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GPS技术在水文测量中的应用与未来 1 张志恒 许朝勇 （长江委水文局长江中游水文水资源勘测局 邮编：430010） 摘要：本文从GPS在水文测量中的技术优势；GPS在水文测量中的广泛应用； 未来发展方向以及GPS在水文测量中需要注意的问题，四个方面进行了论述。证 明了GPS在水文测量中发挥着巨大的作用，实现了技术领先与效益的最大化，是 水文测量中不可缺少的工具。 关键词：GPS；全球定位系统；水文测量 Abstract: This article is from the advantage of GPS technology in hydrographic survey; widely used GPS hydrographic survey; future development direction and GPS hydrographic survey need to pay attention to the problem, four aspects are discussed. GPS hydrographic survey plays a huge role, to achieve the maximization of technology leadership and effective, it is an indispensable tool in the hydrographic survey. Key words: GPS; global positioning system; hydrographic survey 中图分类号：P332 文献标识码： 一、GPS在水文测量中的技术优势 1.全球定位系统GPS简介及特点 GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中 文简称为全球定位系统。GPS 系统的特点是以其高精度、全天候、高效率、多功 能、操作简便、数据质量可靠、应用广泛等特点著称。 2.GPS定位原理 GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采 用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地 面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加 上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式： 1 上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机 之间的距离。 △ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号 到达接收机所经历的时间。 c为GPS信号的传播速度（即光速）。 四个方程式中各个参数意义如下： x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、yi 、zi(i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4 在t时刻的空间直角坐标， 可由卫星导航电文求得。 Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星 钟的钟差，由卫星星历提供。 Vto为接收机的钟差。 由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。 3.GPS在水文测量中的技术特点 GPS越来越广泛地应用于水文测量及定位控制，它在高程控制方面能较好地 2 解决跨河、跨沟水准难以传递的问题，以及在勘察区控制点较少，或在山区、林 区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时，运用GPS可大大 减少作业时间，提高测量精度，具体优点如下： a水文测站之间无需通视 测站间相互通视一直是测量学的难题。ＧＰＳ这一特点，使得选点更加灵活 方便。但测站上空必须开阔，以使接收ＧＰＳ卫星信号不受干扰。 b定位精度高 一般双频ＧＰＳ接收机基线解精度为５ｍｍ＋１ｐｐｍ，而红外仪标