【提高平面控制測(cè)量技術(shù)的工程運(yùn)用探析3500字（論文）】

提高平面控制測(cè)量技術(shù)的工程運(yùn)用分析目錄TOC\o"1-2"\h\u21615提高平面控制測(cè)量技術(shù)的工程運(yùn)用分析 127735摘要 119490關(guān)鍵詞：GPS；平面控制測(cè)量；地籍測(cè)量 192591平面控制測(cè)量技術(shù) 2112721.1平面控制測(cè)量組成 2168861.空間衛(wèi)星部分 280101.2定位測(cè)量原理 3294131.單點(diǎn)定位和相對(duì)定位 46780(1)單點(diǎn)定位原理 419691(2)相對(duì)定位原理 4186112平面控制測(cè)量施測(cè) 4123032.1技術(shù)控制網(wǎng) 4281762.2測(cè)量實(shí)施 52876總結(jié) 621472參考文獻(xiàn) 7摘要本文主要闡述了GPS定位技術(shù)的系統(tǒng)組成、原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并對(duì)平面控制技術(shù)在界址測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并對(duì)平面控制技術(shù)在界址上的應(yīng)用進(jìn)行了探討，為今后開展更多的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：GPS；平面控制測(cè)量；地籍測(cè)量GPS（GlobalPositioningSystem）是美國(guó)國(guó)防部開發(fā)的一種衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS自1973年開始開發(fā)，1994年開始全面投入使用。通過(guò)本系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維立體導(dǎo)航及速度測(cè)量。GPS的建成，為我國(guó)的測(cè)繪工作開辟了一條全新的定位與測(cè)量方法。GPS具有精度高、速度快、成本低、受限制少的特點(diǎn)，以及隨著硬件設(shè)備的不斷更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷改進(jìn)，它將成為一種新型的高精度控制測(cè)量方法，取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。GPS定位技術(shù)在各類工程項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，極大地降低了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作效率。1平面控制測(cè)量技術(shù)1.1平面控制測(cè)量組成GPS平面控制技術(shù)是近年來(lái)興起的一種快速發(fā)展的衛(wèi)星定位技術(shù)。GPS的發(fā)展和軟件的不斷改進(jìn)，使GPS的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。GPS定位系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成：衛(wèi)星導(dǎo)航、地面監(jiān)測(cè)、用戶接收。下面將分別描述它們的組成、功能和工作條件，見圖1.1。圖1.1GPS平面控制定位系統(tǒng)的組成1.空間衛(wèi)星部分GPS的太空部分包括24個(gè)全球定位系統(tǒng)的工作衛(wèi)星，它們構(gòu)成全球定位系統(tǒng)的衛(wèi)星群，21個(gè)運(yùn)行，3個(gè)待命。這24個(gè)人造衛(wèi)星在6個(gè)傾斜度55度的軌道上均勻地圍繞著地球旋轉(zhuǎn)，每個(gè)軌道面的角度為60度，并給出了GPS衛(wèi)星星座的分布情況。GPS工作衛(wèi)星在大約12個(gè)星系的軌道上運(yùn)行，其軌道接近于球面，在2000千米的高空。每個(gè)全球定位系統(tǒng)的工作衛(wèi)星都會(huì)持續(xù)地發(fā)送衛(wèi)星信號(hào)給使用者進(jìn)行定位和導(dǎo)航。GPS用戶部正是利用專用設(shè)備來(lái)接收和處理這些信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS進(jìn)行導(dǎo)航和定位。圖1.2GPS衛(wèi)星星座1.2定位測(cè)量原理GPS平面控制技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，在大地、工程等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。GPS定位是指對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，獲取一定數(shù)量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到GPS定位的目的。使用GPS進(jìn)行定位，即將衛(wèi)星作為一個(gè)“動(dòng)態(tài)”的控制點(diǎn)，在知道了它的瞬時(shí)坐標(biāo)（可以由衛(wèi)星的軌道參數(shù)來(lái)計(jì)算）的情況下，將GPS衛(wèi)星與用戶接收器天線的距離（或距離差異）作為觀察測(cè)量，進(jìn)行空間距離后的相交，由此確定用戶接收天線的位置。GPS的定位方法有很多，根據(jù)參考點(diǎn)的位置，可以將其劃分為單一的定位和相對(duì)的定位；根據(jù)用戶接收天線的位置，可以將其分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。以下將分別闡述它們的定位原理。1.單點(diǎn)定位和相對(duì)定位(1)單點(diǎn)定位原理單點(diǎn)定位也稱為絕對(duì)定位，即在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，利用一臺(tái)接收機(jī)來(lái)測(cè)定接收機(jī)天線相位中心在該坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置。GPS定位所采用的協(xié)議地球坐標(biāo)系為WGS-84坐標(biāo)系。因此單點(diǎn)定位的最初坐標(biāo)成果為WGS-84坐標(biāo)。(2)相對(duì)定位原理相對(duì)定位法是利用GPS接收器，在基線兩端安裝P1，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一顆衛(wèi)星的同步觀測(cè)，由兩個(gè)GPS基站同時(shí)進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的采集，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以求出基線兩端的基線矢量。該方法可擴(kuò)展至多個(gè)GPS接收器，在同一GPS衛(wèi)星上同時(shí)對(duì)同一GPS衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)，從而獲得多個(gè)基線矢量。在相對(duì)定位時(shí)，必須知道多個(gè)站點(diǎn)中的一個(gè)站點(diǎn)的座標(biāo)值。以此站為基礎(chǔ)，通過(guò)解算得到的基線矢量，來(lái)求取其它站點(diǎn)的坐標(biāo)。2平面控制測(cè)量施測(cè)2.1技術(shù)控制網(wǎng)隨著空間技術(shù)的發(fā)展，以經(jīng)典測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)建立的以上兩種參心大地坐標(biāo)系，已不適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的需要。以空間技術(shù)為基礎(chǔ)的地心大地坐標(biāo)系，是我國(guó)新一代大地坐標(biāo)系的適宜選擇。近年來(lái)，國(guó)家測(cè)繪部門、軍隊(duì)測(cè)繪部門先后建成全國(guó)GPS一、二級(jí)網(wǎng)，國(guó)家GPSA、B級(jí)網(wǎng)，中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)和許多地殼形變網(wǎng)，為地心大地坐標(biāo)系的實(shí)現(xiàn)奠定了較好的基礎(chǔ)。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，我國(guó)自2008年7月1日起啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，即CGCS2000坐標(biāo)系。目前，在某些大城市，城市控制網(wǎng)建設(shè)已基本完成，而且已進(jìn)行了相當(dāng)多的測(cè)繪工作。然而，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的控制網(wǎng)在控制范圍和精度上已經(jīng)無(wú)法滿足要求，因此，必須對(duì)現(xiàn)有的控制網(wǎng)進(jìn)行加固和改造。GPS測(cè)量的特征如下：(1)由于GPS定位技術(shù)其測(cè)繪精度、測(cè)繪速度和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，都大大地優(yōu)于目前的常規(guī)控制測(cè)量技術(shù)，因此GPS定位技術(shù)可作為地籍控制測(cè)量的主要手段。(2)對(duì)于邊長(zhǎng)小于8～10km的二、三、四等基本控制網(wǎng)和一、二級(jí)地籍控制網(wǎng)的GPS基線向量，都可采用GPS快速靜態(tài)定位的方法。由實(shí)驗(yàn)分析與檢測(cè)證明，應(yīng)用GPS快速靜態(tài)定位方法，施測(cè)一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間，從幾十秒到幾分鐘，最多十幾分鐘，精度可達(dá)到1～2cm左右，完全可以滿足地籍控制測(cè)量的需求，并可成倍地提高觀測(cè)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益。(3)建立GPS定位技術(shù)布測(cè)城鎮(zhèn)地籍控制網(wǎng)時(shí)，應(yīng)與已有的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)最少不能少于2個(gè)。2.2測(cè)量實(shí)施(1)GPS測(cè)量準(zhǔn)備GPS測(cè)量?jī)x前期的工作主要是進(jìn)行技術(shù)方案的確定和埋藏。技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)按有關(guān)規(guī)程說(shuō)明、測(cè)區(qū)范圍、測(cè)控任務(wù)的目標(biāo)與精度要求、測(cè)區(qū)現(xiàn)有測(cè)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀、測(cè)區(qū)所使用的基準(zhǔn)座標(biāo)體系，并結(jié)合GPS技術(shù)的特點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，對(duì)GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，提出了基于衛(wèi)星運(yùn)行日的衛(wèi)星狀態(tài)圖，編制了運(yùn)行調(diào)度方案。GPS網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)點(diǎn)通常不需要有通視性，但在一定程度上要考慮到下一步的通視需求。GPS定位點(diǎn)應(yīng)選擇在視線較好的位置，避開高壓電線、變電站、電視臺(tái)等；同時(shí)，要選擇交通便利的地點(diǎn)。在選定的地點(diǎn)進(jìn)行水平聯(lián)測(cè)時(shí)，選擇人員要對(duì)水平線路進(jìn)行實(shí)地考察，并給出相應(yīng)的意見。(2)數(shù)據(jù)觀測(cè)GPS外業(yè)應(yīng)用是利用GPS接收機(jī)對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行采集，包括天線設(shè)置、接收機(jī)操作、測(cè)站記錄本等。天線應(yīng)該與周邊的目標(biāo)保持適當(dāng)?shù)拈g距。對(duì)中、整平和方向的天線必須滿足測(cè)量精度的要求，并且天線高度要準(zhǔn)確。偏心率的測(cè)量要準(zhǔn)確地測(cè)量。接收端的工作自動(dòng)化程度較高，通常僅需按鍵即可完成。在記錄冊(cè)上應(yīng)正確地記錄天線高度偏心要素和各種觀察問(wèn)題。為確保GPS的觀測(cè)質(zhì)量，在進(jìn)行GPS測(cè)量之前，應(yīng)該在GPS網(wǎng)絡(luò)中增加一定的電磁測(cè)距。(3)數(shù)據(jù)預(yù)處理資料預(yù)處理包含GPS基準(zhǔn)矢量（通常由廠商提供的商業(yè)軟件），并能及時(shí)地計(jì)算出同步觀察環(huán)的關(guān)閉差值、不同步的閉合差和重復(fù)邊的誤差，并檢驗(yàn)其是否超出了指定的極限。若超過(guò)極限，則要對(duì)其原因進(jìn)行重新測(cè)量或重新測(cè)量。完成野外觀測(cè)工作后，編制技術(shù)小結(jié)，并將各類技術(shù)文件、觀測(cè)記錄、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯總。(4)GPS控制網(wǎng)平差GPS外業(yè)計(jì)算得到了構(gòu)成基線向量的三維坐標(biāo)差△Xij、△Yij、和△Yij，以及它們的協(xié)方差矩陣，它們也是GPS網(wǎng)平差計(jì)算的觀測(cè)值。GPS基線向量觀測(cè)值△Xij、△Yij、和△Yij可以稱為WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的三維坐標(biāo)差。在建立GPS控制網(wǎng)時(shí)，根據(jù)地區(qū)的特點(diǎn)和需要，建立該地區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)，或采用該地區(qū)原有的坐標(biāo)系統(tǒng)。為此，常常以已有的地面已知點(diǎn)作為起算點(diǎn)。同時(shí)，為了檢驗(yàn)和提高GPS控制網(wǎng)的精度，還在網(wǎng)中加測(cè)了部分高精度電磁波測(cè)距邊，有時(shí)還可能加測(cè)其他地面觀測(cè)數(shù)據(jù)(如方位角、方向值)。所以一般來(lái)說(shuō)，GPS網(wǎng)的平差計(jì)算是GPS與地面數(shù)據(jù)的聯(lián)合平差。因此，在GPS網(wǎng)平差時(shí)，應(yīng)考慮GPS坐標(biāo)系統(tǒng)與地面參考坐標(biāo)系統(tǒng)的尺度和方位的轉(zhuǎn)換關(guān)系。GPS網(wǎng)平差中，通常以待定點(diǎn)在地面參考坐標(biāo)系統(tǒng)的大地坐標(biāo)及尺度和方位轉(zhuǎn)換參數(shù)(Ex、Ey、Ez)等作為未知參數(shù)。由GPS網(wǎng)平差可求得地面參考坐標(biāo)系中各點(diǎn)的大地坐標(biāo)，將它們變換為相應(yīng)的高斯平面坐標(biāo)后，可求得相應(yīng)的精度?？偨Y(jié)加強(qiáng)和提高平面控制測(cè)量技術(shù)，是提高建筑工程質(zhì)量、提高建筑外觀質(zhì)量的關(guān)鍵。在具體的工程建設(shè)中，要確保對(duì)工程的質(zhì)量有很高的認(rèn)識(shí)，要對(duì)平面控制的基本技術(shù)要求有一定的了解，同時(shí)要根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)加強(qiáng)施工工藝。必須從平面控制測(cè)量技術(shù)、控制測(cè)量質(zhì)量控制等方面，全面提升工程技術(shù)水平，從平面控制測(cè)量技術(shù)到對(duì)工程施工全過(guò)程的控制，以保證工程測(cè)量技術(shù)的不斷進(jìn)步。加強(qiáng)土建工程技術(shù)，確保工程質(zhì)量，是提高工程技術(shù)水平和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

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