GPS测量技术在公路工程中的应用.ppt

论文题目：GPS测量技术在公路工程中的应用 目录一、首先根据论文课题涉及的知识对相关资料进行收集二、GPS测量技术现状的认识三、GPS网四、GPS测量技术在公路工程中应用的应用五、GPS定位技术在公路测量中的应用定位技术在公路测量中的应用六、GPS测量技术在公路工程应用的前景与展望测量技术在公路工程应用的前景与展望八、最后是对老师的感谢1 对论文课题相关资料进行收集在图书馆查阅介绍GPS测量技术的组成原理与其在公路工程应用中的相关图书：城市轨道公路工程测量秦长利，中国建筑工业出版社，2008-7-1、工程测量规范GB50026-2007、GPS测量技术在公路工程中的应用黄国强 苏长勇 2010-12、RTK测量新技术在公路工程中的应用探讨单红佳 2011-12、导线测量在道路施工中的应用辛建嗬 刘军 2011-6、地铁测量控制要点何晓辉 2007-8、公路工程中水准测量的误差控制蓝志强 2010-1等。利用课余时间上网浏览对GPS测量技术发展与前景的有关信息，并记录对以后论文写作有用的知识。2 GPS测量技术现状的认识2.1GPS的发展过程2.2GPS基本系统的组成、GPS系统三部分介绍、GPS的工作原理21世纪是信息化的时代，而作为信息化产业技术方向的一部分，测绘专业在数字地球概念中扮演着重要的角色。而GPS全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点。在测绘领域中，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量及地形测量等各个领域。GPS 也称全球定位系统，它是以卫星为基础的无线电导航系统，具有良好的抗干扰性和保密性，随着卫星技术的不断发展，应用领域已经从卫星领域扩大到航空，工程，电力等方面，由于GPS的得天独厚的技术优势，测量领域也进入了GPS时代，GPS也称全球定位系统，它是以卫星为基础的无线电导航系统，具有良好的抗干扰性和保密性，随着卫星技术的不断发展，应用领域已经从卫星领域扩大到航空，工程，电力等方面，由于GPS的得天独厚的技术优势，测量领域也进入了GPS以高精度、经济、方便等优点给测量带了革命性变革。2.1 GPS的发展过程GPS是全球定位系统（GlobalPositioningSystem）的简称，从上世纪七十年代美国就开始了对其研制，直到1994年的3月份，经过20年的时间，约花费200亿美元才完成对其的初步整体布置，它建设的最初目标是为了满足自己国家的国防安全，主要是为了自己国家军事部门对海陆空三方面军事情况的高精度指挥和部署，由于其有多个卫星组成的导航定位系统，所以经常说卫星导航与定位系统。GPS卫星导航与定位系统能对目标进行时时，不间断，地球的任何地理位置进行精密三维导航与定位能力，由于其开发的初衷，使它也具有了自身系统的安全保密性，也能抵制很多外来因素对其信号的干扰性。通过实践发现，GPS测量技术可以与我们日常用的通信技术结合，这也为GPS测量技术的进一步快速发展奠定了良好的基础，成功的把静态测量技术发展到了动态测量技术，也就是能对地面点进行相关三维坐标进行快速动态测量，以前GPS的数据处理都需要先获得然后人为操作对其进行相关技术处理，而逐步发展到了能对相关数据进行时时更新，对物体的定位与导航实时处理，又为GPS测量技术的发展提供了新的应用范围，对其各方面的应用深度也加深了更多。2.2 GPS基本系统的组成、GPS系统三部分介绍、GPS的工作原理GPS的原理在任一时刻同时接收了3颗（a、b、c）以上的GPS卫星所发出的导航信号，经过一系列数据处理与计算求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离Sa、Sb、Sc；而其系统有空间部分（所谓空间部分就是指GPS卫星星座，所谓的卫星星座就是发射进入轨道并且能正常工作的GPS卫星的集合，其计划组成包括24颗卫星，它们的轨道近乎是圆形的，这些卫星有三个轨道，这三个轨道的倾斜角度为63度，卫星平均分布在三个轨道上，三个轨道的半径为26560千米，卫星运行周期为12小时）、地面监控部分（地面监控部分是支持整个系统正常运行的地面设施，其组成包括主控站，监测站和通信与辅助系统三方面）和用户部分（用户部分由GPS接收机等仪器设备和用户组成，而计算机、指南针、微机、气象仪器等都属于用户设备，就其GPS接收机而言也可以根据其功能的不同分为好多种类，也可根据其接收卫星信号的频数进行相应的分类）三大部分组成。GPS卫星可以连续的向用户拨发佣金型导航定位的测距信号和导航电文电文，并接受来自地面监控系统的各种信息和命令以维持系统的正常运转。3 GPS网3.1 GPS控制网的网点设计3.2 GPS网的选点与埋石3.3 GPS控制网的控制点选点原则要想建立合适的GPS网，建立准确方便的GPS控制网是必备前提，要建立GPS控制网就要有符合相关公路工程的GPS控制网设计，其程序文中有具体步骤，然后根据设计进行实地的踏勘选点，埋石，接下来进行外业的测量工作，结算所得数据。在此过程中对选点埋石的相关规范原则和数据结算检核知识都要掌握，这些都是成功建立GPS网所必须要掌握的。3.1 GPS控制网的网点设计 GPS网的点应尽量与原有的地面控制点相重合，重合点至少3个，以便数据采集完毕后更可靠地确定GPS网和地面网之间的相应转换参数；为便于观测与水准联测，所以GPS网点应设在视野相对开阔与容易到达的地方；为便于公路导线点的加密，GPS网点则应尽量靠近公路的走向。3.2 GPS网的选点与埋石 GPS的选点主要以选定线和控制人员的作业为主要的依据，要选择有利于测量工作和以后为道路施工方面的应用点位；控制点均要选择在施工的红线外并且要尽量满足通视要求，点位要相对稳定；点位的选设时更要考虑施工过程可能对其造成的影响，以及如何选定更有利于以后的施工测量，同时避开对卫星信号传播有影响的障碍物；控制点要分布均匀，相邻边长之比不大于1/2。3.3 GPS控制网的控制点选点原则GPS控制网的控制点选点原则如下：测站点特别是控制点的选择一定要按相关要求（远离高压电线和大功率的无线电发射台）进行布设，卫星信号被接收机更好地接收，否则很容易对后期测量成果做成严重影响；由于障碍物能阻碍卫星信号的传播，所以在进行测站点的选定时，注意周围障碍物的影响，以保证信号顺利被接收机接收，获得能满足相关工程测量需要的数据；检测是所有测量工作必须的最后一步，但也是必不可少的步骤，以至于测站点的布设也应能用常规测量手段的进行测量，尽量离已修好的公路近一点，便于到达；点之记是在相应测站点的选定布设后，按照一定的规则要求对相应点的描述。4 GPS测量技术在公路工程中的应用4.1 GPS的公路测量的准备工作4.2 在公路工程测量中可能会遇到的问题4.3 在进行GPS观测时应注意的方面4.1 GPS的公路测量的准备工作运用GPS测量技术做公路工程中的相关测量工作，首先要在测量工作之前做足充分的准备工作，收集好公路工程的相关资料，准备好公路道路的勘测规程、公路桥位的勘测规程、公路的勘测规范、公路桥涵的施工技术规范、公路路基的施工技术规范、工程的招标文件与施工设计的图纸与测设的成果之类的相关资料。制定测量作业的计划，组织相关的测量人员对工程的设计方案进行分析评价，最终选择符合相关公路工程特点GPS的测量技术来进行公路的工程测量。4.2 在公路工程测量中可能会遇到的问题因为公路自身的特点狭长，致使在相关测量作业时很难利用起算点的坐标系统处理所有的测量数据，所以在实际测量中往往会用到多种不同级别性质的控制点，但无论用了几种类型的控制点，都要在它们能相互兼容的前提下进行，否则测量数据的质量很难得到相关保证，也就是失去了测量的意义。路线控制测量的质量得不到保证；地面通视不变往往影响常规测量的实施，对于常规测量来说各测量点间的相对通视是必不可缺少的条件，这样的要求是常规测量在很多特殊的地区无进行相关控制测量作业，如在密林、密集灌溉及青纱帐地区；经济是一切活动必须考虑的因素。4.3 在进行GPS观测时应注意的方面根据卫星可见性预报，选择最佳观测时段进行GPS观测；要求对GPS接收机天线的对中精度为1mm，而其标志线的指北误差5度，这样可以通过可减弱相位中心偏差对测量数据质量结果的影响；量取天线高时，要从多个方向对其进行量取，其误差不能2mm，其值一般取各个量取值的算术平均值；卫星高度截止角15度，接收卫星数4；控制测量过程中一定要保证实测数据的精度，这样才能为建立的控制网精度打下基础，观测的时间要根据精度的大小选择时长；观测时，切记不要在天线附近使用对讲机或移动电话，以减少信号干扰。5 GPS定位技术在公路测量中的应用5.1 GPS定位技术方法之静态相对定位技术5.2 GPS定位技术方法之实时动态相对定位技术首先介绍GPS测量定位技术的两个大的分类：静态与动态定位技术。并对其相关适应用范围作说明介绍，无论是什么工程的测量，精度都有其各自相关要求，所以论文也对定位精度作了相关分析说明，具体的如何分析在论文中可以相关了解。5.1 GPS定位技术方法之静态相对定位技术GPS接收机在每一流动站上静止的进行观测，在观测过程中，既要接收基准站观测数据，又要同时卫星的同步观测数据，实时解算整未知数与用户站的三维坐标，一旦解算结果的变化趋于稳定，且其精度满足公路测量设计要求，便可以结束实时观测，其一般应用在控制测量中，如控制网加密。若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观环境因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施测量比较困难，而采用RTK快速静态测量，就可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5至10分钟，不到静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以完全代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。5.2 GPS定位技术方法之实时动态相对定位技术实时动态相对定位的基本依据是载波相对观测量。动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上，在测量工作进行时，通常要求选取点位精确的控制点，并将这些控制点作为整个测量工作过程中的控制基站，然后使用一台或者数台地面接收装置连续接收来自于不同角度的实时动态数据。GPS测量仪器测量前需要在控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2至10s）进行初始化工作，之后GPS流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置（其定位精度可以达到厘米级）。6 GPS测量技术在公路工程应用的前景与展望 GPS测量技术在公路工程中应用测量技术在公路工程中应用的发展不仅在于系统硬件和软件自身的开发与完善,而主要在于和其他新技术相结合,构成功能更完善,性能更可靠。GPS与自动化测探系统相结合,将达到高度的一体化和自动化,为道路的断面测量,管道地形测量提供一种精确、高效的新手段。GPS定位技术与地图数据库技术相结合,便可利用电子地图直观和显示快速的特点,这一复合系统在公路交通运输中将有着重要的应用。GPS接收机发展的另一种趋势,就是生产一种嵌入式GPS接收机，其结果是用较少的时间,较低的费用提高了综合成果的质量。因此嵌入式接收机的发展是符合GPS技术与其他高新技术有机结合的方向,为GPS测量技术在公路工程中的应用展现了更为广泛的前景。感谢感谢谢谢徐靓老师在论文写作中的细心指导，同时谢谢在写作中论文中室友及朋友给与的帮助与支持，也非常感谢在整个论文完成中各位评阅鉴定老师对我论文提出的整改意见，此致敬礼。