复杂,也能够穿透重重障碍,做好测量工作,并将测量误差控制到最低。而且,GPS技术不会受到外在天气的干扰,无论遇到暴风、阴霾或者雨雪天气,依然能够准确测量重要数据,判断工程质量是否符合标准要求。无论在白天还是夜晚,GPS技术都不会因为时间、空间、光线和能见度的变化而影响测量结果。②测量效率极高。在施工初期,道桥工程师能够借助GPS技术对施工环境、地质结构、水文条件进行全面测量,从而设计精确的施工图纸,绘制完善的施工模型,处理好细节问题。当代GPS技术与计算机网络技术结合紧密,因而,测量效率极高,能够迅速获取数据,并通过程序进行翻译,加工并生成最详细的数据信息,节省更多施工成本。

3GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用方案

3.1精心布设测量网

全面优化GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用方案,首先要充分利用该技术精心布设测量网,努力提高测量网的进度,当代GPS技术能够将测量精度调整到毫米(mm),非常细致。其次,GPS技术有静态差分技术和动态差分技术之分,前者可以通过建立基站来分析测量数据,准确进行定位,后者属于一种载波相位差分技术,能够准确定位坐标[2]。

3.2道路桥梁工程施工测量中GPS技术应用

3.2.1应用GPS技术进行放样测量在道路桥梁工程的施工过程中,施工单位可以应用GPS技术结合RTK技术来提高放样测量的精度。工作人员应在施工控制网中合理选择控制点,并进行GPS基站的设置,一般应设置2个以上的操作站,并利用控制器来对比分析道路桥梁工程坐标,以提高放样测量精度,从而为保证后续施工的准确性提供可靠的参考基准。3.2.2应用GPS技术进行平面测量在很多道路工程及桥梁工程的施工中,施工现场的地形条件往往比较复杂,传统的平面测量技术难以满足实际的施工要求[3]。而通过GPS技术的应用就可以减少地形因素对测量结果的影响。在实际测量时,工作人员合理确定平面控制网等级并选取相应的坐标系,并在施工控制网中选择地势相对较高的位置,设置2个以上平面控制点设置GPS接收装置,然后利用全站仪等设备来进行观测测量。在获取GPS数据后再通过内业处理来进行数据分析解算,从而为道路工程及桥梁工程施工提供准确的数据参考。

3.2.3应用GPS技术进行高程测量随着我国道路桥梁工程项目的不断增加,一些施工现场位于山区等复杂地形环境下的工程项目给高程测量带来了较大的困难,传统测量技术由于对通视条件等有较高的要求,因此无法满足施工的实际需要。而应用GPS技术则无需保持控制点间通视,可以利用卫星定位来实现对大范围、复杂地形的高程测量。在实际测量工作中,测量人员应根据施工现场的地形地势特点以及测量规范要求合理确定控制点数量以及控制点之间的距离,以保证测量的精度。同时可以利用静态定位等技术方法来完成高程测量。

3.2.4应用GPS技术进行横纵断面测量在道路工程及桥梁工程的施工过程中,施工单位还可以应用GPS技术来进行线路横纵断面的测量。测量人员在实际测量时应首先利用GPS技术来准确测放道路中线位置,然后就可以通过GPS的动态定位技术结合绘图软件等来结合中线桩点坐标,进行所有桩点纵向断面和路线横断面的测绘了。与传统测量技术相比,利用GPS测量技术测量道路、桥梁的横纵断面能够提高数据采集的时效性、全面性和准确性,并且极大的减轻了测量人员外业测量工作的强度,减少了人为因素对测量结果的影响,还有效降低了测量成本,因此在道路、桥梁工程施工中得到了越来越广泛的应用[4]。

3.3做好道路桥梁工程变形监测工作

在道桥工程施工中,如果出现路基开裂或者梁体结构变形问题,用GPS技术进行监测就能及时发现问题,该技术能够立刻报警,从而及时解决问题,确保道桥工程的安全性。确保道桥工程检测质量,全面做好道桥工程变形监测工作,必须重视细化监测标准项目,细化监测指标,表1就是道桥工程监测项目表。此外,GPS技术能够与工程实体进行有机连接,对施工环境实施全方位测量。如果道桥工程出现了变更,就可以运用GPS技术获取相关数据以帮助工程管理人员调整施工方案。

gps技术论文范文第12篇

摘 要:随着科学技术的快速发展,在许多的工程中和国民经济的发展中高精度时间频率传递有着极其重要的作用。尤其是近几年随着国防科技以及空间科技的快速发展,人们对于高精度的时间和频率传递有了更高的要求。本文主要是论述了gps共视存在的主要误差源,以及gps共视时间频率在实际中的应用。

 

关键词:gps共视;时间频率传递;误差源;应用

中图分类号:tm935.11 文献标识码:a

随着科学技术的发展,高精度的时间和频率传递在国民经济建设以及很多的高新企业中都发挥着重要的作用,目前在我国,通信、电力以及交通等行业都广泛应用高精度的时间和频率传递技术。尤其是近些年国防科技以及空间技术快速发展,其对高精度的时间和频率传递提出了更加严格的要求。虽然,在九十年代时我国就已经建立了独立的长波授时体系,但是其时间传递的精度仍然不能满足科技发展的需要,而且每天覆盖的时间也只有八个小时。伴随着我国航天技术的发展,对时间和频率传递的精度要求能够达到亚微秒量级。而在更高技术例如空中拦截中,时间和频率的传递精度则要达到纳秒量级。但是,目前能够达到这一要求的设备还是需要完全依靠从国外进口。因此,大力研发高精度时间传递对于促进我国通信事业以及国防事业的快速发展有着极其重要的作用。笔者从以下几个方面介绍了我国的gps共视技术的发展应用以及存在的问题。

 

1 gps共视技术应用的发展现状

在我国的各定时实验室之间,在很多年前就已经开始使用gps共视技术来达到和完成高精度的时间和频率的传递。由于这种方法比较适用于进行原子钟比对,从而可以将世界各定时实验室的原子钟联系在一起来共同参与tai计算。而且随着社会科技的不断进步和其他行业的需要,越来越多的行业都开始使用高精度的时间和频率同步这一技术,并也开始使用gps共视技术。但是由于gps共视接收机相对昂贵,限制了gps共视技术在各个领域的应用。这样就需要有高科技企业来研制相对廉价的pgs接收机来满足不同企业对于该项技术使用的需求。廉价的gps接收机出现于九十年代中期。但是,无论用户的原子钟有多么准确,都会存在着老化的现象。这就需要定期对需要高精度时间频率同步的用户的接收机进行校正。但这很难让远距离的原子钟实现同步,而gps共视技术则可以解决这一问题,除此之外,gps共视技术可以作为一种媒介,让用户与部级守时实验室的原子钟实现同步。随着科技的不断进步,gps共视技术由于其价格适中,精准度高,使用方便等特点,已经开始广泛应用于各个领域。

 

2 gps共视时间传递原理以及在实际中的应用

gps是global positioning system的缩写, gps是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统。其特点是可以同时精确的、快速的为无限多用户提供定位需要。gps主要是由空间部分(gps卫星)、地面控制部分和用户设备部分组成。gps卫星是由距离地面20200km的24颗卫星组成的,这24个卫星平均分布在6个轨道平面内。gps系统时间利用utc作为参照。gps共视是指在两个观测站中同时对相同的卫星进行观测记录,以实现两个站之间时间的同步。

 

我们假设:两个定时接收机已经分别位于位置a和b(这两个位置是已知的),如果在相同的时间观测同样一颗卫星o则会得到下面的公式:

toa=(to-ta)=钟a和卫星o的钟差

tob =(to-tb)=钟b和卫星o的钟差

两式作差可得:

toa-tob=(to-ta)-(to-tb)=tb-ta=tba;即a、b两站的钟差。而在实际的运算过程中,gps共视对比中,对于参与计算的数据应该用相同的方法处理。

 

gps共视技术在实际中的应用可以概括为以下三个主要的方面:可以应用于国内同步网及其业务网的时间频率溯源问题分析;对于同步性的可靠性进行分析;对数字网以及业务网的时间同步频率进行分析。

 

3 gps共视的优点以及提高共视精度方法

根据在实际的应用以及通过对gps共视原理的分析,gps共视存在着以下优点:首先,由于卫星到达两站的路径不同,以及在不同的方位上,卫星存在着不同的误差,而gps共视可以消除这些误差;其次,如果能够保证gps的严格共视,可以完全消除存在的星钟误差的影响;再次,使用gps共视可以消除对流层和电离层产生的误差;第四,gps可以有效的避免sa效应的影响。为了进一步提高gps共视技术的精度,我们可以采取以下三点措施:第一,在条件允许的条件下尽可能使用性能稳定、质量好的gps信号接收机;第二,使用精密星历改正;第三,使用双频测量的电离层附加时延。除此之外,还要额外考虑其他因素的影响,例如温度和湿度等。

 

4 gps主要的误差源分析

影响gps共视法精度的主要因素包括:电离层以及对流层产生的延迟具有不确定性,gps信号接收机存在的延迟不稳定性以及轨道参数的不准确性。

4.1 电离层附加时延

如果使用双频接收机,则可通过使用双频测量电离层附加时延来提高其精准度。而对于民用的单频接收机,我们可以采取以下两个模型来对误差进行修正:一是通过导航电文所提供的群时延tgd,来修正电离层的延迟;二是使用导航电文提供的电离层模型参数。与此同时,由于电离层具有特定的相关性,可以使用共视做差来消除这些误差。

 

4.2 对流层附加时延

在40km以下的大气层称之为对流层,由于对流层距离地面较近,而导致其大气的密度很大,而且很容易受到地面气候变化的影响。所以,当电波通过对流层时,其传播速度会发生一定的改变,而引起延迟。而且由于对流层时延与频率无关,只能采用模型法进行修正。 目前,较为常用的模型有“hopfield”模型,利用这种模型可以将对流层延迟的误差降低到最小。

 

4.3 周期性相对论改正

无论在何时,只要当信号源和接收机相对于各向同性光速坐标系发生移动时,则需要对其进行适当的狭义修正;但是当信号源和接收机处于不同的重力势时,则需要广义相对论修正。因此,gps卫星在发射前,需要将卫星的时钟调至到适合的频率。当卫星时钟运行变慢(近地点,卫星速度快,重力势低)和卫星时钟运行变快(远地点,速度慢,重力势大)的情况下需要下面的公式对其进行修正:

 

tr=fe(a)1/2sinek;其中e(偏心率),a(长半轴的平方根),ek(偏近点角)是轨道参数。

参考文献

[1]王正明.关于gps测时精度与共视问题[j].陕西天文台台刊,1998(21):17-19.

[2]张越.高小珣.高源.多通道gps 共视法时频传递接收机的研制[j].宇航计测技术,2004(24):35-39.

gps技术论文范文第13篇

关键词:GPS测量技术;农村公路建设;应用研究

中图分类号:P22 文献标识码:A

1. GPS测量技术概述

GPS简单地来说,就是我们平时所说的全球定位系统(Global Positioning System)。它具有高精度、高效率和低成本的优点;系统由3部分组成,分别是数据实时传输系统,GPS信号接收系统,数据实时处理系统。

具体来说,它是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。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;又可分为动态GPS测量技术和静态GPS 测量技术。

动态GPS测量技术是应用在程序中,可以添加线路分段、路基路面结构、桥涵技术指标描述、建成时间、地形描述、行政村村部及自然村所在地信息描述等属性,详细线路的基本情况,为今后的管理工作奠定基础。

静态GPS 测量技术主要用于建立公路首级控制网,之后再利用其它测量方法进行加密的附合导线测量。

但是由于农村公路建设无论是在测量原则,还是在测量精度和作业方法等方面都具有项目分散、繁多,涉及面广,单体规模小等诸多特点,并且农村公路路线处在一条带状走廊内,其平面控制测量往往采用导线形式,这就决定着其在公路测量中应有自己的特点。具体如下:

首先是测站之间无需通视。而在实际测量中根据GPS的特点,使得选点更加灵活方便。其次是观测时间短。在小于20km的短基线上,快速相对定位一般只需5min观测时间即可。第三,能提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可精确测定观测站的大地高程。最后是它操作起来更为简便。GPS测量的自动化程度很高,在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其他观测工作如卫星的捕获等均由仪器自动完成。

2. GPS测量技术在农村公路中应用研究

上文已经阐述了农村公路具有项目分散、繁多,涉及面广,单体规模小等特点,在目前的传统管理体系和管理手段已无法适应农村公路迅猛发展的进程, GPS的诞生及其在民用领域的广泛运用普及,为解决农村公路测量的问题指明了方向,开辟了新途径。根据笔者工作实际情况谈谈静态GPS 测量技术的应用研究。

2.1 确定路线、GPS 技术点选址,采集功能。在实际工作中,当工作人员接到外业测量任务后,组织有关人员首先要对路线的走向进行初步勘察,查看沿线可选作GPS 点的位置情况,一一做标记。同时,进一步调查路线附近高等级GPS 点以便进行联测。GPS外业采集功能主要是实现公路路线、桥梁、隧道等图形和属性一体化采集,具体包括采集新路线、路线分段、停止采集路线、继续采集路线、点采集等功能。

2.2 点控制网设计。GPS 控制网的布设应根据当地公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况等等因素进行综合设计。在设计时,沿路线两侧每隔5-10km 布设一对相互通视的GPS 点。在这里要综合考虑到公路测量本身的特点,采用相同数目的GPS 仪观测相同数目的GPS 点,这样可以加快全线的测量速度。

2.3 GPS的选点、埋石。这个步骤相对来说比较简单,选点应按技术设计要求有利于采用其他测量方法扩展和联测。

2.4 GPS 仪架设观测。相同数目的GPS 点观测的共同时间、有效观测卫星总数等应满足规范要求。

2.5 GPS 观测数据处理。外业观测结束后,工作人员或调查小组将GPS 中的数据传入计算机中,采用南方公司的软件,及时进行数据处理和质量分析。过程可分为基线解算与检核、GPS 控制网平差计算两个步骤。

2.6 GPS 控制网加密。利用全站仪测量附合导线的方法进行首级GPS控制网的加密作业。将路线按GPS 的分布分成若干段,每一段单独进行附合导线的测量,保证每一段附合导线起始于GPS 点,终止于GPS 点。

2.7 数据整理。每天外业工作采集工作结束后,要求各个调查组必须将调查数据备份并整理,对数据中输入不及时,输入错误的信息进行更改,对线位产生飘移的线路进行标注,将其再次列入第二天的调查对象。完成一个区的调查工作后就进行一次数据合并上报工作。

2.8 建立信息项目库。外业数据汇总转换到空间数据库中,生成电子地图,结合航拍卫星影像图重叠进行线形校对、优化,输出校对后信息反馈各工作,如有错误或遗漏,提出更改补测,符合要求后签认返还,再次导入数据库中,信息确定后项目库建立生成。

3.注意事项

GPS在农村公路测量采集工作出发之前,应先做好采集计划,比如说安排好采集行程;提前准备好已有的周边路线图作为采集底图,并打印一份供采集时参考;对需要采集的路线以及附属设施提前准备好相关已有的资料,做到心中有数,提高采集效率。采集前, 工作人员应先将GPS接收机与掌上电脑正确连接,然后通过蓝牙连接将 GPS接收到的信号反映在电脑上,确保GPS连接和信息输出正常。

小结

从农村公路的静态GPS 测量技术中,我们得出这样的结论:GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制,非常适合农村公路测量中及地形条件等困难地区;可以大大提高工作效率及劳动质量。

参考文献

[1]朱江华.高动态GPS信号模拟和处理研究[D].上海交通大学.2011.

gps技术论文范文第14篇

关键词:GPS测量技术;特点;应用

GPS定位技术,以其独有的特点和优越性,在许多的领域里发挥着十分重要的作用。下面主要是探讨其在工程测绘中的应用,分析其所起的作用。

一、GPS测量技术概述

近年来,GPS定位技术发展迅速,在工程测绘领域的应用也日益广泛,给测绘领域的发展带来了突破性的进步。GPS定位技术在测绘领域里的应用,主要表现在大地测量方面,可以说此项技术基本取代了常规测角、测距手段建立起的大地控制网。在现实生活中,通常称应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。在实际应用的过程中,GPS网主要分为这样两大类:其一是全球性或全国性的高精度GPS网。这类GPS网中,相邻点的距离远,大多在数百公里至上万公里,这类网其主要任务为一些科学研究服务,充当全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架。比如说,为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务,或者用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。这些研究跨越的地理范围广,测量难度大,利用GPS定位技术很好地解决了这些难题,为这些领域的发展,提供了技术支持。其二,区域的GPS网,这是局部地区网,比如,常见的GPS城市网、矿区网和工程网等等,这类网的相邻点间的距离断,基本上距离为几公里至几十公里。这类网的主要任务是直接为国民经济建设服务,也就是直接影响我们生产生活的网络。

GPS 定位技术,在工程测量领域的应用也是十分广泛的,该技术的应用正在日益发挥其巨大作用。比如说,利用GPS进行各级工程控制网的测量、利用 G P S进行机载航空摄影测量、GPS用于精密工程测量和工程变形监测、利用 R T K技术进行点位的测设等等,这些测量都离不开GPS 定位技术。特别是在灾害监测领域,GPS能够对地震活跃区的地震监测、油田下沉、大坝监测、地表移动和沉降监测等,更为甚至还可用来测定极移运动和地球板块的运动。 总之,GPS 定位技术的应用是十分广泛的,作用是十分巨大的,在我国许多行业、许多领域,都离不开GPS 定位技术。本文主要探讨的是其在工程测绘中的应用,并不是说其在该领域的作用最大,只是就这一方面进行探讨。

二、在工程中应用GPS的优越性

GPS相对于其他卫星定位系统,有其独特的特性。GPS系统是当今社会在导航定位领域应用最为广泛的系统。GPS系统具有这样些特点:高精度、高效率、多功能、全天候、易操作,在许多方面都比其它导航定位系统具有更强的优势。该系统有以下具体特点:

(一)GPS系统功能多样,用途广泛

GPS系统不仅可以用于导航、测量,还可以用于测速、测时。比如说交通部门,是可以通过GPS系统发现道路沿途的天气变化,或是某车超速的具体状况,就可以通过GPS系统传递信息,提醒司机注意安全。这在交通发达,车祸频繁的今天,是十分有用的。并且该系统的精确度高,测速的精度可达 0.1m/s,测时的速度可达几十毫微妙。这对其应用领域扩大起了关键性的作用 。

(二)GPS系统定位精度高

在实验和实践中都已经证明,GPS系统的定位精度高。并且随着技术研究的发展,观测技术与数据处理方法的改善,GPS系统的定位精确度在不断地提高。GPS系统可达到厘米级和分米级定位精度,能够有效地满足各种工程测量的要求。随着GPS定位技术及数据处理技术的发展,其精度还将进一步提高。特别是实时定位,通过利用全球定位系统进行导航,可实时掌握运动目标的三维位置和运动速度,这就可以实时保障运动载体沿预定航线运行。常见的是生活中的交通运输领域,较为特别的是对军事上动态目标的导航,总之,都具有十分重要的意义。

(三)GPS系统观测时间短

目前,无论是利用经典的静态相对定位模式,还是采用实时动态定位模式,都能在很短的时间内取得信息。并且可以利用GPS技术建立控制网,提高信息利用率,可缩短观测时间,提高作业效益。

(四)GPS系统操作方便

利用GPS系统进行测量工作,可以实现自动化和智能化。GPS系统自动化程度很高,甚至高于“ 智能型”接收机。在利用GPS系统进行观测和测量时,测量员只需要做安装并开关仪器、采集环境的气象数据、量取天线高、监视仪器的工作状态等工作。这属于准备工作阶段,是必须的。而其他工作,都会有系统自动完成。比如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。结束观测时,也仅需关闭电源,收好接机,便完成野外数据采集任务。

(五)GPS系统全球性、全天候作业

GPS利用多个卫星,均匀分布,保证覆盖全球,使全球任何一个地点,任何一个时候都能接受到观测。当前,一般情况是不受天气影响,但雷雨天气不适合进行观测工作。

三、 GPS测量技术应用分析

GPS测量技术,在工程测绘中的应用主要体现为:利用GPS测量技术,建立控制网,比如,E级 G P S控制网,该网就是以边连接方式布设,平均距离为 500一1000m。GPS数据采集通常采用台灵锐S―82型双频接收机,进行数据收集。为了确保观测质量,可以预先根据星历预报编制观测计划。在利用GPS进行观测时,PDOP的值均小于5,这就保证了卫星与几何的有效结合,以及数据采集质量。而观测中,观测作业模式通常采用静态观测。

GPS高差与三角高差是有差值的,将两者进行差值分析,可以得出结论,GPS高差的误差是很小的,不影响正常的观测工作。从由GPS网中随机抽取一批数据,共抽取 8条基线,并对其进行三角高差测量。我们可以看到每一段的GPS高差与三角高差的差值都优于规范要求,可见在小面积范围内GPS高差精度已经达到了四等高程导线的精度,因此,可以充分相信GPS测量技术具有很高的准确性。

四、 结语

GPS测量技术除了在雷雨天气下有所限制,不受任何天气因素影响,这就比其他的观测方式具有了优越性。定位技术在工程测绘中的应用,突破了测量技术领域的局限,给测量技术领域的发展起了十分重要的作用。GPS定位技术的发展,可以说既是使经典的测量理论与方法产生了深刻的变革,同时也进一步加强了测量学与其他学科之间的相互渗透,从而促进了测绘科学技术的现代化发展。

参考文献:

gps技术论文范文第15篇

【关键词】GPS测绘误差定位精度 WGS84

中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:

一.引言。

随着我国对建筑行业的工程质量和工程设施安全要求的不断提高,相对的对其建筑前的设计和在建筑施工过程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技术在测绘学的领域中起到了革命性的变革。,GPS测绘技术在科学技术的突飞猛进的现实面前是最好的映射。随着时代的发展与进步,计算机技术作为相对社会高科技的结晶,在社会生活中各个领域都起到了相当重要的地位。

二.对GPS的认识。

GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息系统和RS遥感技术等其他科学被利用到测绘工程中,测绘技术和各学科相互交叉、渗透,测绘工程中产生新的综合性信息采集、处理、监控管理系统。

GPS的工作原理是通过高空的24颗卫星,由地面控制系统和用户接收装置组成,具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点。在工程测绘中,GPS定位技术的应用使的测量范围大大延伸。利用GPS技术和水准测量资料可精化大地水准面,在进行城市、矿山等控制网时不需要造标观测,在工程测绘中及灵活又方便,同时使用成本相对较低。再者GPS技术在测绘应用中的特点也是很明显的,譬如定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、全天候作业、观测站间无需通视、操作简单、经济效益好。

这样的发展,使得GPS技术在工程测量、地形测绘、竣工测量及工程机械控制中都得到了广泛的应用从现在形式不难发现,GPS定位系统在测绘中的应用朝着高精度、多功能、和集成式的方向迅速发展,当然GPS也将广泛地应用于众多的行业,甚至进入更高端的科学领域,促进人类文明的高度发展。

三.影响GPS测绘存在误差的主要因素。

1.信号误差

美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度,在GPS基准信号中加入高频抖动信号等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。

2.卫星星历误差

在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

3.卫星钟差

卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。

4.卫星信号发射天线相位中心偏差

卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

5.电离层延迟

由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。

6.对流层延迟由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。

7.控制网布设不合理或起算数据利用不合理引起的误差。

8.GPS控制部分人为或计算机造成的影响。

9.由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。

10.数据处理软件的影响。

11.数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。

四.提高GPS定位精度的有效办法。

1.硬件的改进

2.采用合适的GPS接收机作业

当基线边长大于10 km时,采用双频接收机。双频接收机的优点是:

①可以基本消除电离层延迟对点位坐标的影响,点间距离可达100 km;

②在快速静态和动态测量中观测时间比单频机短。当基线边长小于10 km时,可以采用单频接收机。

3.作业前对GPS接收机进行鉴定

4.作业方法和手段的改进

5.选点的要求

选点的要求:

①点位应便于接收设备的架设和操作,视野开阔,被测卫星的地平高度角应大于15 °。

②应尽量消除多路径影响,防止GPS信号通过其他物体反射到GPS天线上,因此应避开强反射的地面,避开强反射环境,如山谷、山坡、建筑物等。

③避开强电磁波干扰,设站应远离雷达站、电台、微波中继站等。

综上所述,GPS接收机常存在钟误差、通道间的偏差、锁相环延迟、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等,所以必须先了解仪器性能、工作特性及其可能达到的精度水平。它是制定GPS作业计划的依据,也是GPS定位测量顺利完成的重要保证,所以对GPS测量仪器必须先进行作业前的检验,没有检验的仪器是不能用于作业的。

五. 南方GPS的单点校正。

由于在实际测量工程中控制点个数不足,不能正常求取GPS的转换参数,往往无法满足工程的精度要求, 因此GPS单点定位精度的提升成为解决一直问题的重要手段。

GPS的点校正是建立在GPS接收机采集的WGS-84数据与地方控制位置之间的关系,采用一系列的数学转换定义此关系。

将WGS84位置转换到格网坐标的数学转换是:

1.基准转换:即从WGS84唯独、精度和椭球高度坐标转换到相对于地方测图格网椭球的纬度、经度和椭球高度坐标;

2.地图投影:是从地方椭球纬度和精度坐标转换到地方测图格网的北向和东向的坐标到WGS84高度的大地水准面模型,得到海水平面上的近似高程。

GPS在启动基准在的时候必须获取一个当前基准站所架设点位的WGS84经纬度坐标才能正常的发射,而转换参数的计算也必须使用WGS84坐标,WGS84坐标的获取有两种方式:一种是由基准站直接读取当前测出的经纬度坐标(GPS坐标每一秒刷新一次,每一次读取的坐标都设有差异,误差在1至2米之间);一种是事先布设好静态控制网,从静态处理结果中获取。由于WGS84经纬度获取的相对不确定性使得在求解转换参数时必须首先确定一组公共控制点的WGS84经纬度坐标,这组坐标一旦确定以后每次启动基准站时都要使用这一组WGS84经纬度坐标,否则使用转换参数时的显示坐标和实际施工做标间就会存在一个固定偏差,这个偏差是由所取的基准站WGS84经纬度坐标和用来计算转换参数的WGS84经纬度坐标之间的差异产生的。

南方的RTK自动启动基准站时取的坐标是基准站开机并达到状态以后自动取得的WGS84经纬度坐标,这样就会出现上述的固定偏差,工程之星软件通过一个公共已知点求出的转换参数来克服这个固定偏差,工程之星软件中把这个过程称为“校正”,因此南方GPS的单点校正精度得到了很大提高,其精度在一定范围内可以满足一般测量要求。

单点校正的特点是:距离已知点越近精度越高,一般的控制范围为3-5公里。因此在使用单点校正的时候要注意工作地点不要距离控制点过远,对精度要求高的测量工程尽量避免使用。

六.结束语

GPS控制布网灵活,操作简单,有利于提高工作效率,降低生产成本,提高测量速度和工作效益。GPS控制只要观测数据可靠,平面起算数据和高程起算数据设置合理,能得到较好的平面精度和高程精度。静态GPS作业,基线较长时要适当延长观测时间,以取得良好的观测数据。基于GPS技术的特点,相信在我国今后的发展中,GPS技术将运用到社会生活的各个领域当中,为我国在基础建设中绘制宏伟的蓝图,是我国赢得经济、社会、人文发展的共赢,实现经济效益最大化。

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