GPS測量技術(shù)在水利工程測量中的應用研究論文
0 引言
全球定位系統（Global Positioning System，英文簡(jiǎn)稱(chēng)GPS），工作基本原理是通過(guò)人造衛星進(jìn)行定位測量或授時(shí)。這種定位有著(zhù)獨特的優(yōu)勢 ，如速度快、全天候、儀器輕便、自動(dòng)化程度高等等，因此在各等級的控制測量工作中均已廣泛應用。目前．我國已建立了 A、B 兩級國家 GPS 控制網(wǎng)。
1 GPS 簡(jiǎn)介
1.1 GPS 的組成
GPS 衛星星座、地面監控系統和用戶(hù)設備三個(gè)部分組成全球定位系統。
1) GPS 衛星星座
24 顆人造衛星其中 3 顆衛星備用組成 GPS 衛星底座 ，工作衛星分布在 6 個(gè)固定的軌道面上 ，如圖 1 所示 ，處于地平線(xiàn)以上的衛星數目是變化 ，少時(shí)為 4 顆．多時(shí)達 11 顆。
2) 地面監控系統
全球 5 個(gè)地面站組成 GPS 的地面監控系統 ，按功能地面站分為三類(lèi) ，分別為主控站、注入站和監測站。這三類(lèi)地面站有著(zhù)不同的功能 ，又相互協(xié)作共同完成信息采集。
主控站主要負責協(xié)調和管理地面監控系統 ，由主控站對觀(guān)測資料進(jìn)行數據處理 ，然后由注入站向人工衛星發(fā)送一系列描述衛星運動(dòng)及其軌道參數的數據 ，最后經(jīng)檢測站監控工作中衛星的工作狀態(tài) ，并將采集的數據處理后發(fā)送到主控站。
1.2 GPS 網(wǎng)的布設方式
GPS 網(wǎng)的連接形式比常規測量網(wǎng)具有獨特優(yōu)勢是靈活性大。常見(jiàn)的 GPS 網(wǎng)有點(diǎn)連式、邊連式、邊點(diǎn)混連式和網(wǎng)連式。
2 GPS 測量水利的外業(yè)工作
2.1 選點(diǎn)與立標
GPS 水利測量時(shí)應該遵循四大原則 :
1) 測量點(diǎn)選擇交通便利、周?chē)鸁o(wú)障礙物的地方 ，視野開(kāi)闊保證有足夠的視場(chǎng) ；另外測量點(diǎn)地面基礎牢固 ，而且易于下次找到 ，保存測量點(diǎn)的位置。
2) 測量點(diǎn)選擇在至少 200 米內沒(méi)有大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源 ；離高壓線(xiàn)的距離不得小于 50m，以避免高壓線(xiàn)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對GPS 信號的干擾。
3) 測量點(diǎn)選擇在無(wú)強烈干擾衛星信號接收的物體 ，如大面積水域是強烈的干擾物 ，因此要避免大面積水域。如此選擇的目的是為了避免多路徑效應。
4) 測量點(diǎn)選擇時(shí) ，有就測量點(diǎn)不選新的測量點(diǎn)。使用舊的測量點(diǎn)前對舊點(diǎn)的穩定性和完整性進(jìn)行檢查 ，符合要求繼續使用。另外 GPS 網(wǎng)點(diǎn)要鋪設標志性的標石。為準確標定點(diǎn)位 ，另外選擇標石也有要求 ，選擇的標石要穩定、堅固以便長(cháng)久使用。預埋標石后及時(shí)標記和更新選點(diǎn)網(wǎng)圖。
2.2 制定水利外業(yè)測量計劃
制定良好的計劃有助于順利完成數據采集任務(wù) ，還可以保證測量精度并且提高測量工作效率 ，測量計劃這么重要 ，觀(guān)測計劃的內容有 ：
1) 編制 GPS 衛星的可見(jiàn)性預報圖。
2) 選擇衛星的幾何圖形強度。在 GPS 定位過(guò)程中 ，測量衛星與觀(guān)測站形成的幾何圖形 ，用空間位置因子 (PROP) 表示其強度。選擇位置是 PDOP 不應大于 6。
3) 選擇最佳觀(guān)測時(shí)間段。在工作衛星大于等于 4 顆的時(shí)候 ，進(jìn)行測量最佳時(shí)間段 ，這樣得到數據更加精確。如果 GPS網(wǎng)規模較大時(shí) ，可以選擇劃分觀(guān)測區域 ，從而實(shí)施分區觀(guān)測。
2.3 水利工程外業(yè)觀(guān)測
外業(yè)測量工作開(kāi)始后 ，外業(yè)工作人員必須遵守測量工作調度表規定進(jìn)行測量 ，方便工作安排。
1) 天線(xiàn)安裝要求
接收機天線(xiàn)安裝時(shí) ，圓水準氣泡必須嚴格居中 ，此時(shí)接收天線(xiàn)的定向標志線(xiàn)應指向北 ，用于減弱相位中心偏差的影響。
2) 安裝天線(xiàn)高度要求
接收天線(xiàn)安裝好后 ，在以天線(xiàn)為中心 ，在天線(xiàn)周?chē)?120°三個(gè)方向測量天線(xiàn)高度 ，三者之間差值小于 3m，然后在有效數值下記錄平均值。
觀(guān)測員完成預定作業(yè)項目后 ，經(jīng)審核合格后并且完整記錄數據才可遷站。
2.4 外業(yè)測量的誤差分析
1) 系統誤差
儀器的精密度和外界條件變好是系統誤差產(chǎn)生的兩個(gè)主要原因。例如 ，量距時(shí)所用的鋼尺存在尺長(cháng)誤差 ，則每量一整尺距離就產(chǎn)生一個(gè)相應的誤差 ；同樣當溫度變化時(shí)會(huì )引起鋼尺的長(cháng)度變化 ，其引起量距誤差為濕皮變化值的函數 ，這些都是系統誤差。系統誤差具有象積性質(zhì)，而且一般總是可以預期出現，并按其出現的規律采取相應的措施以消除和減弱它的影響。例如 ，鋼尺量距時(shí) ，先檢定鋼尺 ，求出尺長(cháng)改正數 ，在觀(guān)測時(shí)測定溫度 ，然后在測量結果中將尺長(cháng)修正 ，即可消除尺長(cháng)誤差和溫度變化對距離的影響。
2) 偶然誤差
偶然誤差是由于人、儀器和外界條件等多方面因素引起的，但不能確知其產(chǎn)生的具體原因 ，具有隨機性。例如 ，無(wú)論是水準測量 ，還是角度側量 ，用望遠鏡的十字絲照準目標時(shí) ，由于望遠鏡的分辨能力、放大倍率的限制以及空氣透明度、目標折射率等影響 ，使照準目標或偏左或偏右產(chǎn)生照準誤差 ，也使估讀數值變化不定產(chǎn)生讀數誤差。這些誤差都屬于偶然誤差。
偶然誤差的大小和符號隨著(zhù)各種偶然因索的綜合影響在不斷地變化 ，不同于系統誤差 ，它不能夠用有效的方法來(lái)消除 ，但可以進(jìn)行總體控制 ，因為這種誤差總體而言 ，服從一定的統計規律 ，可利用概率論和數理統計方法來(lái)分析。
3 結論
水利工程建設十分重要 ，關(guān)系到很多方面 ，因此在測量過(guò)程中 ，測量員要精益求精 ，采用高科技手段進(jìn)行輔助測量 ，GPS 測量技術(shù)在以后測繪工作中應用越來(lái)越廣泛。
【GPS測量技術(shù)在水利工程測量中的應用研究論文】相關(guān)文章：
航道測量工程中GPS定位技術(shù)的應用研究的論文03-17
GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應用論文03-15
GPSRTK技術(shù)在工程測量中的應用研究論文02-14
淺談GPS-RTK 定位技術(shù)在航道測量中的應用論文03-16
關(guān)于基礎測繪中的GPS系統測量技術(shù)探究03-27
白光干涉技術(shù)在球軸承測量中的應用分析論文12-01
房建工程施工中測量放線(xiàn)技術(shù)的應用論文05-18
計算機技術(shù)在水利工程設計中的應用研究論文06-15
工程測量論文03-23
- 相關(guān)推薦