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GPS应用实例简介1980彩平台

日期:2020-10-31 00:14 作者:admin 阅读:

  环球定位编制(GlobalPositioningSystem,简称GPS)是美邦从20世纪70年代下手研制的用于军事部分的新一代卫星导航与定位编制,历时20年,耗资200众亿美元,分三阶段研制,持续进入运用,并于 1994年一切修成。GPS是以卫星为底子的无线电卫星导航定位编制,它具有万能性、环球性、全天候、相联性和及时性的缜密三维导航与定位成效,况且具有优良的抗扰乱性和保密性。于是,GPS技能率先正在大地衡量、工程衡量、航空影相衡量、海洋衡量、都邑衡量等测绘周围取得了运用[1],并正在军事、交通、通讯、资源、执掌等周围伸开了讨论并取得广博运用。本文先容GPS正在山区工程衡量中的运用,并提出几点领会。

  (1)GPS空间卫星星座由21颗管事卫星和3颗正在轨备用卫星构成。24颗卫星匀称漫衍正在6个轨道平面内,轨道平面的倾角为55,卫星的均匀高度为20200km,运转周期为11h58min。卫星用L波段的两个无线电载波向高大用户接二连三地发送导航定位信号,导航定位信号中含有卫星的位子消息,使卫星成为一个动态的已知点。正在地球的任何处所、任何时辰,正在高度角15以上,均匀可同时观测到6颗卫星,最众可抵达9颗。

  (2)GPS地面监控站要紧由漫衍正在环球的一个主控站、三个注入站和五个监测站构成。主控站凭据各监测站对GPS卫星的观测数据,盘算各卫星的轨道参数、钟差参数等,并将这些数据编制成导航电文,传送到注入站,再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

  (3)GPS用户设置由GPS回收机、数据措置软件及其终端设置(如盘算机)等构成。GPS回收机可捉拿到按必定卫星高度截止角所抉择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运转,并对信号举行交流、放大和措置,再通过盘算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS回收机核心(测站点)的三维坐标。

  GPS定位是凭据衡量中的间隔交会定点道理完毕的[2]。如图1所示,正在待测点Q修立GPS回收机,正在某暂时刻tk同时回收到3颗(或3颗以上)卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据措置和盘算,可求得该时辰回收机天线核心(测站点)至卫星的间隔1、2、3。凭据卫星星历可查到该时辰3颗卫星的三维坐标(Xj,Yj,Zj),j=1,2,3,从而由下式解算出Q点的三维坐标(X,Y,Z):

  相对待常例衡量来说,GPS衡量要紧有以下特性:①衡量精度高。GPS观测的精度昭着高于普通常例衡量,正在小于50km的基线上,其相对定位精度可达1×10-6,正在大于1000km的基线。②测站间无需通视。GPS衡量不须要测站间互相通视,可凭据本质须要确定点位,使得选点管事加倍精巧利便。③观测岁月短。跟着GPS衡量技能的无间完竣,软件的无间更新,正在举行GPS衡量时,静态相对定位每站仅需20min阁下,动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简捷。目前GPS回收机主动化水平越来越高,操作智能化,观测职员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,回收机即可举行主动观测和纪录。⑤全天候功课。GPS卫星数目众,且漫衍匀称,可保障正在任何岁月、任何处所相联举行观测,普通不受气象情状的影响。⑥供给三维坐标。GPS衡量可同时切确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可知足四等水准衡量的央浼。

  本文涉及的工程由某集团公司投资修制,是一个集歇闲、文娱、旅逛、渡假等成效于一体的归纳项目。工程位于城郊,占地66.7hm2众,属两山夹一沟地形,山地面积约占三分之二。最高处约90m。山上树木繁荣,地形杂乱,通视清贫,行走未便。为了该工程的计划和施工,需创造首级限定网。商量到工程杂乱,工期较紧,测区通视清贫,地形流动大等要素,决策采用GPS衡量。

  (1)计划按照GPS衡量的技能计划要紧按照1999年设立部揭晓的行业规范《都邑衡量类型》、1997年设立部揭晓的行业规范《环球定位编制都邑衡量技能规程》[3]及工程衡量合同相闭央浼制订的。

  (2)计划精度凭据工程须要和测区情形,抉择都邑或工程二级GPS网行动测区首级限定网。央浼均匀边长小于1km,最弱边相对中差错小于1/10000,GPS回收机标称精度的固定差错a15mm,比例差错系数b20×10-6。

  (3)计划基准和网形如图2所示,限定网共12个点,此中联测已知平面限定点2个(I12,I13),高程限定点5个(I12,I13,105,109,110,其高程由四等水准测得)。采用3台GPS回收机观测,网形布设成边连式。

  (4)观测设计凭据GPS卫星的可睹预告图和几何图形强度(空间位子因子PDOP),抉择最佳观测时段(卫星众于4颗,且漫衍匀称,PDOP值小于6),并编排功课调整外。

  (1)选点GPS衡量测站点之间不央浼必定通视,图形布局也斗劲精巧,于是,点位抉择斗劲利便。但商量GPS衡量的出格性,并顾及后续衡量,选点时应着重商量:①每点最好与某一点通视,以便后续衡量管事的运用;②点边缘高度角15以上不要有抨击物,省得信号被遮挡或招揽;③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等,省得电磁场对信号的扰乱;④点位应选正在视野广大、交通利便、有利扩展、易于存在的地方,以便观测和日后运用;⑤选点完结后,按央浼埋设标石,并填写点之记。

  (2)观测凭据GPS功课调整外的安顿举行观测,选用静态相对定位,卫星高度角15,时段长度45min,采样间隔10s。正在3个点上同时安放3台回收机天线(对中、整平、定向),量取天线高,衡量天气数据,开机考查,当各项目标抵达央浼时,按回收机的提示输入闭连数据,则回收机主动纪录,观测者填写衡量手簿。

  GPS网数据措置分为基线解算和网平差两个阶段,采用随机软件杀青。经基线解算、质料检核、外业重测和网平差后,取得GPS限定点的三维坐标(睹外1),其各项精度目标适应技能计划央浼。

  (1)GPS限定网选点精巧,布网利便,根本不受通视、网形的局部,分外是正在地形杂乱、通视清贫的测区,更显其良好性。但因为测区前提较差,边长较短(均匀边长不到300m),基线相对精度较低,片面边长相对精度大于1/10000。于是,1980彩平台当精度央浼较高时,应避免短边,无法避免时,要拘束观测。

  (2)GPS回收机观测根本完毕了主动化、智能化,且观测岁月正在无间节减,大大低落了功课强度,观测质料要紧受观测时卫星的空间漫衍和卫星信号的质料影响。但因为各异点的选定受地形前提局部,酿成树木遮挡,影响对卫星的观测及信号的质料,经重测后通过。于是,应厉苛按相闭央浼选点,择最佳时段观测,并谨慎手机、步话机等设置的运用。

  (3)GPS衡量的数据传输和措置采用随机软件杀青,只须保障回收卫星信号的质料和已知数据的数目、精度,即可利便地求出适应精度央浼的限定点三维坐标。但因为联测已知高程点较少(仅联测5个),以致的限定点高程精度较低。于是,要保障限定点高程的精度,必需联测足够的已知高程点。