理论教育 GPS全球定位系统-土木工程测量学第2版

GPS全球定位系统-土木工程测量学第2版

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:GPS全球定位系统是美国从1973年开始研制的,历时20年,耗资200亿美元,在进行了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1993年12月全部建成并投入使用。随着GPS定位技术的发展,其应用的领域在不断拓宽。GPS全球定位系统的特点如下:1)定位精度高采用载波相位进行相对定位,精度可达10-6。7)应用广泛,功能多GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时。

GPS全球定位系统-土木工程测量学第2版

GPS全球定位系统是美国从1973年开始研制的,历时20年,耗资200亿美元,在进行了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1993年12月全部建成并投入使用。具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

GPS早期仅限于军方使用,归美国国防部管理,主要用于军事用途。如战机、船舰、车辆、人员的精确定位。随着GPS定位技术的发展,其应用的领域在不断拓宽。现已在民用领域得到广泛应用。如飞机、船舶和各种载运工具的导航、高精度的大地测量、精密定位、工程测量、地壳形变监测、时间传递、速度测量、地球物理测量、航空救援、水文测量、近海资源勘探、航空发射及卫星回收等,运用的范围相当广泛。例如:1990年3、4月间,我国完成了南海5个岛礁、8个点位和陆地上4个大地测量控制点之间的GPS联测,初步建立了陆地南海大地测量基准。此次GPS测量的站间距离远达808687.519m,这对于常规大地测量技术是无法实现的,只有依靠GPS卫星定位技术才能进行远达千余公里的海岛陆地联测定位,实现海洋国土的精确划界。

GPS全球定位系统的特点如下:

1)定位精度

采用载波相位进行相对定位,精度可达10-6。实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10-6,100~500km可达10-7,1000km以上可达10-9。在300~1500km工程精密定位中,1小时以上观测的平面位置误差小于1mm,其边长较差最大为0.5mm,较差中误差为0.3mm。

2)快速、省时、高效率

20km以内相对静态定位,仅需20分钟;快速静态相对定位时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间只需2分钟;动态相对定位测量时,流动站出发时观测1~2分钟,然后可随时定位,每站观测仅需几秒钟。

3)测站间无需通视

GPS测量不要求测站之间互相通视,只需测站上空无遮挡即可,对GPS网的几何图形也没有严格要求,因而使GPS点位的选择更为灵活,可以自由布设,减少许多测量工作量。(www.daowen.com)

4)可提供三维坐标

GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标。

5)操作简便

随着GPS信号接收机的进一步改进,自动化程度越来越高,体积越来越小,重量越来越轻,可极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。

6)全天候全球覆盖性作业

由于GPS卫星有24颗,且分布合理,在地球上任何地点、任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星,因此在任何地点、任何时间均可进行GPS测量。GPS测量不受白天黑夜、刮风下雨等天气的影响。

7)应用广泛,功能多

GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时。

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