GPS定位技術在工程測量中的優點和不足
2020-11-26 電子產品世界
在測繪領域，隨著全站儀的推廣普及，傳統的經緯儀、測距儀逐漸被取代。近年來，隨著GPS測量技術的發展，工程測量的作業方法更是發生了歷史性的變革。GPS測量通過接收衛星發射的信號並進行數據處理，從而求定測量點的空間位置，它具有全能性、全球性、全天候、連續性和實時性的精密三維導航與定位功能，而且具有良好的抗幹擾性和保密性。現已成功應用於工程測量、航空攝影測量、工程變形測量、資源調查等諸多領域。
GPS主要由空間衛星星座、地面監控站及用戶設備三部分構成。
1、GPS空間衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內，軌道平面的傾角為55°，衛星的平均高度為2O 200 km，運行周期為11 h 58 min。衛星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續不斷地發送導航定位信號，導航定位信號中含有衛星的位置信息，使衛星成為一個動態的已知點。在地球的任何地點、任何時刻，在高度角15°以上，平均可同時觀測到6顆衛星，最多可達到9顆。
2、GPS地面監控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監測站組成。主控站根據各監測站對GPS衛星的觀測數據，計算各衛星的軌道參數、鐘差參數等，並將這些數據編製成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發來的導航電文注入到相應衛星的存儲器中。
3、GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟體及其終端設備(如計算機)等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，跟蹤衛星的運行，並對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟體，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標。
從工程測量的實施應用中，我們可以充分看到GPS測量的優越性，充分顯示了這一衛星定位技術的高精度和高效益。
1、採用GPS技術測設方格網，比常規方法適應性更強。網形構造簡單，點的疏密和邊的長短可靈活選取，即使離已知控制點較遠也可以連接，並進行控制網的定位和定向。另外，它解決了點位之間無法通視的困難，選點靈活，不需要高標，同時還可以保證外業施測不受天氣影響。測設大型(長邊)方格網和通視條件特別困難時，尤其能夠顯示其優越性。儘管GPS本身在進行測量時不受到通視條件的限制，但是，工程測量一般為小範圍測量並受到工程成本的限制。因此，在實際的工程測量中， 仍然要考慮使用全站儀、經緯儀、水準儀等常用且投入較少的儀器。這些常用的儀器一般都需要點與點之間相互通視，特別是在布設控制網時，點與點不能通視將會給測量工作帶來較多的麻煩和困難。特別是大型橋梁控制網中，如果點與點不通視，勢必影響網的強度和精度，進而影響到橋梁本身的精度。因此，在工程測量中布設GPS控制網時，必要時應當儘量使較多的點互相通視。
2、GPS方格網點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規範要求，而且具有較大的精度儲備。
3、採用點位中誤差作為方格網測量精度指標是可行的，它比用相對中誤差表示精度指標更為合理。
4、採用GPS方法布設大地控制網，因其圖形強度係數高，能夠有效地提高點位趨近速度。網形優化比較方便。
5、採用GPS-RTK測設建築方格網與常規測量法相比，效率可提高一倍以上，並能大幅度降低作業人員的勞動強度。一個參考站可有多臺流動站作業，流動站不需基準站指揮，單人即可獨立作業。
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