GPS在控制测量中的应用

相 对 于 常 规 测 量来 说 ， Ｓ测 量 主 要有 以下 特 点 ： ＧＰ
１３１ 测 量 精 度 高。 Ｓ观 测 的精 度 明显 高于 一 般 常 规 测量 ， ．． ＧＰ 在 且具 有 良好 的抗 干扰 性 和 保 密 性 。因 此 ， 为较 早 采 用 Ｇ Ｓ 技 术 的 作 Ｐ 小于 ５ ｋ 的基 线 上 ，其相 对定 位精 度 可达 １ Ｏ ０ｍ ×１ 一，在 大 于 １ ０ ００ 领 域 ， 测 量 中 它最 初 主 要 用 于 高精 度 大地 测 量 和 控 制测 量 建 立。 在 现 ｋ 的基 线 上 可 达 １Ｘ１ ～。 ｍ ０ 在 它 除 了继 续 在 这 些领 域 发 挥 着 重 要作 用 外 ，还 在 测 量 领 域 的其 它 １３２ 测 站 间无 需 通 视 。 Ｓ测 量 不 需要 测 站 间相 互通 视 ， ．－ ＧＰ 可根 方 面得 到充 分 的应 用 ， 用 于 各 种 类 型 的施 工 放 样 、 图、 如 测 变形 观 测 、 据 实 际 需 要确 定 点 位 ， 使得 选 点 工 作 更加 灵活 方便 。 航 空摄 影 测 量 、 测 和 地 理信 息 系统 中地 理 数 据 的 采 集等 ， 其是 在 海 尤 １３３ 观 测 时 间 短 。 随着 ＧＰ ．． Ｓ测 量 技 术 的 不 断 完 善 ， 件 的 不 软 各 种 类 型 的测 量 控 制 网 的建 立这 一 方面 ， Ｓ 定 位 技 术 已基 本 上 取 断更 新 ， 进行 Ｇ Ｓ测 量 时 ， 态相 对 定 位 每 站仅 需 ２ ｎ左 右 ， ＧＰ 在 Ｐ 静 ０ ｍｉ 代 了 常规 测 量 手 段 成 为 了 主要 的技 术 手 段 。 文 主要 介 绍 ＧＰ 本 Ｓ在 控 动 态 相 对 定位 仅 需 几秒 钟 。 制 测 量 中 的应 用 ， 提 出几 点 体 会 。 并 １３４ 仪 器 操作 简便 。 目前 Ｇ Ｓ接 收 机 自动 化 程 度 越 来 越 高 ， ，． Ｐ １ ＧＰＳ简 介 操作 智 能化 ， 测人 员 只 需 对 中 、 平 、 取 天 线 高 及 开机 后 设 定 参 观 整 量 １１ ． ＧＰ Ｓ构 成 数 ， 收机 即可 进 行 自动 观 测和 记 录 。 接 ＧＰ Ｓ主要 由空间 卫星 星座 、 面监 控 站及 用户 设备 三 部 分构成 ： 地 １３５ 全 天 候作 业 。 ＧＰ ．． Ｓ卫 星数 目多 ， 分 布 均 匀 ， 保 证 在 任 且 可 １１１ ．． ＧＰ 空 间卫 星 星 座 由 ２ Ｓ １颗 工 作 卫 星和 ３颗 在 轨 备 用 卫 何 时 间、 何 地 点 连 续 进 行 观 测 ， 任 一般 不 受天 气 状 况 的 影 响。 星 组 成 。２ ４颗 卫 星 均 匀 分布 在 ６个轨 道 平 面 内 ， 道 平 面 的 倾 角 为 轨 １３６ 提 供 三 维 坐标 。 ＧＰ ．． Ｓ测 量 可 同 时精 确 测定 测 站 点 的三 维 ５ 。 ， 地 球 运 行 卫 星 的运 行 周 期 约 为 １ 恒 星 时 ， 颗 ＧＰ 工 作 ５ 绕 ２ 每 Ｓ 坐标 ， 高程 精 度 已可 满 足 四 等水 准 测 量 的 要 求。 其 卫 星 都 用 Ｌ波 段 的 两 个 无 线 电 载 波 向广 大 用 户连 续 不 断 地 发 送 导 ２ 应 用 实 例 航 定 位 信号 ， 航 定位 信 号 中含 有 卫 星 的位 置信 息 ， 卫 星 成 为 一 个 导 使 ２ １ 工程 概 况 ． 动 态 的 已知 点。 每颗 卫 星 每 天 约 有 ５ ｈ在地 平 线 以上 ， 同时 位 于 地 平 本 文 涉 及 的 工 程 是 由 某 集 团 公 司 投 资 建 造 的一 个 钢 铁 基 地 项 线 以上 的 卫 星至 少 为 ４颗 ， 多可 达 １ 最 。 １颗 目。 项 目位 于 新 疆 自治 区 阿 克 苏地 区拜 城 县 重化 工 工 业 园 区 内 ， 该 用 １１２ ＧＰ ．． Ｓ地 面 监控 站 主 要 由分 布 在 全 球 的 一 个 主 控 站 、 三 个 地范 围南北宽约 １ ． ７～２ １公 里 ， 西 长 约 ２３～３９公 里 ， 占地 面 东 ． ． 总 注 入 站 和 五 个监 测 站 组 成 。 控 站根 据 各 监 测 站 对 ＧＰＳ卫 星 的 观 测 主 积 为 ６１ ．３平 方公 里 。 了该 工 程 的 设计 和 施 工 ， 为 需建 立 首 级 控制 网。 数 据 ， 算各 卫 星 的轨 道 参 数 、 差 参 数 等 ， 将 这 些数 据 编 制 成 导 计 钟 并 鉴于 该 区 域 基 本没 有测 量 控 制 点 ，且范 围较 大 ，平 面 控制 拟 分 级 布 航 电文 ， 送 到 注入 站 ， 由 注入 站 将 主 控 站 发来 的 导航 电文 注 入 到 传 再 设 ， 级控 制 拟 布 设 三 等 Ｇ Ｓ网 ， 期加 密布 设 施 工控 制 网 ， 满 足 首 Ｐ 前 以 相 应 卫 星 的 存储 器 中。 前 期 场 平 施 工 的 需 要。 １１３ Ｇ Ｓ用 户 设 备 由 Ｇ Ｓ 接 收 机 、 据 处 理 软 件 及 其 终 端 设 ．． Ｐ Ｐ 数 ２２ ＧＰ ． Ｓ测 量 的 技 术 设计 备 （ 计 算 机 ） 组 成 。ＧＰ 如 等 Ｓ接 收机 可捕 获 到 按 一 定卫 星高 度 截 止 角
通 讯 等 一 些 军事 目的 。经 过 ２ ０余年 的研 究 实 验 ， 资数 百 亿 美 元 ， 耗
到 １９ ９ ４年 ３月 ， 球 覆 盖 率 高达 ９ ％ 的 ２ 全 ８ ４颗 ＧＰ Ｓ卫 星 星 座 己布 设 完成 。
ＧＰ Ｓ是 以 卫 星 为基 础 的 无 线 电卫 星导 航 定 位 系统 ， 它具 有全 能
１３ ．Ｐ ｓ ｉ ｉ ｙ ｔｍ（ 球 定 位 系统 ） Ｓ ｏ ｌ ｏ ｉ ｎｎ Ｓ ｓｅ 全 ｂ ｔ ｏ ｇ 的简 称， ２ 是 ０世 纪 ７ Ｏ年 代 由美 国陆 海 空 三 军 联 合 研 制 的新 一 代 空 间卫 星 导航 定 位 系 统 。起 初 其 主 要 目的 是 为 陆 、海 、 空 三 大 领 域 提供 实 时 、 全天 候 和 全 球 性 的导 航 服 务 ， 用 于 情 报 收 集 、 爆 监 测和 应 急 并 核
１２ ＧＰ ＿ Ｓ定 位 原 理
ＧＰ Ｓ定 位 的 基 本 原 理 是 根 据 高 速 运 动 的 卫 星 瞬 间位 置作 为 已
构 和 测 量 原 理 ， 结 了 ＧＰ 用 于 控 制 测 量 所 具 有 的 特 点 ， 绍 了 ＧＰ 总 Ｓ 介 Ｓ在 控 知 的 起 算 数 据 ， 用 空间 距 离 后 方 交 会 的 方 法 ， 定 待 测 点 的 位 置 。 采 确 制 测 量 中的 应 用 实 例。 如 右 图所 示 ， 设 ｔ 刻 在 地 面 待 测 点 上 安 置 ＧＰ 假 时 Ｓ接 收机 ， 以 测 可 关 键 词 ： Ｓ 测 量 原 理 控 制 测量 应 用 实 例 ＧＰ
Ｏ 引言
定 ＧＰ Ｓ信 号 到 达 接 收 机 的 时 间 △ｔ ，再 加 上 接 收机 所 接 收 到 的 卫 星 星 历 等 其 它 数 据 可 以 确 定 以 下 四 个 方 程 式 ， 从 而 得 到 该 点 在 Ｗ ＧＳ ８ 一 ４坐 标 系 的精 确 的 三 维 坐标 。 ｓ ＝ｌ Ｉ ｌ （ —Ｘ） ＋（ ｌ Ｘ ： Ｙ —Ｙ） ＋（ Ｉ ）Ｊ ＋Ｃ（ 一Ｖ ： ｚ —Ｚ ： Ｖ ． ） ｇ ＝ｆＸ： ： （ 一ｘ） ＋（ 一Ｙ） ＋（ ～ｚ ＋Ｃ Ｖ 、 ，） Ｙ２ ‘ ｚ： Ｊ 】： （ 一Ｖ Ｓ ＝【 一Ｘ１ ＋（ —Ｙ） ＋（ —ｚ）１ ＋ｃ（ ～ｖＩ） （ ｘ ： Ｙ ＝ ｚｊ ： ｖ ｓ ＝［ ～ ） ＋（ 一Ｙ） ＋（ 一Ｚ）】： （ ｘ Ｘ ： Ｙ ： ｚ ：ｈ ＋Ｃ（ 一Ｖ Ｖ ．）
ＧＰ Ｓ在控 制测量 中的应用
花铜 （ 中冶集团武 汉勘察 研究院 公司） 有限
摘要 ： 随着 现代 测 量 技 术 的发 展 ， Ｐ 定 位 技 术 已基 本 上 取 代 了 常 规 测 ＧＳ 量 手 段 成 为 了 主 要 的 技 术 手 段 ， 文 简 述 了 ＧＰ 全 球 定 位 系 统 ） 本 Ｓ（ 的基 本 结