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公路GPS控制网建立方法和应用

时间:2017 -09-20 17:06来源:未知 作者: admin 点击:
引言 GPS 全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。空间卫星群。GPS 的空间卫星群由 24 颗高约 20 万公里的 GPS 卫星群组成
引言
 GPS 全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。空间卫星群。GPS 的空间卫星群由 24 颗高约 20 万公里的 GPS 卫星群组成,并均匀分布在 6 个轨道面上,各平面之间交角为 60 度,轨道和地球赤道的倾角为 55 度,卫星的轨道运行周期为 11 小时 58 分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收 4 到 11 颗GPS 卫星发送出的信号。
GPS 的地面控制系统。GPS 的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站,主控站的作用是根据各监控站对 GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制,向卫星发布指令,调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。GPS 地面控制系统主要设立在大西洋、印度洋、太平洋和美国本土。GPS 的用户部分由 GPS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收 GPS 卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。
1.G PS 测量的技术特点
相对于常规的测量方法来讲,GPS 测量有以下特点 :1.1 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。
1.2 定位精度高。一般双频 GPS 接收机基线解 精 度 为
5mm+1ppm,而红外仪标称精度为 5mm+5ppm,GPS 测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS 测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于 50 公里的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在 100 ~ 500 公里的基线上可达 10-6 ~ 10-7。
1.3 观测时间短。在小于 20 公里的短基线上,快速相对定位一般只需 5 分钟观测时间即可。
1.4 提供三维坐标。GPS 测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。
1.5 操作简便。GPS 测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。
1.6 全天候作业。GPS 观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。
2.G PS 测量克服原有测量方法缺陷
公路路线一般处在一条带状走廊内。其平面控制测量往往采用导线形式,这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等,也有布设成三角网、线形锁等形式。
2.1 常规测量方法的缺陷
2.1.1 规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定,一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样,导线附合或闭合长度最长不得超过 10 公里,结点导线结点间距不能超过附合导线长度的 0.7 倍。这种要求一般在实际作业中难以达到,往往出现超规范作业。
2.1.2 搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测、军测、城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量。
2.1.3 国家大地点破坏严重,影响测量作业。由于国家基础控制点,大多为五六十年代完成,经过 30 多年,有些点由于经济建设的需要被破坏,有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业,往往在 50 公里以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。
2.1.4 地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线的 300 米范围内。由于通视的原因,这一条件难以满足,甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区,根本无法实施常规控制测量。利用 GPS 测量能克服上述列举的缺陷,并提高作业的效率,减轻劳动强度,保证了高等级公路测设质量。
3.控制网的设计
3.1 布网方案的设计
公路控制网测量的最终目的是为线路测设和施工提供坐标和高程控制。控制点应沿公路两侧布设,网形一般呈线状分布。根据《GPS 测量规范》和《公路勘察规范》中的要求,考虑到公路控制网的特殊性和实际工作需要,控制网可以布设一级网,若线路过长也可以布设二级网。一级网平均边长一般为 3KM 左右。采用边连接方式布网。为了保证成果的可靠性,一般不得用单基线定点。同时,公路 GPS 控制网应与附近国家等级点进行联测,联测点数不应少于 3 个点。
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(责任编辑: admin)
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