GNSS在大地测量应用(精)

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• 对于已有的地面控制网,除了本身点位密度不够以外,人为 的破坏也相当严重,为了满足基本建设的急需,采用GPS技 术对重点地区进行控制点加密是一种行之有效的手段。布设 加密网时要尽量和本区域的高等级控制点重合,以便较好地 把新网同老网匹配好,从而避免控制点误差的传递。
四、GPS技术在大地测量中的应用
GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广 泛应用于大地控制测量中。时至今日,可以说GPS定位技术已完全取代 了常规测角、测距手段建立大地控制网。我们一般将应用GPS卫星定位 技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类: 一类是全球或全国性的高精度GPS网,这类GPS网中相邻点的距离在数 千公里至上万公里,其中主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高 精度坐标框架,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,或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区 域性的GPS网,包括城市或矿区GPS网,GPS工程网等,这这类网中的 相邻点间的距离为几公里至几十公里,其主要任务是直接为国民经济建 设服务。
标和点位分布都不能满足国民经济发展的需要,但是考虑 到历史的继承性,最经济、有效的方法就是利用高精度 GPS技术对原有老网进行全面发行合理布设GPS网点,并 昼与老网重合,再把GPS数据和经典控制网一并联合平差 处理,从而达到对老的检核和改善的目的。
四、GPS技术在大地测量中的应用
对GPS定位控制网络进行加密
四、GPS技术在大地测量中的应用
GPS定位区域性控制网 • 所谓区域GPS网是指国家C、D、E级GPS网或专为工程项目布
测的工程GPS网。这类网的的特点是控制区域有限(或一个 市或一个地区),边长短(一般从几百米到20km),观测 时间短(从快速静态定位的几分钟至一两个小时)。由于 GPS定位的高精度、快速度、省费用等优点,建立区域大地 控制网的手段我国已基本被GPS技术所取代。就其作用而言 分为建立新的地面控制网;检核和改善已有地面网;对已 有的地面网进行加密;拟合区域大地水准面。
一、使用 GP S 技术进行大地测量的必要性
大地测量的工作是非常复杂的,受到地形地势的影响,加上一些建筑 物等的影响,使得测量工作很难开展。不仅如此,地面测量工作所涉及的 范围是非常大的,仅仅靠人力在地面上来回测量是无法实现的,而传统的 测量工作都是靠人力来完成的,需要测量人员一点点进行勘测,这使得测 量工作的进展非常缓慢,并且精确度也大打折扣,所得的数据并不能为接 下来的工作提供有效的依据,给其他工作的开展带来了很大的不便。
• 新布成的国家A、B级网已成为我国现代大地测量和基础测绘的基本框架,将在国民经 济建设中发挥越来越重要的作用。国家A、B级网以其特有的高精度把我国传统天文大 地网进行了全面改善和加强,从而克服了传统天文大地网的精度不均匀,系统误差较 大等传统测量手段不可避免的缺点。通过求定A、B级GPS网与天文大地网之间的转换 参数,建立起了地心参考框架和我国国家坐标的数学转换关系,从而使国家大地点的 服务应用领域更宽广。利用A、B级GPS网的高精度三维大地坐标,并结合高精度水准 联测,从而大大提高了确定我国大地水准面的精度,特别是克服我国西部大地水准面 存在较大系统误差的缺陷。
• 传统大地测量的优势
传统大地测量运用水准仪、经纬仪等小型的测量工具对小块 土地进行准确的测量,对局部小块地形来说,它具有较高的 精确度和可靠性。
• 传统大地测量的劣势
传统大地测量具有很强的局限性,测量工作完成起来费时又费力, 虽然在局部测量时比较精确,但是整体精确度不高,更重要的是 它只能测一小块地域的地表状况,无法进行大规模的测量工作。 另外,数据的处理工作比较庞大,不容易进行。
三、GPS技术的优点
2. 在设计以及布点时更为方便且灵活
相对于以前老旧的光学经纬仪和呆板沉重的钢尺而言,光电测距仪或者是全站 仪可以更快速更加准确的测量出任意两个点之间的距离,或者是测点站相对于任意 点的坐标数据。但是,要想测量出这些数据,就必须保持两点之间的通视。在开阔 的草原或者是戈壁沙漠,这样的条件会很容易满足,所要数据也会很快就会得到。 但是相对于高楼林立的城市或者是树木挺立的森林地带来说,这样的条件就很难满 足了。也许能保证两点之间的通视,但却不能使控制网的结构合理:又或者控制网 的结构合理了,但是两点之间通视的这一条件却没有满足。而这个时候 GPS的优越 性就体现出来了。利用 GPS观测时,只需要满足要观察的站点上空的视野开阔就可, 观测站之间即使是不能达到通视这一条件也一样可以测量,而且 GPS定位的精度同 几何图形基本没有什么关系。GPS的这一优点让控制网的选点和测量设计都变得异 常灵活。
Fra Baidu bibliotek
三、GPS技术的优点
1. GPS 具有高精度定位的特点
在控制网中,各个点可以直接从 GPS卫星发出的讯号中获取其所需的三 维定位信息。网点与网点之间,将不会出现逐点计算或者是积累误差的 情况。所以,在控制网中的各点,GPS定位精度可以达到0.1~0.01ppm, 而且可以保持精度十分均匀 相对于常规的太地测量来讲,要达到这样 的精度则是不可能完成的任务。经过国内外的实践检验证明,使用不同 的作业方式和处理方法,GPS系统可以满足不同精度的要求。
三、GPS技术的优点
3. GPS 具有更强的适应性,对环境的要求非常小
GPS 具有更强的适应性,对环境要求小是众所周知的,大地测量的工作环境是各式各样 的,可能在干燥的沙漠之中,可能在寒冷的山顶之上,还有可能是在潮湿的孤岛之上。 而 GPS对这些地理环境的要求极低,无论在怎样的工作条件之中,其所得到观测效率 EE 较高、适应性 EB较强、机械化的程度高。但是它的通风条件比较差,而且煤炭资源 的回收利用率比较低,导致采用连续采煤工艺仅仅高于爆破的采煤工艺。再加上对煤层 的地质条件要求比较高,在连续的采煤机房柱式的开采时,主要使用在以下的条件:煤 层的倾角不能够超过 15度的构造简单、薄和中厚的煤层、煤质硬或中硬、开采的深度 较浅、开采的技术条件简单等。近水的平煤层最为合适,但是其不适用在近距离的煤层 进行群开采,采出煤炭的效率比较低。依据近几年来我国连续的采煤工艺的运用的情况 来看,它作为大中型的矿井辅助采煤的方法比较好。
一、使用 GP S 技术进行大地测量的必要性
大地测量工作中最基本的任务就是地面点定位,需要测量人员能够 精确地测量出地面点在空间中的位置。单靠传统的测量方法根本无法满 足测量工作的需求。随着我国科学技术的不断发展完善,大地测量工作 也已经从单纯的地面测量完善到了空中测量。随着大地测量技术的不断 完善,人们认识到了 GPS技术的巨大作用,并开始将该技术越来越广泛 地应用到大地测量技术之中。GPS技术技术能够对地面目标进行精确定 位,改变了过去落后的测量方法,不但大大提高了测量的精确度,也使 测量工作更加高效,过去那种测量一地区需要数天甚至数年的工作现在 只需短短几天的时间便可完成,这大大提高了工作效率,为其他相关工 作提供更为有效的数据支持。
四、GPS技术在大地测量中的应用
GPS定位A级网络建成
• 作为大地测量的科研任务是研究地球的形状及其随时间的变化,因此建立全球 覆盖的坐标系统之一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年来一直梦寐以 求的。直到空间技术和射电天文技术高度发达,才得以建立跨洲际的全球大地 网,但由于VLBI、SLR技术的设备昂贵且非常笨重,因此在全球也只有少数高 精度大地点,直到GPS技术逐步完善的今天才使全球覆盖的高精度GPS网得以 实现,从而建立起了高精度的(在1~2cm)全球统一的动态坐标框架,为大地 测量的科学研究及相关地学研究打下了坚实的基础。
由此可见,GPS技术应用至大地测量技术中是非常有必要的,其可以改变过去落后 的测量方式,提高工作效率,也大大提升了测量的精确性。只有不断完善 GPS技术在 大地测量中的应用,才能更好地保证测量工作的发展,为经济发展和人民生活水平提 高作出更大的贡献。
四、GPS技术在大地测量中的应用
GPS定位广泛运用于科研领域
三、GPS技术的优点
4 .操作非常简便
GPS 的操作时极为简便的,观测人员只需要在观测时安装好机器并将其开机,在 测量出仪器的高度之后就只需要在一旁监视仪器的工作即可。剩下的测绘工作,仪器 将会自动准确的完成。GPS的构成也是极为简单的,而并非像其他仪器那样复杂。一套 完整的 GPS定位仪可以分成三个部分,分别是电池,天线与主机,即便是算上其他附 件,例如:脚架等在内,其携带起来也是非常方便的,只需 l 至 2 人即可轻松携带 操作。
• 建成后的国家A级网共由28个点组成,经过精细的数据处理,平差后在ITRF91 地心参考框架中的点位精度优于0.1m,边长相对精度一般优于1×10-8,随后在 1993年和1995年又两次对A级网点进行了GPS复测,其点位精度已提高到厘米 级,边长相对精度达3×10-9.
四、GPS技术在大地测量中的应用
GPS定位拟合区域大地水准面 • GPS技术用于建立大地控制网,在确定平面位置的同时,
能够以很高的精度确定控制点间的相对大地高差,如何充 分利用这种高差信息是近几年许多学者热烈讨论的一个话 题。由于地形图测绘和工程建设者依据水准高程,因此必 须把GPS测得的大地高差以某种方式转化成水准高差,才 便于工程建设使用。通常的方法是:采用一定密度及合理 分布的GPS水准高联测点(即GPS点上联测水准高程), 用数学手段拟合区域大地水准面。利用区域地球重力场模 型来改化GPS大地高为水准高。
四、GPS技术在大地测量中的应用
建立新的GPS定位地面控制网 • 尽管我国在70年代以前已布设了覆盖全国的大地控制网,
但由于人为的破坏,现存控制点已不多,当在某个区域需 要建立大地控制网时,首选方法就是用GPS技术来建网。
四、GPS技术在大地测量中的应用
改善已有GPS地面控制网络 • 对于现有的地面控制网由于经典观测手段的限制,精度指
• 1991在全球范围内建立一个IGS(国际GPS地球动力学服务)观测网,并于 1992年6-9月间实施了第一期会战联测,我国多家单位合作,在全国范围内组 织了一次盛况空前“中国’92GPS会战”,目的是在全国范围内确定精确的地 心坐标,建立起我国新一代的地心参考框架及其与国家坐标系的转换参数;以 优于10-8量级的相对精度确定站间基线向量,布设成国家A级网,作为国家高 精度卫星大地网的骨架,并奠定地壳运动及地球动力学研究的基础。
GPS定位B级网络建成
• 做为我国高精度坐标框架的补充以及为满足国家建设的需要,在国家A级网的基础上 建立了国家B级网(又称国家高精度GPS网)。布测工作从1991年开始,经过5年努力 完成外业工作,内业计算已基本完成,不日将公布使用。全网基本均匀布点,覆盖全 国,共布测818个点左右,总独立基线数2200多条,平均边长在我国东部地区为50km ,中部地区为100km,西部地区为150km,经整体平差后,点位地心坐标精度达±0.1m ,GPS基线边长相对中误差可达2.0×10-8,高程分量相对中误差为3.0×10-8。
知识背景
大地测量工作是人类了解自然环境,发展人类社会的重要工作。由 此可见,大地测量工作是多么的重要。然而,大地测量工作是一项十分 复杂的工作。如果没有有效的技术支持是无法有效完成的。全球定位系 统(GPS 系统)对于大地测量工作有着非常好的帮助,能够为大地测量 工作提供有效的支持,使测量工作更为有效,也正因为如此,全球定位 系统也成为了大地测量工作的重要手段。
二、大地测量技术分析及作用
大地测量技术是通过把不同地面点的距离数据以及坐标数据和方向数 据等数据有效汇总到了一起,然后便可以为人们制作地图提供有效的数据 支持或者为相关工程施工建设提供有力的保障。不仅如此,大地测量技术 还被广泛地应用到航天技术领域之中,并为科学家研究地壳运动以及测量 地震提供有效的支持。而通过利用 GPS技术,可以使大地测量技术进一步 完善,使测量数据更加精确,更为快速,为测量工作提供更好的支持。
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