简论GPS技术与其在工程测量中运用如何写

摘要：GPS全称是全球定位系统，其英文名字名字为Global Po sit ioning System。上世纪70年代，美国开始了一门用于军事方面的新型卫星导航和定位系统，即是GPS。该系统用时20年，消耗资金200多亿美元，并且分为三期进行研制，不断投入使用。在1994年GPS系统全面建成。GPS是无线电卫星导航定位系统，其基础是卫星，并具有全天候、全球性、全能性、实时性和

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连续性的三维导航和定位功能，同时该系统的保密性和抗干扰性非常良好。GPS技术在当代用于工程测量、城市测量、大地测量、航空摄影测量、海洋测量等测绘行业的应用，并且在交通、资源、通信、管理和军事等领域。
关键词：GPS工程测量 应用
Abstract: the full name of GPS is the global positioning system, the English name for the Global Po sit ioning System. The last century 70's, the United States began a door for the military aspects of the new satellite nigation and positioning system, which is GPS. In the fully completed in 1994 GPS system. GPS is a radio nigation satellite system, which is based on three-dimensional nigation and positioning satellite, and possesses the function of all-weather, all-round, global, real-time and continuous, while the system of secrecy and anti-jamming performance is very good. Application of engineering measurement, measurement of city, geodesy, photogrammetry, marine surveying and other surveying and mapping industry GPS technology in contemporary for, and in traffic, resources, communication, management and military fields.
Keywords: GPS Engineering Surveying
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1.GPS 的简介

1. 1 GPS

空间的卫星、地面监测控制站和用户的设备这三个方面就是GPS的主要构成。(1)在GPS中21颗卫星和3颗后备卫星两部分组成了空间卫星的星座。这24颗卫星被均匀的分布在6个轨道的平面之内，并且这些轨道的平面倾角是55°，轨道的平面倾斜为55°这些卫星处于平均为20 200 km的高度上，它们的运行周期是11 h 58 m in。广大的GPS用户可以连续不断的地接收到卫星发射的两个无线电载波（其为L波段）来进行导航定位，卫星的地理位置信息包含于导航定位信号中，这样使得卫星成为了一个已知的动态观测点。
(2) GPS
GPS系统在全球设置了一个主控制站、三个注入站和五个监测站共同组成了地面监控站。主控制站接收到来自各个监测站接收的卫星数据，可以计算出各个卫星的钟差参数、轨道参数等，同时将这些数据编译成为导航电文，发往到各个注入站，通过注入站把主控站发送的导航电文注入到对应的导航卫星的存储器中。
(3)GPS
用户设备包括GPS 接收机、终端设备(如计算机)、数据处理软件等等。通过GPS 接收机对一定卫星高度和截止角的卫星信号进行捕获, 同时跟踪其运行的轨迹, 并对捕获的信号进行交换、放大和处理, 最后通过相应软件和计算机, 经网平差和基线解算, 计算出GPS 接收机或者测站点的三维坐标。

1. 2 GPS 定位原理

GPS是通过测量空间距离的交会定点这一原理实现定位的。 将GPS接收机安置在待测点Q处, 在同一时刻接收机受到3 颗(或3 颗以上) 的卫星发出的信号。通过计算和数据处理, 可以得到接收机的位置距离这几颗卫星的位置距离。通过卫星星历才查出此时各自卫星的三维坐标，根据相关的公式变观测点Q的三维坐标。

1. 3 GPS 定位方式分为相对定位和绝对定位两种。

(1) 相对定位。相对定位中最基本的情况就是在基线的两端分别安置一台GPS接收机, 并同步观测同一个GPS 卫星, 对基线的向量或者基线断点的相对位置进行确定,。相对定位可以分为静态相对定位和动态相对定位。 PTK即实时动态(RTK) 定位技术，它是动态相对定位中应用比较广泛的一种方式。这种技术以载波的相位观测值作为根据，又叫做实时差分GPS技术， 这在GPS技术发展和应用方面是一个新的突破。RTK系统由流动站和基准站组成, 通过建立先进的无线数据通讯保证了实时动态的测量。PTK系统的原理是基准点选择为点位的精度比较高的第一级控制点,并设置参考站即一台GPS接收机, 对GPS卫星实时连续观测, 设置在流动站上的GPS接收机不间断的接收到卫星发射的信号时, 并通过先进的无线电传输设备对基准站设备观测的数据进行接收, 根据相对定位的原理计算机实时计算并显示流动站的三维坐标以及测量精度。GPS用户可以实时监测的基线计算结果和数据观测的质量，通过计算机显示待测点的精度，可以确定观测的时间，如此便可以减少冗余观测，并提高观测工作效率。( 2) 绝对定位。绝对定位又叫单点定位。用户接收机和GPS卫星之间的距离测量做为基础, 同时使用已知的卫星瞬时坐标, 对用户接收机的坐标进行确定, 即是观测站位置，这就是绝对定位的原理。在实际应用中用户接收机的状态所处不同，可以将绝对定位分为静态绝对定位和动态绝对定位。[3]

1. 4 GPS 测量特点

与常规的测量相比较, GPS 测量有以下几个主要的特点: ①测量精度高。与一般的测量精度相比GPS测量精度相比明显要高。GPS在应用于小于50 km 的基线测量中上, 其精度可以达到1×10- 6, 如果用于大于1000km 的基线中其精度可达1×10- 8。②观测时间短。当今科学技术不断发展。GPS 测量技术也在不断的发展和完善, 应用软件持续更新, GPS在进行测量时,每个观测站的静态相对定位只需要20 m in 左右, 然而动态相对定位只需要短短的几秒钟。③观测站之间不需要通视。GPS测量时测站之间不需要相互通视, 只需要根据实际的需要来确定点位,这要使得选点的工作极为灵活和方便。④仪器操作简便。科技发展越来越快，GPS 接收机的自动化程度也越来越高, 并且呈现操作智能化, 只需要观测人员量取天线高以及在开机后设定参数, GPS接收机便可以进行自动观测并记录。⑤提供三维坐标。GPS测量能够对观测站的三维坐标进行精确的测定, 其精度可以满足四等水准的测量要求。⑥全天候作业。GPS 卫星的数目众多, 并且呈均匀分布, 这样可以保证在全球任何地方和任何时间连续不断进行观测, 一般不会受到天气因素的影响。[3]