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gps技术论文大全11篇

时间:2023-03-15 15:01:15

gps技术论文

gps技术论文篇(1)

GPS是美国建立的高精度全球卫星定位导航系统,在陆地、海洋、航空和航天等领域有着广泛的应用。而高动态GPS接收机则可应用于导弹、卫星、飞机导航等许多场合,但由于高动态GPS接收机涉及军工等敏感领域,故国外的相关技术或产品对我国是封锁的,有关高动态的核心解决技术在各种文献中也见之甚少,相关技术必须自主开发。

GPS接收机的实时动态性能、定位精度以及功能的丰富性与其所选用的CPU性能有很大关系。具有较大动态范围的接收机的实时运算量大、刷新速度高,对微处理器提出了更高的要求,即接收机应具有较高的数字信号处理能力。DSP芯片具有适合于数字信号处理的软件和硬件资源,它运算速度快、接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、集成方便,可用于复杂的数字信号处理算法。因此笔者的GPS接收机使用DSP芯片作为中央处理器。在此基础上,采用一系列的算法,如利用接收机原始的伪距和伪距变化率进行GPS/INS组合算法和抗多径算法及设计新的载波跟踪环路等,提高接收机的抗干扰和动态性能及定位精度。

1接收机的结构设计

采用相关接收技术的GPS接收机一般可以分为三个功能模块:射频前端模块,信号处理模块和应用处理模块,如图1所示。高动态GPS接收机组成与其类似,关键在于信号处理模块具有快速捕获功能和较大的捕获、跟踪带宽。

信号处理模块的主要功能是对信号进行捕获、跟踪、解扩、解调等,提取观测量和导航电文数据。GPS扩频信号的解扩一般通过相关接收技术完成,信号处理模块的核心就是相关器。多通道接收机一般采用多通道相关器实时地跟踪4颗或4颗以上的卫星信号。

以GP2010、GP2021芯片组作为接收前端和相关器,GP2021由时基产生电路、地址译码器、状态寄存器及12通道独立跟踪模块等组成。其中每一独立跟踪模块包含载波DCO、码DCO、相关器和相应的载波整周计数器、码相位和历元计数器等。相关器还提供了一个5.714MHz时钟给GP2010,对GP2010的4.309MHz信号进行欠采样,得到1.405MHz的中频数字信号。GP2010输出中心频率为1.405MHz的中频信号给GP2021。GPS接收机前端和相关器如图2所示。

根据DSP芯片运算速度、价格、软硬件资源、运算精度、开发工具、功耗等因素,以TI公司的32位DSP芯片TMS320VC33作为中央处理器进行GPS信号处理和定位求解。其运算速度为75MIPS,单指令周期为13ns,内置1.1MbitRAM,由0.18μmCMOS工艺制造。

DSP功能包括信号收集处理、GP2021硬件控制、相位跟踪和导航数据解调环路、GPS导航电文提取、电文推算、导航定位求解等[1](见图3)。

信号收集处理主要完成从相关器输入正交、同相超前和滞后通道的相关积分值,根据这些积分值实现码环、载波环捕获和跟踪过程中的判决和滤波等功能[2]。

GP2021硬件控制主要完成码环、载波环路的闭合控制过程。根据相位跟踪环路和码环、载波环路输出的控制量动态地调节GP2021的码DCO和载波DCO中的值,实现数据解调。

相位跟踪和导航数据解调环路是载波跟踪环路的最后一个环节,由它实现载波相位的抽取和数据解调。

接收机充分利用DSP处理器的功能,将以上软件都集中在一片DSP处理器中运行。DSP芯片的高速运算性能使得部分硬件功能软化,大大缩小了接收机的体积,同时增强了系统的灵活性。

在码和载波跟踪环路中,许多地方使用了数字滤波器。由于TMS320VC33计算精度很高,可以实现幅频特性很陡直的滤波器,完成带宽很窄的滤波。另外,DSP在进行数字信号处理过程中,仅受量化误差和有限字长影响,在处理过程中不引入其他噪声影响,有较高的信噪比。而这些正是笔者跟踪环路、跟踪频率斜升信号所必须的。同时,用DSP软件编程实现数字滤波,只需修改编程过程中的几个设计参数,就能灵活方便地实现不同性能的滤波器,从而改变跟踪环路的环路特性,为环路的调试带来极大的便利和灵活性。

2动态GPS接收机关键技术研究

(1)实时有效的GPS星的历书的推算:为快速捕获信号,快速地定位,缩短冷启动时间,必须保证实时有效的GPS星的历书的存在。卫星的最新历书直接由用户根据较早的星历导出,通过外推得到冷捕搜星时刻的有效数据。现在,经过对间隔一个月的星历进行推算,GPS星轨道长半径α、偏心率e、轨道面倾角i、轨道准经度Ω0、轨道近地点角矩ω、平近点角M、星钟参数af0、af1都可达到相当的精度,其中a、e、i的值变化不大,同时设6个摄动修正参数为零。这样,就可得间隔一个月后的历书。

t1时刻

af0=:0.596651807427D-04af1=0.579802872380D—11

t1+30天时刻

af0=0.724918209016D-04af1=0.477484718431D-11

t1+30天时刻的推算结果

afo=0.7237169739D-04af1=0.4706628D-11

t1时刻t1+30天时刻

Ωt1=-2.09716567564Ω0t2=-2.72117917258

ωt1=-1.71643691820ωt2=-1.67529031669

Mot1=3.08373107049Mot2=-2.08799859062

由toe1,时刻的星历可推算出toe2时刻的星历

计算得出Ω1ot2=-2.720653,ωt2=-1.666083,

Mlot2=-2.085210

(2)时钟特性对高动态接收机的动态性能影响的研究:时钟特性(频率飘移和老化率)对高动态接收机的动态性能有较大的影响,在高动态接收机中必须予以考虑并尽量消除之。其中,频率飘移的消除大约可以使冷启动时间缩短60s。

(3)高加速度下的载波跟踪环路的研究:为检测高动态GPS信号,需要设计码环及载波环的捕获与跟踪数字系统。当使用对信号同时进行时域(码相位)和频域(多普勒频移)的二维搜索从而对载波多普勒频移逐次逼近扫描的串行搜索法时,在高动态下,由于码的捕获是分频段进行的,载波跟踪环路对码跟踪环路提供速度辅助,且由于码的跟踪是在频率误差范围500Hz以内进行的,一定范围内的高加速度引起的频率变化率对码的捕获和跟踪影响不大,环路失锁首先从载波跟踪环路开始。同时,一定范围内的高速度只影响频率捕获所涉及到的频段数而对频率跟踪影响不大。因此,在高动态下,在CPS信号的码跟踪和载波捕获与跟踪问题中解决在高加速度下的载波跟踪问题具有十分重要的意义。需设计出具有较大动态范围的载波跟踪相关算法。该算法应同时兼顾在高加速度和高加速度环境下的环路工作特性。

现在,笔者已设计出具有较大动态范围的载波跟踪环路,并使用在接收机中,但环路的各项具体指标正在测试中。接收机载波跟踪模块工作流程图如图4所示。

(4)对原低动态接收机的相位跟踪环路的改进。四项鉴频器和叉积鉴频器实现精确的频率跟踪,相位跟踪和导航数据解调环路是载波跟踪环路的最后一个环节,由它来实现载波相位的抽取和数据解调。到叉积鉴频器时只能实现码锁定、载波锁定。位同步和帧同步状态只有在相位跟踪和导航数据解调环路正确工作后才可实现。而只有当帧同步(即数据可以正确解调下来并实现帧同步)后,接收机才可得到正确的伪距。此后建立导航定位方程组并准确定位。故而,如相位跟踪和导航数据解调环路不能正常工作,接收机将不能定位。适当扩大载波跟踪环路等效噪声带宽BLF,跟踪精度降低,载波跟踪环路产生的各项误差会反应到相位跟踪环路,但捕获时间缩短且锁相环的动态范围会得到改善;同时,对于相位跟踪环路,由于它的线性牵引有效范围有限,如果可以扩大这个范围,则可补偿由于变宽而对相位跟踪环路造成的影响,同时增加相位跟踪环路对载波跟踪环路补偿作用的范围,从而改善在高加速度下载波跟踪性能。

(5)辅助跟踪环路的设计:信号一旦非正常失锁如何快速重新捕获,还必须结合GPS星历进行辅助跟踪环路的设计。

(6)冷启动算法的设计:当接收机无历书存储或由于长时间未开机造成历书无效时接收机开机即处于盲捕状态。而历书预报误差较大时,接收机将花费较长时间进行GPS星的捕获和星历下传后才可准确定位。而准确的轨道参数和星钟参数推算并辅之以合理的冷启动搜星算法则可使接收机快速定位。对接收机接收到的GPS信号的载波多普勒频移进行了分析并给出其各组成部分的计算公式,同时根据实验结果对各组成部分对接收机星捕获占用时间的影响进行了分析,提出了通过消除接收机时钟频率漂移并辅之以有效历书推算的新的冷启动算法,大大缩短了高动态GPS接收机冷启动的时间。在静止的接收机中预先输入接收机本地概略地址和时间的情况下,冷启动时间缩短至25s以内。

3实验

时间:2003.9.5~9.27

接收机状态:静止,接收机预先输入接收机本地概略地址和时间,有历书推算:

星号15262129

接收机测得的多普勒频移值7320257941202381

推算得到的多普勒频移值7201256643562210

程序设置的多普勒频移值7201256643562210

gps技术论文篇(2)

2高层建筑施工GPS测量技术

2.1测点选择

与其他几种高层建筑施工的测量技术相比,GPS最大的优势在于观测点之间不要求互相通视,并且测量网图形结构比较灵活,测点选择工作更加简单,可以按照以下几点选取原则选择。减少电磁场干扰点位应该选择在远离大功率无线电发射源的位置,要远离电视台、微波站等地,距离不小于200m的测点定位不能靠近高压线,距离不得小于50m的测点要远离焊接场地和焊机。远离电磁波大面积反射介质点位不能设置在大面积水域或对电磁波反射、吸收强烈的物体附近,以削弱路径效应的影响。易于设备安装点位需要设置在接收设备易于安装、视野开阔并且目标明显的位置。将其布置在即成建筑物或者高层建筑操作层上是比较理想的。与此同时,要保障视场周围15°以上无障碍物,防止信号被吸收或遮挡。方便交通测点要尽量设置在交通方便的位置,便于与其他测量设备联合定位。选点技术人员在选择点位时要踏勘,按照实地规程选点定位。如果需要进行水准联测时,要实地踏勘水准路线。基础稳定测点要有稳定的地面基础,以保证其具有良好的稳定性和接收设备的完好度。只有它符合要求后,才能投入测量工作中。

2.2标志设定

高层建筑施工测量需要设置明显、精确的标志,标志要明显可见,并且要有效利用它,尤其是在施工场地外的测点,要格外注意相关标志不能在施工期间被破坏。测点名称需要在与施工单位沟通之后确定,以便保护标志,防止施工期间场内外的施工人员对其造成破坏。标志要设置在不受影响的位置,还要有专人保护,并要在工程结束之后填写相关的技术资料。

2.3测量精度设计

高层建筑施工GPS测量精度的设计,按照水平距离和精度可划分为二、三、四核一,二级。因为高层建筑GPS网中,相邻测点之间的距离通常都超过了1km,所以,属于二级测量。GPS测量精度是GPS网络测量中非常关键的量,精度级别对GPS网点布置方案、观测计划和数据处理有非常大的影响。如果高层建筑的边长在200m以内,那么,边长误差应该在20mm内。在实际选用中,还要考虑工程人力、物力、财力等情况,但也不能忽略建筑施工企业的生产规模和作业经验。

2.4测点天线安装

正常的测点天线应该设置在三角架上,并在安置标志中心上方对中,同时,整平天线基座上的圆水准气泡。一些特殊测点的天线可能需要设置在三角点基板或者回光台上,这就需要将觇标顶部拆除,减少信号的遮挡。如果觇标顶部不能拆除而将接收天线设置在标架内,就会导致信号不连续。此时,可以进行偏心观测,在距三角点100m以内的位置,可以采用解析法测定归心元素。将天线定向标志线指向整备,考虑到磁偏角,减弱相位中心偏差,天线定向误差要按照定位精度确定,同时,底盘要接地,避免出现雷击天线。遇到恶劣天气,比如风天,在高度较高、风力较强的测点,比如建筑物施工层,需要从3个方向固定天线,避免它倒地。圆盘天线120°间隔3个方向量取天线高度,控制误差在3mm内,要取其3次结果的平均值记录到测量手簿中。在高层建筑施工中,可以不观测气象要素,但是要做好相应的记录。

2.5测量

GPS观测作业的关键工作是接收GPS卫星信号,并实现跟踪、处理,从而获得施工测量需要的定位信息和观测数据。天线安置完毕后,在离开天线的适当位置或者建筑物上,就可以安放GPS接收机,接通接收机、电源、天线、控制器电缆,预热和静置之后启动接收机,就可以开始观测。接收机锁定卫星记录数据之后,观测员就可以开始输入和查询相关数据。在掌握相关操作系统前不能进行数据操作,并且在测量过程中不能随意设置参数。只有保证外界电源电缆和天线等连接无误之后才能够接通电源,接收机开机。开机后,接收机的相关指示和仪表显示正常后才可以设置参数和自检。接收机开始正常工作、接收相关测量数据之后,要注意查看卫星数量、信号、定时定位结果等。在一个观测时段中,不能关闭又重新启动接收机,也不能改变卫星高度角和天线的位置,不能执行数据采样间隔和关闭文件、删除等操作。

gps技术论文篇(3)

二、GPS技术在铁路信号电缆位置信息管理中的应用

1.正确及完整记录电缆位置信息GPS技术在铁路信号电缆位置信息管理中的应用首先可以正确及完整记录电缆位置信息。利用GPS进行定位时,定位精度受多种因素的影响会存在一定误差,误差值主要依据卫星信号,如果信号好,误差精度通常会控制在1m左右,保证标识的精准性,因此,在利用GPS技术确定电缆径路位置时,必须将误差值计入定位范围。另外,造成电缆事故的原因有:电缆底数不清、电缆位置信息不准确、图实不相符等。因此,为了保障电缆的安全运行,必须结合实际情况建立完整、可靠、安全的信号电缆分布信息档案。GPS技术的应用,可以综合运用地理信息监控系统以及全球定位系统对电缆位置信息进行准确监控,为电缆位置信息管理工作提供基础保障。

2.信号电缆路径图信号电缆路径图的主要目的是准确反映信号设备通过电缆连接的实际状况,图符和文字是主要表现形式,对电缆的种类、规格以及基本长度等进行准确说明。信号电缆路径图通常不装设电缆埋设标识和标桩设置等。如果信号设备发生变化,修改工作只能在纸质蓝图上进行,这为电缆信息管理工作带来了极大的难题。GPS技术在铁路信号电缆位置信息管理中的应用,综合运用地面监控系统、空间卫星系统和用户接收系统,可以有效解决上述问题,因此,工作人员必须高度重视GPS技术的应用。

3.手持计算机目前,GPS定位仪的精度差别较大,提高定位仪的精度是增强硬件设备的重要手段,因此,工作人员必须采取措施提高其精度。最后,GPS技术还可以采集电缆埋设的标识信息,准确掌控电缆标桩的位置。在实际工作中,信号的采集和导航巡查均在野外作业,手持计算机在实际工作中的作用非常明显。手持计算机装置以GPS定位配套应用软件为核心,通过地面监控系统、空间卫星系统和用户接收系统可以完全满足电缆标识、标桩位置以及电缆盒的采集、导航要求。

4.信号电缆埋设位置信息系统的主要功能GPS信号通常与电缆径路图相连接,电缆径路图在运行GPS应用软件之前,通常会经过数据格式转换满足信号管理需求,GPS光标的显示位置设定在电缆径路图表面,通过地理监控系统和空间卫星系统确定准确的地理坐标。在进行电缆标识、标桩以及相和位置的采集工作之前,电缆径路图中的电缆或箱盒不储存任何信息。标桩具有编辑功能,可以准确判定出地面标桩在电子图面上的具置,对当时的GPS地理位置数据进行采集,并显示定位标记,这个标记即电子标桩。与之相应的还有对应的电子标桩,电子标桩在实际工作会依据信号电缆的埋设状况建立档案,促进信号电缆位置信息管理工作。

5.应用效果信号电缆位置信息管理系统综合使用GPS技术后,可以对电缆埋设标识、标桩等位置进行具体掌控,这个过程中形成的电子版信号电缆路径图在指导信号电缆业务管理的同时,还能提高信号电缆的安全管理能力。如果新人上岗,不需要专人指导,可以直接通过信号电缆位置信息管理系统了解信号电缆的埋设分布状况。如果信号电缆位置信息发生变化,通过该系统可以及时对发生变化的信息进行调整,并自动存档、备案。GPS技术在铁路信号电缆位置信息管理中的应用成功研发出了信号电缆位置信息管理系统,该系统促进了图表位置信息的稳定性、完整性和正确性,使电缆位置信息更加安全可靠。

gps技术论文篇(4)

引言:

在GPS技术不断创新和完善的今天,其在我国很多领域中都发挥了重要的作用,工程测绘就是其中之一。因为GPS技术的有效应用,使得工程测绘水平有很大程度的提高,大大提高了工程测绘的精确度。由此可见,GPS测绘技术所具有的精确度高、测量时间短等特点在工程测绘中得到了充分发挥。本文笔者将详细的分析GPS测绘技术是如何在工程测绘中有效应用的,进而探讨GPS测绘技术在工程测绘中的应用前景。

一.GPS 技术

(一)GPS技术的工作原理

GPS技术的工作原理主要是GPS 接收机设置在某一点上,GPS卫星不间断的发送定位信息 ,再利用计算机对接收到的信息进行数据处理 ,从而确定接收机所在的三维位置。将GPS技术应用于工程测绘中,GPS将会形成两个坐标系统,即空间固定坐标系统和地固坐标系统。利用这两个坐标系统可以判断测绘对象的具置,进而对测绘对象进行精确的测量,从而得到精确的、真实的工程测绘数据。可以说,GPS技术是一种应用效果良好的科学技术。

(二.)GPS技术的特点

GPS技术这种科学技术具有多种特点,如精确度高、测量时间短、操作简单、应用广泛等。具体表现为:

(1)精确度高。实践已经证明GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6100-500KM可达10-71000KM可达10-9。这充分说明了GPS技术具有较高的精确度,利用此项技术来进行测量,可以大大提高测量的准确度。

(2)测量时间短。随着GPS技术的不断完善和创新,目前所应用的GPS技术在20KM以内相对静态定位仅需15-20分钟,而在15KM以内时流动站观测时间只需1-2分钟即可完成,如此快速的测量是传统测量技术所达不到的。

(3)操作简单。因为GPS接收机不断改进,促使其自动化程度越来越高,将其应用测量工作中,可以促使GPS技术自动化、智能化、数字化应用。

(4)应用广泛。因为GPS具有精确度高、测量时间短、操作简单等优点,促使GPS技术应用比较广泛,在到航空、军事、建筑、交通等领域中发挥重要作用。

二.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用

具有测量精确度高、测量时间短、测量速度快、操作简单等优点的GPS技术在工程测绘中具有良好的应用,大大提高了工程测绘质量和效率,促使工程测绘工作高质高效的完成。GPS测绘技术在工程测绘中的应用主要是:

(一)GPS外业测绘

将GPS测绘技术应用于工程外业测绘中,主要是对室外工程进行测绘处理。GPS用在室外工程测绘中具体应用过程中,最需要慎重注意的一点是选择点的确定。因为,在室外工程测绘中选择点确定是否准确直接关系测绘结果是否精确,能否有效的应用于工程中,为高质量的建设工程是否可以提供有效条件。所以,利用GPS技术进行室外工程测绘中应当将选择点的确定是为重点。只有在选择点上下足功夫,把准备工作做到位,才能从最大程度上确保测绘结果准确无误。对于选择点的确定,首先是检查坐标架、坐标规格符合要求、完好无损。其次,根据工程实际情况及相关规范性文件要求,选取一个最合适的测量位置,并且固定好测量点。在测量点确定好后,利用GPS技术定位测量点,根据坐标系统的判断进行准确的测量,进而完成室外工程测量。

(二)GPS布网工作

GPS布网也是工程测绘中的一种,主要是对工程建设中比较弯曲的隧道、湿地工程或不佳复杂的盘山公路等所展开的测绘工作。在对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等此类复杂、繁琐工程进行测绘的过程中,因为测绘难度大、测绘准确性差等因素的存在使得工程测绘容易存在较大的误差。而GPS技术的应用可以有效解决此类工程测绘中存在的问题,不仅可以准确的测量,还能够提高测量的精确度。利用GPS对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等复杂工程测绘中,主要是运用边连式和点连式连成三角形,这其中利用了三角形具有稳定性的几何原理。将工程测绘布置成网状结构,对工程进行能远程测量,从而得到准确的工程测绘结果。其实,再利用GPS进行布网测绘中,通常采用边连式和网连式这两种最为常用和实用的测量方式,这可以增强几何效果,促使布网的网状面积大大提高,从而实现GPS准确定位,精确测量。

(三)实时动态测绘方法

利用GPS技术对工程进行实时动态测绘是其他传统测量技术所无法实现的。GPS技术的实时动态测量能够大大提高工程测绘准确性和有效性,为规范、合理的进行工程建设创造了条件。对于GPS的实时动态测绘的实现,关键是确保RTK工作的程序有序、有效的进行。那么,如何确保RTK工作的程序有序、有效的进行?

首先,为了可以有效的控制GPS,需要建立一个基准站。而基准站需设立在一个固定的点之上,再把GPS接收机安装在基准站之上,依据GPS观测在视线范围内的卫星,利用无线机械设备进行对信息的传输,结合二者最终使流动站接受到所有有效地数据和信息。

其次,通过次基准站对GPS进行控制,促使GPS进行准确的定位,并对测量对象进行准确的测量,利用卫星将测量数据传输到基准站中。因为GPS技术可以长时间的运用,这使得GPS技术可以对测量对象进行实时测绘。

三.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用前景

相对于传统的测绘技术来说,GPS测绘技术具有精确度高、测量效率高、功能多、易操作等优势,将其科学、合理的应用于工程测绘中,可以提高测绘准确率,促使工程测绘高质高效的完成。从当前GPS测绘技术在工程测绘中应用情况来看,因为科学技术的不断进步那么GPS技术将会不断创新和完善,这也就意味着GPS技术的智能性、全面性、功能性、自动性将会大大提高,将其应用于工程测绘中,其应当向智能化、全面化、自动化、数字化的方向发展。

结束语:

GPS测绘技术已经广泛应用于我国的工程测绘,促使外业测绘、复杂工程测绘、远程测绘得以高质高效的完成,相信随着GPS技术的不断创新和完善,其将在工程测绘中发挥更加重要的作用,大大提高工程测绘水平。

参考文献:

[1]孙玉松.论GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(27).

[2]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2014(09).

[3]张孝军,夏定华,封光寅,手持式GPS在工程测绘中的应用[A].测绘荆楚――湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C].2005.

gps技术论文篇(5)

张根涛 蒋桂娟

摘要:《GPS 测绘技术》是林业信息专业的基础专业课程之一,本文根据高职院校林业信息专业的特点,确定了GPS 课程在林业信息专业教学中的定位,并对课程的教学内容,教学方法和手段以及实践教学的设计进行了分析和探索。

关键词:高职教育;GPS 课程;林业信息专业;定位

当今,GPS 技术迅速发展,已经广泛应用于诸多领域,它也逐渐成为我国许多高校的一门技术基础课。由于GPS 课程是一门多学科相互渗透的应用型交叉学科。因此,如何结合高校自身的专业特色和实际情况开展相应的教学研究,不断提高该课程的教学质量,是值得认真思考的问题。

一、 《GPS 测绘技术》课程的发展趋势和教学现状

1.GPS 技术在林业中的应用

随着“3S”技术的发展和应用,林业行业发生了深刻的变革。全球卫星导航定位系统(global positioning system,GPS) 的迅速发展,使GPS 技术在森林调查设计以及林业发展中得到了广泛应用,如林权改革、二类调查、造林设计、伐区设计、征占用林地等方面。GPS 技术的应用不仅有效地保证了森林调查的工作效率以及调查精确度,而且在一定程度上推进了林业信息技术的快速发展。

2. 高职院校GPS 课程的教学现状

《GPS 测绘技术》课程是一门多学科相互渗透的应用型交叉学科,它也逐渐成为我国许多高校的一门技术基础课或专业课。随着GPS 测量定位技术在各行业的广泛应用,产生了相应的人才需求。各高校根据社会需求,结合自身的专业特色和实际情况开展相应的教学研究,如课程体系的建设、教材内容的取舍和更新、实践教学的改革等,以不断提高该课程的教学质量。

二、《GPS 测绘技术》课程定位

1.GPS 课程的定位

高职教育以培养应用型、技术型人才为主,其专业课程的定位也要始终贯彻这一培养目标。《GPS 测绘技术》是一门实践性较强的专业课程,我们认为,其课程理论的学习仅要求学生掌握“必需、够用”的基础知识即可,主要侧重应用型知识以及从业必备的操作技能。理论教学是为实践训练服务的,因此,将课程

定位在注重培养学生以运用有用知识,完成工作任务或技能训练,提高实际应用能力、综合职业能力和社会适应能力等综合性目标的教学活动。

2.GPS 课程在林业信息专业教学中的定位

根据GPS 技术在林业中的实际应用,《GPS 测绘技术》课程定位在以 GPS 测量的基本原理为基础,以 GPS 技术应用为导向,使学生在理解和掌握 GPS 定位的关键理论和重要知识基础上,能使用 GPS 定位技术从事森林调查设计以相关专业工作,如对需要进行勾绘作业的公路、林班、小班等地块进行实地绕测或定点定位,并通过相关软件实现GPS 数据到GIS 地理信息系统地图数据的转换,生成林业专题图。

三、对《GPS 测绘技术》课程的教学探索

1. 教学内容

根据上述教学定位,教师必须有针对性地选取对解决实际问题有用的知识,并通过实践训练掌握仪器使用和软件操作。在有限的学时内,结合林业专业的特点,重点安排以下知识点:GPS 系统的构成及其发展现状、GPS 静态定位、动态定位原理、GPS 定位系统的坐标系及坐标转换等。通过对这些知识的学习,可使学生对 GPS 卫星导航定位系统有一个比较完整的概念,并较好地理解和掌握 GPS 定位的关键理论和重要知识。GPS 技术应用的实践内容包括:GPS 野外数据采集、GPS 数据处理等,使学生熟悉GPS 定位测量中各个环节的操作方法。

2. 教学方法和手段

GPS 课程是一门理论性强的应用型专业课,要达到理想的教学效果,教师就要根据教学内容采用灵活多样的教学方法和手段。《GPS 测绘技术》课程涉及很多抽象概念、空间概念和动态过程。教师使用多媒体教学就可以将抽象的解释直观化。例如演示接收机在接收和产生测距码时的时间延迟、演示车载GPS 的动态定位过程等。想要学生扎实地掌握GPS 定位系统的坐标系及坐标转换这部分的内容,就要采用传统的板书教学,条理性好,速度慢,并结合理论联系实际的方法,用学生测定的点坐标进行演算和推导。

3. 实践教学

教学实践的主要目的是让学生对 GPS 测量方法有一个初步的认识,熟悉各种 GPS 接收机的基本操作和数据处理方法;通过实践,加强理论联系实际,及时巩固基础理论知识,锻炼学生的动手能力。通过“先讲后练”、“边讲边练”、“先练后讲”的教学过程达到实践教学设计的目的,先由教师演示操作过程,再由学生自已操作,教师指导,直到学生能够独立操作为止,并且要严格要求, 避免学生在实习操作与应用方面的一知半解。

四、结语

培养学生良好的职业素质是高职院校的重要任务,高职教育就不能仅仅是学历教育,而更侧重技术应用。高职专业课程的结构和定位关系着所培养的人才是否具备岗位和职业针对性, 是否适应经济社会需求。本文结合所在专业的特点,设计了《GPS 测绘技术》课程的教学内容和方法,在教学中利用校内外实训基地, 使学生通过这门专业课程的学习,掌握GPS 定位原理、GPS 数据的采集、处理方法。实践证明,该课程定位较为准确,符合人才需求,教学内容也能够调动起学生的学习兴趣,取得了明显的教学效果。

参考文献:

[1] 黄声享, 陈晶晶, 李夏至.GPS 测量实践教学的尝试[J]. 实验室研究与探索,2010,29(3):121-123

[2] 薛迎春. 对改进《GPS 测量原理及应用》课程教学的思考[J]. 教育理论与实践, 2010,29(7):59-60

[3] 陈慧. 高职GPS 测量定位技术课程教学体系的构建[J]. 黄河水利职业技术学院学报, 2007,19(2):59-60

[4] 肖永清. 高职教育工程测量教学改革的几点意见[J]. 考试周刊,2012,(16):14-15

[5] 陈志荣, 陈娜. GPS 技术及其在林业发展中的运用[J]. 现代农业科技, 2012,(23):176

gps技术论文篇(6)

张根涛 蒋桂娟

摘要:《GPS 测绘技术》是林业信息专业的基础专业课程之一,本文根据高职院校林业信息专业的特点,确定了GPS 课程在林业信息专业教学中的定位,并对课程的教学内容,教学方法和手段以及实践教学的设计进行了分析和探索。

关键词:高职教育;GPS 课程;林业信息专业;定位

当今,GPS 技术迅速发展,已经广泛应用于诸多领域,它也逐渐成为我国许多高校的一门技术基础课。由于GPS 课程是一门多学科相互渗透的应用型交叉学科。因此,如何结合高校自身的专业特色和实际情况开展相应的教学研究,不断提高该课程的教学质量,是值得认真思考的问题。

一、 《GPS 测绘技术》课程的发展趋势和教学现状

1.GPS 技术在林业中的应用

随着“3S”技术的发展和应用,林业行业发生了深刻的变革。全球卫星导航定位系统(global positioning system,GPS) 的迅速发展,使GPS 技术在森林调查设计以及林业发展中得到了广泛应用,如林权改革、二类调查、造林设计、伐区设计、征占用林地等方面。GPS 技术的应用不仅有效地保证了森林调查的工作效率以及调查精确度,而且在一定程度上推进了林业信息技术的快速发展。

2. 高职院校GPS 课程的教学现状

《GPS 测绘技术》课程是一门多学科相互渗透的应用型交叉学科,它也逐渐成为我国许多高校的一门技术基础课或专业课。随着GPS 测量定位技术在各行业的广泛应用,产生了相应的人才需求。各高校根据社会需求,结合自身的专业特色和实际情况开展相应的教学研究,如课程体系的建设、教材内容的取舍和更新、实践教学的改革等,以不断提高该课程的教学质量。

二、《GPS 测绘技术》课程定位

1.GPS 课程的定位

高职教育以培养应用型、技术型人才为主,其专业课程的定位也要始终贯彻这一培养目标。《GPS 测绘技术》是一门实践性较强的专业课程,我们认为,其课程理论的学习仅要求学生掌握“必需、够用”的基础知识即可,主要侧重应用型知识以及从业必备的操作技能。理论教学是为实践训练服务的,因此,将课程

定位在注重培养学生以运用有用知识,完成工作任务或技能训练,提高实际应用能力、综合职业能力和社会适应能力等综合性目标的教学活动。

2.GPS 课程在林业信息专业教学中的定位

根据GPS 技术在林业中的实际应用,《GPS 测绘技术》课程定位在以 GPS 测量的基本原理为基础,以 GPS 技术应用为导向,使学生在理解和掌握 GPS 定位的关键理论和重要知识基础上,能使用 GPS 定位技术从事森林调查设计以相关专业工作,如对需要进行勾绘作业的公路、林班、小班等地块进行实地绕测或定点定位,并通过相关软件实现GPS 数据到GIS 地理信息系统地图数据的转换,生成林业专题图。

三、对《GPS 测绘技术》课程的教学探索

1. 教学内容

根据上述教学定位,教师必须有针对性地选取对解决实际问题有用的知识,并通过实践训练掌握仪器使用和软件操作。在有限的学时内,结合林业专业的特点,重点安排以下知识点:GPS 系统的构成及其发展现状、GPS 静态定位、动态定位原理、GPS 定位系统的坐标系及坐标转换等。通过对这些知识的学习,可使学生对 GPS 卫星导航定位系统有一个比较完整的概念,并较好地理解和掌握 GPS 定位的关键理论和重要知识。GPS 技术应用的实践内容包括:GPS 野外数据采集、GPS 数据处理等,使学生熟悉GPS 定位测量中各个环节的操作方法。

2. 教学方法和手段

GPS 课程是一门理论性强的应用型专业课,要达到理想的教学效果,教师就要根据教学内容采用灵活多样的教学方法和手段。《GPS 测绘技术》课程涉及很多抽象概念、空间概念和动态过程。教师使用多媒体教学就可以将抽象的解释直观化。例如演示接收机在接收和产生测距码时的时间延迟、演示车载GPS 的动态定位过程等。想要学生扎实地掌握GPS 定位系统的坐标系及坐标转换这部分的内容,就要采用传统的板书教学,条理性好,速度慢,并结合理论联系实际的方法,用学生测定的点坐标进行演算和推导。

3. 实践教学

教学实践的主要目的是让学生对 GPS 测量方法有一个初步的认识,熟悉各种 GPS 接收机的基本操作和数据处理方法;通过实践,加强理论联系实际,及时巩固基础理论知识,锻炼学生的动手能力。通过“先讲后练”、“边讲边练”、“先练后讲”的教学过程达到实践教学设计的目的,先由教师演示操作过程,再由学生自已操作,教师指导,直到学生能够独立操作为止,并且要严格要求, 避免学生在实习操作与应用方面的一知半解。

四、结语

培养学生良好的职业素质是高职院校的重要任务,高职教育就不能仅仅是学历教育,而更侧重技术应用。高职专业课程的结构和定位关系着所培养的人才是否具备岗位和职业针对性, 是否适应经济社会需求。本文结合所在专业的特点,设计了《GPS 测绘技术》课程的教学内容和方法,在教学中利用校内外实训基地, 使学生通过这门专业课程的学习,掌握GPS 定位原理、GPS 数据的采集、处理方法。实践证明,该课程定位较为准确,符合人才需求,教学内容也能够调动起学生的学习兴趣,取得了明显的教学效果。

参考文献:

[1] 黄声享, 陈晶晶, 李夏至.GPS 测量实践教学的尝试[J]. 实验室研究与探索,2010,29(3):121-123

[2] 薛迎春. 对改进《GPS 测量原理及应用》课程教学的思考[J]. 教育理论与实践, 2010,29(7):59-60

[3] 陈慧. 高职GPS 测量定位技术课程教学体系的构建[J]. 黄河水利职业技术学院学报, 2007,19(2):59-60

[4] 肖永清. 高职教育工程测量教学改革的几点意见[J]. 考试周刊,2012,(16):14-15

[5] 陈志荣, 陈娜. GPS 技术及其在林业发展中的运用[J]. 现代农业科技, 2012,(23):176

gps技术论文篇(7)

中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)21-0099-01

目前,国内工程测绘中GPS测绘技术已经得到广泛应用,进一步提高了工程测绘工作效率以及测量的精准度。与传统测量技术相比,GPS测绘技术具有技术含量高、测量时间短、精确度高的特点,在实际应用中,充分将传统测量技术与现代电子技术结合在一起,对工程控制网的建立提供了技术前提,保障了测量结果的科学性和精确性,具有良好的发展前景。

1 GPS技术的工作原理和特点

1)GPS技术的工作原理。

GPS技术的工作原理是将GPS接收机设置在某一点上,GPS卫星不间断的发送定位信息,再利用计算机对接收到的信息进行数据处理,从而确定接收机所在的三维位置。利用GPS进行测绘,其坐标系统分为空间固定坐标系统和地固坐标系统两种,这两种坐标系统在运用过程中可以相互转换,并借此判断控制点的具置,从而使测量结果更为精确。按照定位的具体方式来划分,其定位方式为相对定位和绝对定位两种,前者主要基于空间几何理论,在已知测量点和三颗卫星距离的基础上,通过有关数学理论,计算出测量点的实际位置;后者则是在已知经纬度、海拔信息基础上,判定测量点的空间坐标[1]。

2)GPS技术的特点。

GPS技术的特点有很多,从定位精确度方面来看,GPS技术能够在300 m~1500 m之间进行工程导航,以高出1h的工程测量计算,其得到的数据与实际数据之间的差距也不到1 mm,定位精确度非常高。与传统测绘技术相比,GPS测绘技术还具有操作简单、观测速率高等特点。工程测绘中GPS测绘技术的应用可以与其他相关技术进行结合,使其应用范围得到拓展,而在自动化操作和集成化程度方面的提高,则大大简化了操作过程,操作人员通过软件就能够完成大部分控制,这在一定程度上也减少了人工测绘出现的误差,而且在与电子软件结合过程中,也大大提高了观测速率。这些改良后的优点确保了GPS测绘技术的领先地位[2]。

2 工程测绘中GPS测绘技术的应用

1)工程测绘中GPS测绘技术的应用优势。

从国土地形地貌测绘角度来看,运用GPS测绘技术可以对土地权属界点进行测定,节省了人力资源,大大提高了测量的工作效率;从工程变形监测的角度来看,运用GPS测绘技术可以对工程结构的基础设计、强度设计、观测时段设计和监测周期设计等方面进行监测;从大地控制网点测量角度来看,能够从根本上解决传统测量方法精确度把握不高的问题,进一步提高工程测绘的质量。与传统测绘技术相比,GPS测绘技术在应用过程中具有定位成本低、速度快、不用建标、不受天气影响等优势,现阶段,工程测绘中GPS测绘技术已经发展成为一个多用途、多模式、多领域的高新技术类型。在工程测绘中,借助GPS定位技术应用的原理,能够对测量物体进行多角度定位,而对于某些地质条件比较复杂的地区,则可以利用GPS虚拟现实技术对工程测绘环境进行模拟,通过三维图像来显示工程测绘的全部流程以及重点测量项目。目前,在国内的矿井工程测绘中,普遍应用GPS虚拟现实技术进行测量方案的演练,解决了很多实际问题。除此之外,工程测绘中GPS测绘技术的应用优势还体现在对施工临时水准点的侧量、大型公路项目的实地测量等诸多方面[3]。

2)工程测绘中GPS测绘技术的应用过程。

工程测绘中GPS测绘技术的应用,其具体实施过程是确保工程测绘工作能够顺利开展的前提,GPS测绘技术的应用过程主要分为选择测量点、建立测量标志、实施外业观测和处理数据结果四个环节。与常规测量点选择不同,GPS测绘技术在应用过程中,首先要保证相关设备安装的便捷性,视野也要开阔,选择的地位信号必须好,能够有效保证测绘技术不受电磁信号的干扰,然后还要完成相关的绘图工作;待测量点选定后,接下来的工作就是建立测量标志,以便为埋置标石等后续工作提供更为便捷的服务;GPS测绘技术应用的关键环节就是外业测绘,通过空间卫星导航系统,搜集测绘工作所需要的信号来观察测量工作,达到精准定位安装天线的目的,在观测过程中,GPS测绘技术主要是依靠开机观测和无线安置两种方式来完成作业,与传统测试最大的不同也主要体现在这里,外业观测必须要事先完成好相关的技术规范工作,按照具体步骤来实施工作流程,例如,在GPS安置的过程中,务必将GPS设备务必要安置在三脚架上,天线基座与标志上方的中心务必要对准,只有严格按照技术要求进行操作,才能提高观测的质量。处理数据结果是GPS测绘技术应用的最后一个环节,这项工作要通过计算机来完成,对观测结果还要进行检测,以确保测量的质量和精准度[4]。

3)工程测绘中GPS测绘技术的应用前景。

与传统测绘技术相比,GPS技术具有高效率、高精度、多功能、易于操作等优势,GPS测绘技术在工程测绘领域的应用相当于是一次技术革命,其在充分利用已有测量理论的同时,又能够突破传统测量方法的局限,从而在现代工程测绘工作中被广泛应用,从现阶段的应用情况来看,随着GPS技术的不断改进和进步,在今后的工程测绘中,该技术一定会朝智能化、全面化的方向发展,势必会有更强大的应用空间和良好的发展前景。

3 结论

综上所述,GPS测绘技术已经广泛应用于我国的工程测绘中,并且取得了一定的成效,工程测绘中GPS测绘技术的应用具有很多优势,适应了现代工程项目对于质量标准不断提升的现实需求,提高了工程测绘工作效率以及测量的精准度,具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]康宗道.工程测绘中GPS测绘技术的应用探析[J].河南科技,2014,13(5):52-53.

gps技术论文篇(8)

关键词:GPS;公路;测量;应用

Key words: GPS;highway;measurement;application

中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)18-0249-01

1GPS测量技术的概述

GPS卫星精密定位测量技术在我国公路测量中的应用起步较晚,其是利用GPS卫星定位系统以及数据处理软件等实现测量的技术,其主要由GPS型号接收系统、数据传输系统以及数据处理系统构成。其优点使得GPS测量技术在现代公路建设测量中得到了广泛的认可与引用。

2GPS技术在公路测量中的应用

2.1 GPS公路测量准备工作应用GPS进行公路测量,首先要在测量工作前做好基础的准备工作,收集公路工程有关资料,准备《公路勘测规范》(JTT061-99)、《公路桥位勘测规程》(JTT062-91)、《公路隧道勘测规程》(JTT063-85)、《公路路基施工技术规范》(JTT033-95)、《公路桥涵施工技术规范》(JTT041-2000)、工程《招标文件》、施工设计图纸及其测设成果等资料。并拟定测量作业计划,组织有关测量人员对工程设计方案等进行分析。最终选择适合公路工程特点的GPS测量技术进行公路工程的测量工作。目前公路工程测量中多采用常规静态GPS测量方式进行公路工程的测量。随着实时动态测量技术的发展,实时动态测量技术的应用也逐渐增多,并向着公路工程测量主流方向发展。以下就实时动态测量技术的实际操作等进行分析与论述。

2.2 实时动态测量技术在公路测量中的应用实时动态测量技术是在实施GPS实时动态测量技术获得要求点位精度后定制观测,通过点与点之间的通视快速进行测量,以此提高测量作业效率。首先由设计人员在大比例尺带状地形图上定线后,将公路在地面标定出来。然后由测量人员将中线柱点坐标输入GPS接收机,由系统定出放样点位。并通过每个点位独立的测量来杜绝传统测量工作中的积累误差,提高公路测量工作的放样精度。在公路中线确定后,及应开始着手进行纵横断面的测量。利用中线桩点坐标与绘图软件,得出路线纵断面与各桩点横断面。采用测绘地形图采集数据,减少了现场进行纵横断面测量的工作,童儿减少了外业作业工作,提高了测量工作效率。

通过上述论述可以看出,现代GPS实时测量技术在公路测量中的应用更多的是测量人员GPS设备与系统的操作,由测量系统软件经过测算得出结果,其减少了人工进行测量与计算造成的误差,提高了测量的精准度。

2.3 常规GPS测量技术在公路测量的应用由于工程测量技术条件的限制等原因,在许多工程中采用常规GPS测量的情况也较为常见。其测量工作的实施需要测量部门在进行观测前根据工程实际情况可学的制定观测计划,确定观测时段数、卫星高度截止角、几何精度因子等,以此为基础进行作业过程仪器的调度。在实际操作过程中,测量人员要首先检查仪器完好状态、保障仪器充足的电力供应,并复核采集器软件情况。同时由于实地操作中需要进行沟通等,还要注重通讯工具、交通工具的检验。做好基础准备工作后,即开始进行仪器的安装。首先进行测站仪器的安置,并将接收机、电源、采集器等按照正确的方式进行连接,并计算出天线高。然后按照采集器说明书要求操作步骤进行采集器的操作。数据采集完成,检查生成的观测文件毛病进行妥善保存后,进行测量记录等有关记录的填写,为后期的测算工作奠定基础。

2.4 以数据流的统一管理促进GPS测量技术的应用公路工程测量工作数据流对保障工程测量精准度有着重要的影响。实施GPS测量技术过程中,测量企业或部门要认识到统一数据流格式、统一管理、实现数据流电子化与数据流安全管理对GPS测量技术应用的重要影响。加强现场数据统一管理、加强数据备份、查询、调用等数据库的管理功能完善,为有效提高测量质量奠定基础,促进公路工程建设施工质量的提高。

3加强测量技术人员培养,提高GPS技术在公路测量的应用

通过上述论述可以看出,虽然GPS技术对于测量技术人员的操作等要求较为简单,但是其也需要科学的测量规划作为基础,以测量过程中的严格操作完成测量工作。这就需要测量企业或部门认识到测量技术人员对测量质量的重要性,加强测量技术人员培养与培训工作,使其能够熟练掌握GPS技术操作要求与要点,掌握GPS测量仪器的使用方式,简要由于操作问题造成的误差,提高测量精准度,为公路工程的施工奠定基础。同时还要认识到GPS测量技术在公路测量工作中应用的重要性,积极采用现代测量技术提高公路工程测量质量,为公路施工指明方向,促进我国公路建设的发展。

结论:综上所述,现代GPS测量技术在公路测量的应用极大的提高了公路工程测量工作的效率、提高了公路工程测量质量。GPS测量技术优势与较低的测量通视要求,使得其在现代公路测量中的应用越来越多,这也对公路测量技术人员提出了更高的要求。要求现代公路测量人员必须认识到自身知识结构更新的重要性,注重企业为自身提供的培训机会,积极努力的提高自身专业技术与测量新技术的掌握,为现代测量技术应用奠定基础,为测量新技术应用奠定基础,同时也为自身能够紧跟时展要求,适应现代测量工作奠定基础。以测量人员技术跟新为基础,促进GPS测量技术在现代公路工程测量中的应用,促进我国公路建设施工质量的提高。

参考文献:

[1]杨爱佳.关于GPS测量技术实施过程中若干问题的探讨[J].浙江测绘,2009,11.

[2]吴杰.GPS实时测量技术概述[J].测绘时代,2009,4.

[3]赵宏伟.公路测量工作中GPS技术的应用分析[J].路桥资讯,2009,8.

gps技术论文篇(9)

中图分类号:P2文献标识码: A

21世纪的今天,“3S”作为数字测量技术得到迅猛发展,这既取决于国家以及社会经济建设发展的需要,也取决于地理空间数据采集的需要,它主要包括“GPS”、“RS”、以及“GIS”三种技术,当中的“GPS”技术更是被广泛应用。当下,新兴技术GPS-RTK被广泛应用于社会的各个领域,其中最重要的一点就是采集野外数据,具体可参考GPS-RTK技术在土地整理项目测绘中的应用,因为它既能满足土地整理测绘的高精度要求,还能促进土地整理工作的顺利进行,得到人们的普遍认可。

一、GPS技术与GPS-RTK技术

1.1对GPS技术的理解

GPS又称全球定位系统,是美国从20世纪70年代开始研制的,于1994年全面建成的具有对海、陆、空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。这种系统能够为全球提供精准、可靠的信息,主要应用于军事、民用交通、大地测量、摄影测量、土地利用调查以及野外考察探险等,随着GPS与现代通信技术的有效结合,测定地球表面三维坐标的方法不断由静态变为动态,这在很大程度上拓展了GPS技术应用的深度及广度。

1.2 对GPS-RTK技术的理解

改革开放以来,我国卫星定位技术得到飞速发展,随之而来的,人们将视线转移到快速高精度位置信息的获取上来,而目前使用得最广泛的高精度定位技术就是RTK。RTK也叫实时动态分析法,它是一种新型的、普遍使用的GPS测量方法,通过使用GPS的载波相位观测量并对参考站以及移动站之间观测误差的相关性进行分析,以做到高精度的定位。随着时代的进步,GPS-RTK技术不断优化、不断完善,但相关单位或者部门也要认识到其存在的缺陷,坚持从客观、实际的角度出发,促进GPS-RTK技术的进一步应用。

二、GPS-RTK技术存在的优点

2.1避免测绘工作中通视条件的限制

土地测绘工作是一项复杂的工程,其工作的展开受到各种各样因素的限制,其中最重要的限制条件就是通视。在实际土地测绘工作中,要求每个观察站、考察站之间都必须要通视,只有这样,才能达到预期的测量效果。而GPS-RTK技术就免去了这个条件的限制,它可以通过卫星定位系统确定每个测绘站之间的精准位置,并对其进行有效测绘,这在很大程度上降低了实际测绘工作中花费的时间以及成本。

2.2高精度、耗时短且操作简单

本文所说的高精度是较传统的土地测绘技术而言,这种精度能够达到厘米级。此外,流动站经数据链接收来自基准站的数据,然后采集相关的GPS观测数据,在对系统内组成差分观测值进行处理的同时给出厘米级的定位结果,整个过程历时不过一秒,可见其用时之短。GPS-RTK技术是新时期被人们广泛接受的新型测量技术,其自动化程度很高,相关工作人员只用负责按照指示开关按钮、量取仪器的高度等,很多测绘工作比如卫星的定位、观测的跟踪等都能实现仪器的自动化。

三、GPS-RTK技术在土地整理测绘工作中的应用

GPS-RTK作为一种测量技术,其基本工作是在基准站上安置一台GPS接收机,通过接收机对所有可见的GPS卫星进行观测,观测所得的数据,要及时通过无线电传输设备发送给所用地的观测站。当然,实际操作中会出现很多问题,相关工作人员应注意一下几点。

3.1做好前期准备工作

在GPS-RTK技术应用的前期,相关工作人员必须做好相应的准备。首先,要收集特定区域的基本信息,比如行政界线的划分、基本农田的耕种情况及其他相关资料等等;其次,针对GPS-RTK技术展开定期的理论学习,在土地整理测绘作业中要及时、科学的编写或制定指导书,要加大对非专业人士的培训;最后,要求工作人员要不断提高自身的工作技能,对于相关仪器、设备的工作原理及操作技巧,要有一定了解。总之,只有做好前期的准备工作,才能确保GPS-RTK技术得以正常实施。

3.2数据的采集以及传输处理

GPS-RTK技术中的数据采集是指采集那些外界的数据,这种工作并不是很复杂,一般情况下采用连续测量法以及非连续测量法,主要测量的是土地的特征点、点状地物以及地类边界。在数据处理传输阶段,我们会接触到一种仪器叫做测量控制器,在实际操作中,要将测量控制器与计算机连接在一起,此时GPS-RTK技术的功能或者作用就是将每天采集的数据传输到计算机里面去,这种导入不是杂乱无章的,它的存储需要一定的格式,按照以日期+组名为文件名进行处理。

在图形编辑阶段,我们会接触到南方CASS数字化地形地籍成图软件,这种软件能够接受TGO导出的与其格式相融合的数据文件,具体表现在计算机上,就是一系列的数据点,再根据外业草图就可以编辑图片。在南方CASS数字化地形地籍成图软件下,依据最终的数据文件以及草图内容,就可以绘制出成果图,当然,在绘制土地整理现状图的过程中还要注意成图比例尺、制图单位、图廓线、图号以及图名等,只有这样,才能确保最终成果图满足土地整体设计的要求,同时满足施工的要求。

结语

近年来,我国土地整理事业不断发展,但是,在可持续发展观念深入人心的今天,作为资源之首的土地资源仍旧问题重重,这些问题与土地测绘工作密切相关,因此,必须加大土地测绘工作中新技术的应用。本文在分析GPS技术与GPS-RTK技术的基础上,提出GPS-RTK技术存在的优点,还对GPS-RTK技术在土地整理测绘工作中的具体应用展开论述,旨在为土地资源的持续健康发展提供技术手段,同时也为GPS-RTK技术在其他领域的运用打下坚实的基础。

参考文献

[1]丁彦军. 试论GPS-RTK技术在土地整理测绘中的应用[J]. 科技致富向导,2011,08:182.

gps技术论文篇(10)

 

关键词:gps共视;时间频率传递;误差源;应用

中图分类号:tm935.11 文献标识码:a

随着科学技术的发展,高精度的时间和频率传递在国民经济建设以及很多的高新企业中都发挥着重要的作用,目前在我国,通信、电力以及交通等行业都广泛应用高精度的时间和频率传递技术。尤其是近些年国防科技以及空间技术快速发展,其对高精度的时间和频率传递提出了更加严格的要求。虽然,在九十年代时我国就已经建立了独立的长波授时体系,但是其时间传递的精度仍然不能满足科技发展的需要,而且每天覆盖的时间也只有八个小时。伴随着我国航天技术的发展,对时间和频率传递的精度要求能够达到亚微秒量级。而在更高技术例如空中拦截中,时间和频率的传递精度则要达到纳秒量级。但是,目前能够达到这一要求的设备还是需要完全依靠从国外进口。因此,大力研发高精度时间传递对于促进我国通信事业以及国防事业的快速发展有着极其重要的作用。笔者从以下几个方面介绍了我国的gps共视技术的发展应用以及存在的问题。

 

1 gps共视技术应用的发展现状

在我国的各定时实验室之间,在很多年前就已经开始使用gps共视技术来达到和完成高精度的时间和频率的传递。由于这种方法比较适用于进行原子钟比对,从而可以将世界各定时实验室的原子钟联系在一起来共同参与tai计算。而且随着社会科技的不断进步和其他行业的需要,越来越多的行业都开始使用高精度的时间和频率同步这一技术,并也开始使用gps共视技术。但是由于gps共视接收机相对昂贵,限制了gps共视技术在各个领域的应用。这样就需要有高科技企业来研制相对廉价的pgs接收机来满足不同企业对于该项技术使用的需求。廉价的gps接收机出现于九十年代中期。但是,无论用户的原子钟有多么准确,都会存在着老化的现象。这就需要定期对需要高精度时间频率同步的用户的接收机进行校正。但这很难让远距离的原子钟实现同步,而gps共视技术则可以解决这一问题,除此之外,gps共视技术可以作为一种媒介,让用户与部级守时实验室的原子钟实现同步。随着科技的不断进步,gps共视技术由于其价格适中,精准度高,使用方便等特点,已经开始广泛应用于各个领域。

 

2 gps共视时间传递原理以及在实际中的应用

gps是global positioning system的缩写, gps是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统。其特点是可以同时精确的、快速的为无限多用户提供定位需要。gps主要是由空间部分(gps卫星)、地面控制部分和用户设备部分组成。gps卫星是由距离地面20200km的24颗卫星组成的,这24个卫星平均分布在6个轨道平面内。gps系统时间利用utc作为参照。gps共视是指在两个观测站中同时对相同的卫星进行观测记录,以实现两个站之间时间的同步。

 

我们假设:两个定时接收机已经分别位于位置a和b(这两个位置是已知的),如果在相同的时间观测同样一颗卫星o则会得到下面的公式:

toa=(to-ta)=钟a和卫星o的钟差

tob =(to-tb)=钟b和卫星o的钟差

两式作差可得:

toa-tob=(to-ta)-(to-tb)=tb-ta=tba;即a、b两站的钟差。而在实际的运算过程中,gps共视对比中,对于参与计算的数据应该用相同的方法处理。

 

gps共视技术在实际中的应用可以概括为以下三个主要的方面:可以应用于国内同步网及其业务网的时间频率溯源问题分析;对于同步性的可靠性进行分析;对数字网以及业务网的时间同步频率进行分析。

 

3 gps共视的优点以及提高共视精度方法

根据在实际的应用以及通过对gps共视原理的分析,gps共视存在着以下优点:首先,由于卫星到达两站的路径不同,以及在不同的方位上,卫星存在着不同的误差,而gps共视可以消除这些误差;其次,如果能够保证gps的严格共视,可以完全消除存在的星钟误差的影响;再次,使用gps共视可以消除对流层和电离层产生的误差;第四,gps可以有效的避免sa效应的影响。为了进一步提高gps共视技术的精度,我们可以采取以下三点措施:第一,在条件允许的条件下尽可能使用性能稳定、质量好的gps信号接收机;第二,使用精密星历改正;第三,使用双频测量的电离层附加时延。除此之外,还要额外考虑其他因素的影响,例如温度和湿度等。

 

4 gps主要的误差源分析

影响gps共视法精度的主要因素包括:电离层以及对流层产生的延迟具有不确定性,gps信号接收机存在的延迟不稳定性以及轨道参数的不准确性。

4.1 电离层附加时延

如果使用双频接收机,则可通过使用双频测量电离层附加时延来提高其精准度。而对于民用的单频接收机,我们可以采取以下两个模型来对误差进行修正:一是通过导航电文所提供的群时延tgd,来修正电离层的延迟;二是使用导航电文提供的电离层模型参数。与此同时,由于电离层具有特定的相关性,可以使用共视做差来消除这些误差。

 

4.2 对流层附加时延

在40km以下的大气层称之为对流层,由于对流层距离地面较近,而导致其大气的密度很大,而且很容易受到地面气候变化的影响。所以,当电波通过对流层时,其传播速度会发生一定的改变,而引起延迟。而且由于对流层时延与频率无关,只能采用模型法进行修正。 目前,较为常用的模型有“hopfield”模型,利用这种模型可以将对流层延迟的误差降低到最小。

 

4.3 周期性相对论改正

无论在何时,只要当信号源和接收机相对于各向同性光速坐标系发生移动时,则需要对其进行适当的狭义修正;但是当信号源和接收机处于不同的重力势时,则需要广义相对论修正。因此,gps卫星在发射前,需要将卫星的时钟调至到适合的频率。当卫星时钟运行变慢(近地点,卫星速度快,重力势低)和卫星时钟运行变快(远地点,速度慢,重力势大)的情况下需要下面的公式对其进行修正:

 

tr=fe(a)1/2sinek;其中e(偏心率),a(长半轴的平方根),ek(偏近点角)是轨道参数。

参考文献

[1]王正明.关于gps测时精度与共视问题[j].陕西天文台台刊,1998(21):17-19.

gps技术论文篇(11)

关键词:GPS技术 大型桥梁 控制网 测量技术

GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。

GPS桥梁控制网布设原则根据控制网的实际与桥位区的地形条件以及桥梁本身的特点,进行图上初步设计,然后到实地踏勘选点。对于GPS控制点选点时需注意以下几个方面:

1、根据GPS观测要求,要减弱干扰,保证卫星信号的正常接收,确保观测质量,控制点要布设在四周开阔:控制点应便于发展、为了提高网点的精度与可靠度、不允许出现支点、点位需布设在稳固且宜长期保存处。

2、GPS控制网的施测方法研究

(1)GPS仪器的选择与检验GPS仪器的型号多样,精度、性能各不相同。选择什么样的接收机作业应按网的精度要求来定,对于选定的接收机在参加作业之前,首先应对其性能与可靠性进行检验,合格后才可使用。

(2)GPS控制网的外业实施方法GPS控制网测量的外业实施主要包括控制点的选点埋石、外业观测、观测成果的外业检核等工作。?选点埋石根据前述的选点原则与设计的网形进行选点。为了保持点位,便以长期利用GPS点的结果,GPS点应设置具有中心标志的标石,以精确标定点位。点的标志与标石必须稳定、坚固,以利于长久保存与利用。对于大型桥梁,建设周期长,使用频繁,为了提高GPS测量的精度,减少对中误差,方便使用,一般建造强制对中观测墩。?GPS测量的作业模式选取随着GPS技术的快速发展,出现了多种确定两点间的相对位置的作业方法,也称作业模式。不同的作业模式因作业方法和观测时间不同,具有不同的应用范围。

GPS技术在大型桥梁测量中的应用:

控制测量:桥梁测量控制网具有控制范围小,控制内容多、障碍物多、点位精度要求高、使用频繁等特点。勘测设计单位提供的控制点往往远离桥区,以往多采用全站仪等仪器进行附合、闭合导线、支导线的布设,不仅外业内容多,内业同样繁索,影响了工作效率,而且全站仪布设的点位必须要求通视,点位距离不能太远,随着工程的施工、房屋拆迁等,这项些点很容易被破坏,就需要进行控制点的恢复、计算,给测量工作带来了较大的工作量,降低了工作效率。采用GPS-RTK技术进行桥区控制网的布设,外业工作量大量减少,内业资料也很少,各控制点的坐标通过GPS测量可以实时给出。只需在桥梁测区附近固定位置架设基准站,移动站对已布设的控制点逐个进行测量,直接记录点位坐标,完成控制点的布设。测站间不需通视,只要就近布置即可。

桥梁结构坐标放样:桥梁施工过程中需要对桩基、墩柱、承台、盖梁、支座等多部位进行坐标、高程的放样,往往同一个点需要进行十多次放样。以往采用全站仪等仪器进行放样时,有时因已完结构物或深基坑的影响需要设多个支导线、临时控制点,降低了测量精度和工效。利用GPS技术进行桥梁结构坐标放样前先在室内通过电脑或手工将所需放样的点名、纵横坐标输入测量手簿中的放样记录点库中,并设点库文件名保存。施工放样时,先设置好基准站,将测量手簿与移动站连接,选择点放样工作模式,从放样点库文件夹中找到需放样的点名,选中放样点,这时测量手簿上会根据移动站目前位置及放样点位坐标实时给出需要移动方向及距离,并在导航视图上显示,移动移动站,直至手簿显示的偏移量在允许范围内,定点。在离放样点小于5cm时,需要多移动测站几次,观测时间稍长一点,等手簿显示稳定后再定点。

桥区勘测测量:地形勘测测量是测量工作的重要内容,也是工程测量中内容最多、测点最多、工作量最大的工作。以前进行桥位地形勘测时,总是先布设控制导线点,再用全站仪或经纬仪进行地物、地貌的测量、量距,再在室内进行大量的计算、绘图。采用GPS进行地基形勘测测量后,加快了勘测进度,在平坦开阔地带,一个测点采样仅需几秒钟就可完成,大大提高了工作效率。桥区地形勘测时,同样在固定的基准点设置好基准站,通过移动站对各个测点进行取点采样,测量手簿会自动将采样点坐标记录到点库文件中的记录点库中,设立点库文件名保存。采集完所有数据后,在测量手簿上进行测量成果导出。将手簿与电脑连接,复制导出文件到电脑中,使用相应的电子成图软件打开导出文件,并进行相应点间连线,地物、文字标注。

GPS高程控制测量:GPS定位技术可以使用高精度来最终获取点与点之间的大地高度之差。再一次将它们转化成为适合于当前施工测量作业的正高度差过程中,这类转换由于其重力测量信息等方面因素的影响,一般都采取了GPS水准法,运用同名点中的相应正高以及GPS大地高,通过一系列数学计算模型取得其相互之间的高度差转换关系。在桥梁工程测量方面,如何提高GPS高程测理精度并应用于桥梁结构测量中,是桥梁工程测绘界面临的一个具有重要意义和广阔应用前景的重要课题。

结束语:现如今公路桥梁建设施工技术及其施工测量工艺已经越来越先进,它可以涵盖公路桥梁测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测量,养护测量,GIS前端数据采集诸多方面。它将成为未来桥梁工程测量发展的主流方向。伴随当前GPS定位技术的迅猛发展,为公路和桥梁控制测量作业也提供 了更加先进而高效的测量手段。目前将GPS相对定位测量技术应用在桥梁的高度控制测量作业中,不仅能够极大的促进了GPS技术自身的发展进程,同时对于公路桥梁的施工作业和控制测量发展也具有很大的意义。

参考文献:

[1]唐为华,马卫明《GPS技术在桥梁工程施工、检测中的应用》;

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