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GPS在工程测量中的应用及误差分析处理 于兆财 侯刚 (1．中金集团夹皮沟矿业有限公司本区矿132411) 摘要：简述了全球定位系统(GPS)基本原理和特点，介绍了GPS在工程测量中的应用及体会。通过总 结GPS用于工程测量所具有的特点，简述了GPS定位系统用于工程测量时产生误差的来源及性质，对测 量数据精度的影响。并对其误差影响进行分析及相应的处理，从而减小误差提高工程测量时数据的精度。 关键词：GPS,T程测量；GPS误差 GPS(Global PositioningSystem-GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，历时20 年，耗资200亿美元具有进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系 统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显 著特点。随着GPS定位技术的发展，其广泛应用于民用领域，并成功地应用于大地测量、工 程测量、资源勘察等各个测量领域，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 lGPs系统组成 GPS系统包括三大部分：空间部分—GPs卫星星座；地面控制部分一地面监控系统；用 户设备部忡Ps信号接收机。 1．1GPS空间部分—GPS卫星星座 GPS空间部分由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，24颗卫星均匀 分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55。，各个轨道平面之间相距60。。即轨道的升交点 赤经各相差60。。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90。，一轨道平面上的卫 星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30。．正是这些GPS卫星将数据处理会发给用户 设备，我们止是用这些数据进行工作的。 1．2地面控制部分一地面监控系统 对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历——描 述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的． 卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进 行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间 系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差，然后由地面注入站发给卫星，卫星 再由导航电文发给用户设备。 1．3用户设备部分—GPS信号接收机 GPS信号接收机能够捕获剑按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星信号，并跟踪这些 卫星运行，对所接收到的GPS信号进行交换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接 收机大线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 甚至三维速度和时间等数据。 2GPS系统的定位原理 ．测量学中有测距交会确定点何的方法。与其相似，GPS定位系统定何原理也是利川测距 交会的原理确定点位。GPS大地测量中的卫星激光测距定位也是应用了测距交会定位的原理 和方法。虽然用于激光测距的卫星(表面上安装有激光反射镜)是不停地运动中，但总可以 利刚I古】定于地面上三个已知点上的卫星激光测距仪同时测定某一时刻至卫星的空间距离 d1、d2、d3，应Hj测距交会的原理便可确定该时刻甲星的空间位置。如此，可以确定三颗以 上卫星的空间位置。如果在第四个地面点上(坐标未知)也有一台卫星激光测距仪同时参与 测定了该点至三颗卫星点的空间距离，则利用所测定的三个空间距离可以交会出该地面点的 位置。 3GPS测量的特点 3．1数据精度高 GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50 km的基线上，其相对定位精度可达 1,2x 10。6，而在100～500 km的基线上可达到10娟到10～。相当于国家一级测量控制点的 精度。 3．2作业范围大，测点坐标统一 作业距离达50公里，也避免了控制点坐标较差带来的测点坐标不一致，同时还杜绝了 操作失误造成的批量数据错误。 3．3观测方便，效率高 目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天 线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。免去了烦琐的控制点管理工作和 每次在野外架设基准站的烦恼，节省了时间，减轻了外业测量人员的工作量，更轻便灵活， 机动性强，现场测点放样速度提高30％。 3．4全天候作业 GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在