gps技術論文范文
時間：2023-03-30 08:30:42
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篇1
隨著當代科學技術的革新，gps測量技術也逐漸得到了完善，具有高精度等特點，有效的推進測繪行業的發展。與普通的測量技術不同，GPS測量技術能夠全天作業，在進行數據監測的過程中，運用GPS不僅能夠有效的實現同一位置的連續觀測以及不同位置的同步觀測，還能夠進行全天候監測。在監測的過程中，通過系統的三維定位，就能夠實現任意地點以及任意時間的監測，無論是從技術操作方面看還是從時間監測方面看，都具有不可比擬的優勢。
2GPS定位測量技術的優勢
GPS定位技術起源于美國，從研發到投入使用，經歷了20年的改進，最終成功的為世界的發展做出了貢獻。GPS定位技術在我國各個領域內都得到了應用，效果較好。GPS定位測量技術具有精度高且全天候等特點。工程測繪工作通常要求較高，具有專業化與技術性等特點，隨著科技的進步，如今也逐漸向信息化與數字化等方向發展，需要運用先進的測量技術來提高工作效率。
2．1測量精度較高
在工程測繪中，運用GPS定位測量技術，就能夠通過全球定位系統進行定位，如此便能夠保證運動載體實現最佳的路線運行。對于工程測繪工作來說，定位非常重要，按照實際的測繪需求，假如基線沒有超過50km，就應當采用載波相位觀測量，以此保證靜態相對定位。在工程測繪工作中運用GPS定位系統中的測技術，就能夠實現1×10－6以及2×10－6的精度，假如基線達到了100km－500km，相對定位的精確標準就能夠達到10－6以及10－7的范圍內。隨著GPS定位測量技術的不斷革新，測量的精度也會不斷的提升。
2．2操作簡便且節省時間
在工程測繪工作中運用GPS定位測量技術，操作簡便，且能夠節省時間。例如在工程測量中運用經典的靜態相對定位模式實現測量時，假如測量的基線在20km內，單頻接受的觀測時間大約為1小時，而雙頻接受的觀測時間則為15－20分鐘，假如采用實時動態定位，初始的觀測時間則為1－5分鐘，其他不同位置的觀測時間為幾秒，因此在工程測繪中運用GPS定位測量技術，就能夠有效的縮短觀測的時間，有效的提升工作效率。目前，GPS定位系統已經分為高度自動化與智能化的系統技術，在工程測繪中運用GPS定位測量技術，就能夠通過智能型接收機進行觀測，工作人員只需安裝一些開關儀器，就能夠通過儀器進行實時監控。由于GPS定位測量技術的自動化程度較高，工程的測量與衛星捕捉都能夠通過GPS定位測量儀器來實現，操作較為簡便。此外，GPS用戶接收機體積較小，方便攜帶，在日常工作中能夠節約人力和物力，能夠有效的節約工作成本。
2．3應用范圍廣
GPS定位系統的應用范圍一般可從兩方面來看，首先是運用于與各個行業中，人們最為熟悉的是車載導航，目前GPS導航系統目前已經成了汽車的基本配置。此外，GPS技術還廣泛的應用于地質與礦產等行業中。其次，GPS定位系統還能夠運用于環境條件中，GPS定位是借用衛星系統實現定位，一般不會受到天氣與溫度的影響，在對于工程測繪來說屬于一大優勢，因為工程測繪通常都是在野外工作，運用GPS定位系統能夠克服惡劣的環境條件造成的影響，保證定位的精度。
3GPS定位測量技術在工程測繪中的運用
3．1測量工程變形情況
通常工程建設涉及的范圍較廣，經常會遇到一些人為因素或是地質運動造成的建筑物變形以及位移，假如出現此種情況，會直接影響工程測繪工作，使經濟效益與社會效益受到影響。經過研究發現，造成工程變形的主要類別有大壩變形與建筑物沉降等，假如能夠及時的對工程變形進行測量，就能夠有效的減少工程變形對于工程測繪工作的影響。目前GPS定位測量技術已經開始廣泛的應用與工程變形的監測工作中，例如運用高精度的三維定位技術，就能夠對工程建筑出現的微小變化進行分析，提早做好防范準備，減少損失。
3．2大地測量控制網點
在大地測量網點工作中，通常需要花費大量的資源，且精度較低，無法適應當代社會的需求。為了解決這一問題，我國在1991年開始建設大地控制網，目前這一工程已經結束，并且已經開始運用。大地控制網能夠測量數千里或者數萬里，而城市控制網測量的距離較近，一般在十公里左右，但城市控制網的使用頻率更高，對于城市建設來說具有非常重要的作用，因此需要借助GPS定位測量技術進行大范圍的測量，為城市的發展做貢獻。
3．3測量水下工程
在水下作業一般難度較大，需要考慮到水下壓強以及流體力學等方面的問題，但隨著資源的開發，這些資源對于國民經濟的影響逐漸增加，進行水下工程測繪目前已經是測繪領域中必不可少的環節。GPS定位測量技術包括了三維測量技術，能夠從縱向或者橫向兩個角度進行水下測量，同時還能夠將測量的結果通過計算機分析軟件與制圖軟件等直接呈現出來。例如在進行水下作業時，進行橫線測量時應當選擇差分GPS技術，如此便可有效的減少對于環境的影響，簡化操作流程。而進行縱向測量時則應當選用探測儀，運用超聲測量的方式得出具體的深度。
3．4測量礦井工程
目前我國已經將GPS定位測量技術運用于礦井工程的測量中，并通過GPS技術進行了測量演練，及時的對測量中存在的問題進行了分析。常規形式的測繪工作通常是由工作人員自行操作，人為操作較容易出現誤差影響測繪工作的精準度，此外，在地質條件復雜的地段進行測繪工作，較容易出現安全事故，因此需要在礦井工程中運用GPS定位測量技術。采用GPS定位測量技術就能夠高效的實現工程測繪中交互定位，且能夠顯示出最精確的測繪結果，同時還能夠了解工程測繪工作的流程。為了保證測量技術在工程測繪中達到最佳效果，可在測量前運用計算機技術對于需要測定的位置進行分析，及時發現測量中可能會出現的問題，并做好防治措施，以此保證測量人員的安全，提高測量的精確度。
4結束語
篇2
全球定位系統（GPS）是美國第二代衛星定位系統。GPS接收機是由由24領衛星組成，其中包括21顆工作衛星和2顆備用衛星，并均勻的分布在6個近似圓形的軌道上。各個軌道平面之間的傾角為55，平均運行周期為11小時58分。一般情況下能同時觀測到6顆衛星，最多時可到9顆衛星。GPS定位原理類似于傳統的后方交會原理。如果已知空間GPS衛星的具置。如果僅需確定測站點的三維坐標則GPS接收機只需要繼續接收3顆GPS衛星發射出的衛星信號。也就是取得衛星到測站點的幾何直線距離，就可以根據后房交會的原理確定測站點的三維坐標。但實際中因為造價或工程費用的原因，GPS接收機中的時鐘精度是有限的，同時與GPS時間相比有較大的偏差，所以就需要將這一時間作為待定的參數，將其與待定空間參數結合并就解，因此最少需要4顆全站儀衛星。
2GPS在道路橋梁工程測量中的應用
近年來，隨著GPS定位技術的不斷發展與完善，道路工程測量技術發生了革命性的變革，GPS技術為道路工程測量提供了嶄新的技術方法和手段。以GPS技術為依據的高速度、高效率、高精度的GPS相關技術，正逐漸取代傳統的用于道路工程測量中的測角、測距、測高程為主體的地面測量定位技術。與此同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間，定位方法已從傳統的靜態擴展到動態，定位服務領域已從傳統的導航和測量領域擴展到當今國民經濟建設的廣闊領域。當今，我國GPS定位技術的應用已深入各個領域，例如：GPS技術已普遍應用到國家大地水準網、城市高程控制網、道路工程控制網的建立與改造中，同時在石油勘探、通信線路、高速公路、地下鐵路、建筑變形、隧道貫通、大壩監測、地震的形變監測等也已廣泛的使用全站儀定位-GPS技術。同時隨著GPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的不斷發展，單點定位精度不斷提高，GPS技術不僅在工程方面應用廣泛，在導航、石油物探點定位、運載工具實時監控、地質勘查剖面測量等領域將有更加廣泛和優越的應用前景。
2.1GPS在道路建設工程控制網中的應用道路工程控制網是道路工程建設、管理和維護的基礎，其精度要求與道路工程項目的性質及規模關系密切。常規的方法多采用邊角控制網進行布設。而利用GPS定位的方法建立道路工程控制網，具有點位選擇限制少，作業時問短，工程費用低及成果精度高等特點。且GPS定位方法可用于建立道路工程首級控制網，及變形監測控制網、工程勘探、道路施工控制網及隧道等地下工程控制網的布設等等。為保證工程的精度GPS定位方法通常采用載波相位靜態差分技術。以保證工程數據精度能夠達到毫米級別。
2.2GPS在工程變形監測中的應用變形監測技術主要應用于監測大橋、高層建筑等建筑物及構筑物的地基沉降、位移及其整體的傾斜狀況等。變形監測工作的特點是被監測建筑物的尺寸比較大，監測環境復雜且對監測技術的要求比較高。傳統常規的監測技術是應用水準測量的方法，監測地基的沉降情況。傳統技術是應用小角度測量方法。投點法及視準線法監測地基的沉降位移和及整體的傾斜狀況。當今GPS技術也可應用在變形監測領域，通常我們通過建立高興度的GPS監測網，得到毫米級季度的嘴對平面位移與相對豎直監測數據，然后通過利用全站儀進行監測對比。實踐表明GPS技術可以完全取代高精度的邊交網控制測量，且精度相對較高。因此在有條件的情況下，利用GPS控制網更加方便快捷。
3GPS技術應用在道路橋梁工程測量的優點
3.1GPS技術用途廣泛：GPS技術可應用于國民經濟多個領域。在工程測量領域里，GPS定位系統可應用于大地測量、地殼板塊運動監測、工程施工、道路橋梁建設等領域，可以應用于建立各種工程監測網及進行各種繁瑣的工程測量等。進行各種工程測繁等。自動變形監測系統、工程施工的自動控制系統是未來GPS技術的在工程測量中的研究方向之一。
3.2利用GPS技術在進行線路測量時不受天氣狀況的影響GPS測量技術采用的是衛星定位原理，可以再任何的時間地點連續的進行觀測工作，且可以在視線不佳的天氣或夜間進行觀測不受天氣狀況的影響。該優點是傳統的光學測量儀器無法比擬的。
3.3GPS技術定位精度高利用GPS進行測量其精度較傳統方法要提高很多。其中、短距離精度可達毫米級。其中大型建筑物、構筑物變形監測如果采用特殊的觀測手段方法和適當數據處理模型和軟件后。其平面精度可達到亞毫米級。
3.4GPS技術應用到工程測量中工作效率高GPS技術對測量的數據具有存儲功能，通過計算機連接和繪圖軟件可以直接將測量的數據結構生成平面圖和斷面圖，從而大大減小了繪圖的工作量，提高了工作效率。實踐表明，GPS應用在道橋工程測量中可大大提高工作效率，簡化傳統的測量程序，從而大大的縮短了測量時間。利用GPS控制網進行選點其靈活度高，布網方便，基本不受通視、網形的限制，特別是在地形復雜、通視困難的測區，利用GPS技術其優越性更加明顯。
4結束語
篇3
關鍵詞：GPS，干擾，干擾抑制
1概述
GPS導航系統能為陸、海、空、天的各類軍民載體全天候、24小時連續提供高精度的三維位置、速度和精密時間信息，在軍事領域廣泛應用于精確打擊武器制導、目標偵察、C4ISR系統等。隨之在軍事作戰應用中的推廣，它易于受到干擾的問題日益顯現出來，在強干擾環境，其擴頻增益不足以對干擾進行抑制，需要采用各種抗干擾措施。GPS導航系統對干擾抑制能力的強弱已經成為其能否發揮作用的關鍵。
2 GPS導航系統干擾抑制技術
針對GPS的干擾有的是有意的，有的是無意的，主要包括其他無線電波（有源）、有影響的地理環境（多徑）、選擇可用性（SA）。
2.1有源干擾抑制技術
造成GPS容易受到有源干擾的原因是GPS接收端信號太弱，對有源干擾的抑制主要技術有：
① GPS衛星優化
主要包括提高衛星信號的強度，改善碼結構和在衛星上使用一些新的抗干擾技術，如采用后向天線、增加新的軍用碼（M碼）、使用點波束發射方式等。
② 偽衛星技術
利用裝載在無人機或地面上的虛擬機構成虛擬的GPS星座轉發高功率加密GPS信號。如針對地面需求采用發射塔作為偽衛星。
③ 頻域濾波技術
濾波技術使得GPS接收機不易受相對于GPS的兩個L波段頻帶外的強功率干擾。頻域濾波用于頻譜濾波，包括帶通濾波和帶阻濾波。可通過在GPS接收機和GPS天線間增加一個外圍濾波器來實現，濾波過程還可采用自適應數字濾波、VLSI技術等。
④ 時域濾波技術
時域濾波是在時域內對信號進行處理，通過運用數字信號處理方法實現頻譜/逆譜區分，可通過在GPS接收機前端處理中增加一個嵌入塊實現或作為一個單獨的部分置入接收機之前。時域、頻域濾波技術能夠提供15—50dB抗干擾能力，但對寬帶干擾通常不佳。
⑤ 調零天線技術
調零技術通常使用微帶圓形天線陣或隙縫部件對干擾源方向上的自適應調零，以達到有效的定向壓制。自適應調零天線是一個多元天線陣，陣中各天線與微波網絡、處理器相連，處理器通過對微波網絡的信號處理來調整微波網絡，使各陣元的增益合成相位發生變化，從而在天線陣元方向圖中產生對著干擾源方向的零點，以降低干擾效果。
⑥ 極化調零抗干擾技術
極化調零抗干擾技術是一種單孔徑技術，利用電場矢量對消來消除干擾信號。其實現是使用一個探測和跟蹤/控制通道來識別和跟蹤干擾信號的相位和幅度，再用一個混合連接對消電路實現對復合接收信號中干擾信號的抵消。極化調零技術根據類似的干擾源產生一個極化非匹配和調整，能明顯提高右旋極化GPS信號與干擾之間的抗干擾比。免費論文。
⑦ GPS干擾源檢測和定位技術[3]
采用A—D頻段精確目標捕獲系統對阻斷或干擾GPS的信號進行截獲、定位，并搜集有關干擾源的詳細信息，以采用相應的保護措施。
⑧ GPS/慣導（INS）/多卜勒導航（DNS）組合導航技術
篇4
關鍵詞： 居民出行特征； 數據挖掘； GPS軌跡數據； DBSCAN
中圖分類號：TP29 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）05-37-03
Research on the characteristics of resident travel based on the taxi
GPS trajectory data mining
Lin Jiyan， Zhang Yaqiong， Zhang Hui
（School of Information Technology， Yulin University， Yulin， Shaanxi 719000， China）
Abstract： The analysis to the characteristics of urban residents travel is becoming increasingly important in urban traffic planning， and has become an important basis of urban road traffic construction. The urban taxi can well reflect the characteristics of residents travel because of its operational characteristics and rule. Therefore， in order to effectively solve the problem of city road congestion and provide the basis for city traffic planning， the paper presents the research on the characteristics of resident travel based on the taxi GPS trajectory data mining. The research uses DBSCAN algorithm to realize the clustering analysis of the historical GPS trajectory data， which can not only extract the temporal and spatial characteristics of urban resident travel， but also effectively reduce the taxi no-load rate.
Key words： resident travel characteristic； data mining； GPS trajectory data； DBSCAN
0 引言
在城市的上下班高峰期，道路磯率淺鞘薪煌ㄎ侍庵兇釵突出的難題，這跟城市居民出行行為密不可分，因為出行的居民是交通量的主要來源[1]。一個城市的交通系統狀況跟城市居民的出行行為息息相關，居民的出行行為會對城市交通體系產生影響[2]。對居民出行特征進行研究是城市和交通規劃、城市公共基礎設施建設管理中的一個基礎性任務，不僅可以用來對目前的交通出行情況進行評估，也可以用來對居民的出行需求進行預測，對實施合理有效的城市交通規劃起著至關重要的作用[3]。
出租車因其靈活性和便利性，已日漸成為城市交通系統的重要組成部分，同時，因為它的起點和終點由乘客決定，且24小時不間斷服務，所以，出租車的運營規律能夠反映出乘客的出行特征[4]。由于裝載在出租車上的GPS和通信設備以一定的頻率向城市交通客運管理中心傳送出租車的實時經緯度、運營狀態、行駛方向、速度等信息，因此，管理中心會積累大量的出租車GPS軌跡數據[5]，利用DBSCAN對這些進行數據進行聚類分析，可以在一定程度上挖掘乘客出行的時空特征，也能為出租車尋找最佳的載客區域提供依據，有效的降低出租車的空駛率。
1 GPS軌跡數據挖掘設計
1.1 數據預處理
本文選取榆陽區（地理坐標為東經108?58'-110?24'，北緯37?49'-38?58'之間）作為研究區域，GPS軌跡數據使用榆陽區1100多輛出租車五天的運營數據，對數據進行預處理后，出租車軌跡數據由車牌ID tID、、當前位置loc、GPS時間ct、營運狀態tsta、行駛方向tdir、GPS速度dspe等六個屬性組成，部分屬性值如表1所示。
表1中，營運狀態的取值為0-3，其中0表示空載，1表示載客，2表示駐車，3表示停運；GPS方向的取值為000-360，以度為單位，即與北極方向的夾角，代表車輛的行駛方向。
1.2 利用DBSCAN算法進行聚類挖掘
居民的作息和社會活動有明顯的時間規律，比如上下班高峰期的載客點分布情況和非高峰期的居民出行特征有可能完全不同，因此，可以先將GPS歷史軌跡數據根據時間特征分類，再進行密度聚類分析，如此便可充分挖掘在不同時間段上居民出行特征的空間密度分布情況，給出租車提供更加合理的時空載客區域分布數據，有效地提高其巡游過程中的載客成功率。基于此，論文引入了DBBSCAN算法，該算法需要3個輸入參數：歷史軌跡數據對象D，空間半徑ε，以及密度閾值MinPts；輸出參數為聚類簇C，部分MATLAB代碼如下：
data=importdata（'data.xlsx'）；
data=data.data.Sheet1；
……
num=size（data，1）；
k=floor（log（num））+1；
k=round（num/25）+1；
k_dist=zeros（num，1）；
for i=1：num
temp=repmat（data（i，：），num，1）；
gx0=temp（：，1）； gy0=temp（：，2）；
gx1=data（：，1）；gy1=data（：，2）；
dist0=sqrt（（gx0-gx1）.^2+（gy0-gy1）.^2）；
dist_s=sort（dist0）；
k_dist（i）=dist_s（k）；
end
x=1：num；
figure；plot（x，k_dist，'r-'）；
xlabel（'?ù±?±à??'）；ylabel（'k_{-}dist'）；title（'k_{-}dist??'）；
……
x=[（1：m）' data]；
[m，n]=size（x）；
types=zeros（1，m）；
dealed=zeros（m，1）；
dis=calDistance（x（：，2：n））；
number=1；
……
img=imread（'map.jpg'）；
[Ny，Nx]=size（img）；
……
figure；imagesc（x00，y00，img）； colormap（gray）； hold on；
for i=1：m
if class（i）==-1
plot（data（i，1），data（i，2），'.r'）；
else if class（i）==1
if types（i）==1
plot（data（i，1），data（i，2），'+b'）；
else
plot（data（i，1），data（i，2），'.b'）；
end
elseif class（i）==2
if types（i）==1
plot（data（i，1），data（i，2），'+g'）；
else
plot（data（i，1），data（i，2），'.g'）；
end
……
plot（x1，y1，'r*'）；
xlabel（'度'）； ylabel（'緯度'）；
2 實驗結果
聚類結果如圖1和圖2所示，出行熱點區域在圖中用圓圈標出。
以上的聚類結果顯示，榆陽區的居民出行呈現一定空間和時間特征。工作日和非工作日出租車熱點區域不同，且工作日的不同時間居民出行的特征不同；在工作日，出租車的載客熱點數比非工作日多；而載客熱點分布，工作日比非工作日分散。該聚類結果也可以給出租車司機提供歷史載客熱點序列，從一定程度上解決巡游方式的出租車空載率高的問題。
3 結束語
本文利用DBSCAN算法對出租車的歷史GPS軌跡數據進行挖掘，從挖掘結果可以分析出居民出行的時空特征，從而用來對目前的交通出行情況進行評估，同時也可以用來對居民的出行需求進行預測；再者，可以根據挖掘結果給出租車司機提供歷史載客熱點序列，幫助出租車司機降低空駛率。本文僅針對工作日和周末特定時刻給出了聚類分析，沒有詳細地分析一天中不同時刻的居民出行特征，以后的工作中會繼續研究和改進。
參考文獻（References）：
[1] 衛龍，高紅梅.基于軌跡數據挖掘的居民出行特征研究進展[J].西部交通科技，2016.10：87-92
[2] 馮琦森.基于出租車軌跡的居民出行熱點路徑和區域挖掘[D].重慶大學，2016.
[3] 陳世莉，陶海燕，李旭亮，卓莉.基于潛在語義信息的城市功能區識別――廣州市浮動車GPS時空數據挖掘[J].地理學報，2016.3：471-483
[4] 張俊濤，武芳，張浩.利用出租車軌跡數據挖掘城市居民出行特征[J].地理與地理信息科學，2015.6：104-108
[5] 張薇，林龍.基于數據挖掘的增城居民出行特征分析[J].科技和產業，2015.7：61-64
[6] 趙苗苗.基于出租車軌跡數據挖掘的推薦模型研究[D].首都經濟貿易大學碩士學位論文，2015.
[7] 童曉君.基于出租車GPS數據的居民出行行為分析[D].中南大學碩士學位論文，2012.
篇5
關鍵詞：GPS，誤差，應用，改進
一、概述GPS及其應用
GPS即全球定位系統(GlobalPositioning System)是美國從本世紀
70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成的衛星導航定位系統。作為新一代的衛星導航定位系統經過多年的發展，已成為在航空、航天、軍事、交通運輸、資源勘探、通信氣象等所有的領域中一種被廣泛采用的系統。我國測繪部門最初主要將GPS系統用于高精度大地測量和控制測量，建立各種類型和等級的測量控制網，現在它除了繼續在這些領域發揮著重要作用外還在測量領域的其它方面得到充分的應用，如用于各種類型的工程測量、變形觀測、航空攝影測量、海洋測量和地理信息系統中地理數據的采集等。GPS以測量精度高; 操作簡便，儀器體積小，便于攜帶; 全天候操作;觀測點之間無須通視;測量結果統一在WGS84坐標下，信息自動接收、存儲，減少繁瑣的中間處理環節、高效益等顯著特點,贏得廣大測繪工作者的信賴。GPS 的主要特點有：
（1）全球覆蓋連續導航定位:由于GPS 有24 顆衛星,且分布合理,軌道高達20~200km,所以在地球上和近地空間任何一點,均可連續同步地觀測4顆以上衛星,實現全球、全天候連續導航定位。
（2）高精度三維定位: GPS 能連續地為各類用戶提供三維位置、三維速度和精確時間信息。GPS提供的測量信息多,既可通過偽碼測定偽距,又可測定載波多普勒頻移、載波相位。
（3）抗干擾性能好、保密性強; GPS 采用數字通訊的特殊編碼技術,即偽噪聲碼技術,因而具有良好的抗干擾性和保密性。
二、GPS 定位的誤差來源分析
GPS 測量是通過地面接收設備接收衛星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設備到多顆衛星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點的三維坐標。因此，對于GPS衛星、衛星信號傳播過程和地面接收設備都會對GPS 測量產生誤差。主要誤差來源可分為:與GPS衛星有關的誤差;與信號傳播有關的誤差;與接收設備有關的誤差。
1．與衛星有關的誤差
（1）衛星星歷誤差
衛星星歷誤差是指衛星星歷給出的衛星空間位置與衛星實際位置間的偏差,由于衛星空間位置是由地面監控系統根據衛星測軌結果計算求得的,所以又稱為衛星軌道誤差。它是一種起始數據誤差,其大小取決于衛星跟蹤站的數量及空間分布、觀測值的數量及精度、軌道計算時所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度等。星歷誤差是GPS 測量的重要誤差來源.
（2）衛星鐘差
衛星鐘差是指GPS衛星時鐘與GPS標準時間的差別。為了保證時鐘的精度，GPS衛星均采用高精度的原子鐘，但它們與GPS標準時之間的偏差和漂移和漂移總量仍在1ms～0.1ms以內，由此引起的等效誤差將達到300km～30km。這是一個系統誤差必須加于修正。
（3）SA干擾誤差
SA誤差是美國軍方為了限制非特許用戶利用GPS進行高精度點定位而采用的降低系統精度的政策，簡稱SA政策，它包括降低廣播星歷精度的ε技術和在衛星基本頻率上附加一隨機抖動的δ技術。實施SA技術后，SA誤差已經成為影響GPS定位誤差的最主要因素。雖然美國在2000年5月1日取消了SA，但是戰時或必要時，美國可能恢復或采用類似的干擾技術。
（4）相對論效應的影響
這是由于衛星鐘和接收機所處的狀態(運動速度和重力位) 不同引起的衛星鐘和接收機鐘之間的相對誤差。
2．與傳播途徑有關的誤差
（1）電離層折射
在地球上空距地面50～100 km 之間的電離層中,氣體分子受到太陽等天體各種射線輻射產生強烈電離,形成大量的自由電子和正離子。免費論文。當GPS 信號通過電離層時,與其他電磁波一樣,信號的路徑要發生彎曲,傳播速度也會發生變化,從而使測量的距離發生偏差,這種影響稱為電離層折射。對于電離層折射可用3 種方法來減弱它的影響: ①利用雙頻觀測值,利用不同頻率的觀測值組合來對電離層的延尺進行改正。②利用電離層模型加以改正。③利用同步觀測值求差,這種基線的效果尤為明顯。
（2）對流層折射
對流層的高度為40km 以下的大氣底層,其大氣密度比電離層更大,大氣狀態也更復雜。對流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能,其溫度隨高度的增加而降低。GPS 信號通過對流層時,也使傳播的路徑發生彎曲,從而使測量距離產生偏差,這種現象稱為對流層折射。減弱對流層折射的影響主要有3 種措施: ①采用對流層模型加以改正,其氣象參數在測站直接測定。②引入描述對流層影響的附加待估參數,在數據處理中一并求得。③利用同步觀測量求差。
（3）多路徑效應
測站周圍的反射物所反射的衛星信號(反射波)進入接收機天線,將和直接來自衛星的信號(直接波) 產生干涉,從而使觀測值偏離,產生所謂的“多路徑誤差”。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應被稱作多路徑效應。減弱多路徑誤差的方法主要有: ①選擇合適的站址。測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中,應離開高層建筑物。②選擇較好的接收機天線,在天線中設置徑板,抑制極化特性不同的反射信號。
3．與GPS 接收機有關的誤差
（1）接收機鐘差
GPS 接收機一般采用高精度的石英鐘,接收機的鐘面時與GPS 標準時之間的差異稱為接收機鐘差。把每個觀測時刻的接收機鐘差當作一個獨立的未知數,并認為各觀測時刻的接收機鐘差間是相關的,在數據處理中與觀測站的位置參數一并求解，可減弱接收機鐘差的影響。
（2）接收機的位置誤差
接收機天線相位中心相對測站標石中心位置的誤差,叫接收機位置誤差。其中包括天線置平和對中誤差,量取天線高誤差。在精密定位時,要仔細操作,來盡量減少這種誤差影響。免費論文。在變形監測中,應采用有強制對中裝置的觀測墩。相位中心隨著信號輸入的強度和方向不同而有所變化,這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達數毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設計中的一個重要問題。在實際工作中若使用同一類天線,在相距不遠的兩個或多個測站同步觀測同一組衛星,可通過觀測值求差來減弱相位偏移的影響。但這時各測站的天線均應按天線附有的方位標進行定向,使之根據羅盤指向磁北極。
（3）接收機天線相位中心偏差
在GPS 測量時,觀測值都是以接收機天線的相位中心位置為準的,而天線的相位中心與其幾何中心,在理論上應保持一致。但是觀測時天線的相位中心隨著信號輸入的強度和方向不同而有所變化,這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達數毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設計中的一個重要問題。
三、GPS的最新發展與改進
面對導航市場的迅速發展和強大的競爭壓力，美國政府不得不作出反映，計劃在未來10年內對GPS做一系列的調整和改進。對GPS的改進將對GPS系統的3個部分進行，其中對星座部分的改進最大。
1．GPS星座的改進
(1)改善星座的分布(2)增強衛星的自主導航能力(3)取消SA政策(4)增加民用頻率(5)頻率復用(6)增強衛星發射信號的功率
2．地面監控部分的改進
衛星位置的精度直接影響到用戶的定位精度，而地面監控站的數量和分布部分地決定了GPS衛星定軌的質量。目前GPS共有5個監控站，衛星位置的精度為1m～2m。免費論文。美國軍方正計劃將國家制圖局（NIMA）的7個GPS監控站納入目前的控制網，使將來的監控站的分布更加均勻、密度更大，為了計算衛星的位置提供更多的、更及時的高質量觀測數據。預計在未來10年，衛星星歷的精度將達到亞米級，甚至達到厘米級，同時，向衛星上傳數據的頻率也將更高。
3．用戶接受部分的改進
由于用戶的用途不同，用戶接受機的改進也是多樣化的。接收機的硬件部分正朝多樣化、小型化、模塊化、集成化、操作簡單等方向發展，例如出現了一些新的接收機可根據用戶的需求用軟件設定單頻GPS、雙頻GPS等模式。接收機的面板上只有一、兩個按鈕和若干個顯示燈組成，可完成接收機的基本操作。GPS的數據解算軟件將基于數據庫，朝著圖形化、智能化等方向發展。這些發展的最終的目的是讓一般用戶更方便的使用GPS。
參考文獻
[1]徐紹銓等．GPS測量原理及應用．武漢測繪科技大學出版社．1998.10．．
[2]張小紅等．GPS定位技術在不同領域的應用[J]．武漢:測繪信息與工程．2001,1．
[3]張守信等．GPS技術與應用.國防工業出版社．2004.1
篇6
關鍵詞：精確農業，技術體系，農業裝備
1.精確農業技術的內涵
精確農業亦稱作“精細農業”或“精準農業”。它建立在“空間差異”和“時間差異”的數據采集和處理上，實時測知作物（畜禽）個體小群體或小地塊生長及疫病的實際情況，進而確定其針對性投入的最佳數量和時機，以求最優效果最低代價。
2.精確農業技術支持體系
2.1全球定位系統
精確農業中的定位信息采集與處方農作實施，需要采用全球衛星定位系統，它一般由衛星、地面站組和用戶設備等組成。免費論文。現投入運行的有美國GPS系統和俄羅斯的GOLNASS系統。近幾年來，GPS產業技術發展迅速，若干大公司迅速涉足農業領域，提供了用于農田測量的DGPS產品。現有國外農機廠商配套的GPS產品，大多采用EJI方式引進關鍵部件進行二次開發后嵌入農業機械應用系統中，可使性能價格比顯著改善。GPS作為農業空間信息管理的基礎設施，一旦建立起來，即不但可服務于精細農作，也可用于農村規劃、土地測量、資源管理、環境監測等定位服務，其農業應用技術開發的前景廣闊。
2.2遙感（RS）技術
遙感技術是精確農作技術體系獲得田間數據的重要來源，它可以提供大量的田間時空變化信息，基本上達到了實時監測。該系統具有時效強、靈活、精度高等特點，目前已用于森林蟲害監測，果園病蟲害監測、農作物病蟲害監測、產量和肥力圖制作。可顯示出由于農田土壤和作物特性的空間反向光譜變異性，提供農田作物生長的時空變異性的信息，在一季節中不同時間采集的圖像，可用于確定作物長勢和條件的變化。由于應用衛星遙感的成本比航空攝影的成本低一半以上，衛星遙感技術預計在21世紀的前5年內，在精確農業技術體系中扮演重要角色。
2.3地理信息系統
地理信息系統可比作精確農業的大腦，主要由計算機硬件系統、軟件系統、空間數據庫和管理人員組成。它可將傳感器或監測系統采集的數據隨時輸入，帶有持久性的數據可以一次事先存入或定期存入，專家系統及其它決策支持系統也可事先存入。在精確農業技術體系中主要用于建立農田土地管理、土壤數據、自然條件、作物苗情、病蟲害發生發展趨勢、作物產量的空間分布等的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理、圖形轉換與表達等，為分析差異性和實施調控提供處方信息。由于農業活動涉及廣闊的地理空間和各種管理信息都有明顯的空間隨機分布性，GIS在農業中具有廣泛的應用價值。
2.4作物生產管理決策支持系統
決策支持系統是能對計劃、管理、高度、作戰指揮和方案尋優等應用問題進行輔助決策的計算機程序系統。一般決策過程由問題識別、建立模型、執行模型、評判決策、修改模型五個階段組成。近年來，不少專家提出應把專家系統的技術加入到決策支持系統中去，建造“智能決策支持系統，以提高系統的決策水平和決策自動化程度。
3.國外精確農業研究現狀及趨勢
精確農業作為20世紀90年代農業生產新技術，其發展十分迅速。美國在精確農業研究與應用領域處于領先地位。在美國，加里福尼亞及德克薩斯州部分地區已經實現用精確農業技術耕作，美國各大學農業工程系均在進行精確農業技術研究及推廣應用，目前，美國農業工程界正致力于土壤元素含量測定技術及裝備的研究，以及產量監測系統研究。如：新型移動或土壤肥力測定器與手動探測方法對比研究，多功能圖像儀及地理系統用于處方農業管理及產量監測確定施肥變量的研究等。瑞典農業工程研究所進行了變量氮肥對作物產量及質量影響的研究。法國谷物研究所進行了根據作物及土壤特性采用變量氨肥實施技術研究。日本農業工程科研機構在農業生產設備自動化控制技術方面進行了大量的研究。免費論文。
4.我國精確農業技術體系應用前景
1985年以來，我國科學家一直從事專家系統、系統工程的應用研究設計工作，完成過專家系統的研究設計，積累了豐富的設計思想，有許多獨特的設計思想。近年來，我國在應用氣象衛星遙感森林蟲害方面又有突破性進展，在這些成果基礎上完成了GIS,GPS,RS（指氣象衛星遙感）EUCERES(農田生態資源高效利用技術集成專家系統）集成，以實現4S一體化技術。該技術可以有效地實現系統科學、現代信息技術，知識庫體系結構、人機界面、數學物理模型等內容的有機結合，是中國特色“精確農作”的技術核心和基礎。目前，中國農業大學“精細農業研究中心”已經啟動了有關研究工作，內容涉及GPS,GIS(農業應用，田間信息采集傳感技術，智能型農業機械監控技術，精細農作技術和系統集成與發展戰略研究。免費論文。未來農民將能在計算機網絡終端上從影像圖中獲得他的農田長勢征兆，通過GIS和EUCERES分析，制定出行動計劃，然后在車載GPS和電子地圖指引下實施農田作業，及時預防自然災害和病蟲害。
參考文獻
[1]劉林森. 現代信息化推動精確農業發展[J]. 信息化建設, 2010, (03) :51-53.
[2]孟凡志. 寒地有機水稻的種植技術[J]. 現代農業, 2010, (01) :27.
篇7
關鍵詞 GPS定位技術；煤礦；地表
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）99-0150-02
1 GPS定位技術的簡述
1.1 GPS定位技術的定義
GPS定位技術的英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意為“衛星測時測距導航/全球定位系統”，簡稱GPS系統。
1.2 GPS定位技術的作用
GPS定位技術可以將世界上任何物質準確的定位，便于人們查找，對人類來說這是一場技術的重大革命。
1.3 GPS定位技術在煤礦地地表移動觀測中的技術優勢
1）容易作業
我們都知道煤礦地區環境復雜、條件差，作業是非常困難的，但是GPS定位技術是在只要滿足“電磁波通視”的條件下即可作業。因此，GPS定位技術作業的受限制條件非常少，對環境、氣候、工作條件的要求是非常少的。所以在煤礦這樣的復雜環境下利用GPS定位技術作業是非常有效的，這也大大提高了礦區工作的安全度。
2）具有高效的測量效率
雖然是在礦區這樣復雜的環境下作業，但是由于GPS定位技術一次性可以測量10km半徑內的點位測量，因此，在礦區用GPS定位技術將大大降低勞動的強度，使工作的效率也大大提高，因為在用GPS定位技術測量時減少了挪動的次數，可以在一個地區測量很廣的范圍，使工作效率大大提高。
3）GPS定位技術具有自動化、集成化的功能
由于GPS定位技術在自動化、集成化方面具有很強的功能，因此用它測量可以直接將所需要的坐標測量出來，根本不需要人來幫忙，這樣就使工作效率大大提高，減少了坐標轉換的次數，同時也在提高作業精度方面也具有很大作用，因此，GPS定位技術完全能夠勝任在礦區的觀測作業。
4）具有高效的定位功能
礦區的環境條件雖然非常差，但是只要能夠保證GPS定位技術的基本作業條件，那么在方圓10km之內，GPS定位技術的平面定位精度、高度可以精確到厘米級別，誤差是非常小的，所以，GPS定位技術在礦區工作是能夠完全勝任的。
5）儀器是非常容易攜帶的，所以在礦區工作是非常方便的
6）雖然他的技術非常高，但是在操作方面是非常簡單的，人們很容易操作，并在數據處理方面具有強大的功能
2 煤礦地表移動觀測的特殊性
1）煤礦地表受到采煤的影響后，安全系數降低，容易發生滑坡、坍塌等危險現象；
2）地形錯綜復雜，環境條件非常差，能測度很低；
3）礦區一般地形條件很復雜，所以再架儀器方面具有很大難度；
4）由于地形錯綜復雜，所以非常容易受到地形的影響而是觀測的結果產生誤差；
5）地形復雜，直線展開很困難，所以再觀測方面不是很容易，而且能視度也是非常低的；
6）礦區的路非常不好走，攜帶儀器行走就更顯得困難。
3 GPS定位技術在煤礦地表移動觀測中的應用
3.1選擇合適的坐標
我們在煤礦地區地表移動觀測中一定要選好坐標，最主要的就是確定好移動位移的相關參數的變化，我們可以使用GPS定位技術，直接測定坐標，然后跟精度高的地表位移坐標作比較，這樣確定地表移動位移的相關參數當量，我們切記，不要將直接測得的坐標跟我們用其它的方法測得的坐標直接相互轉換，這樣會差生很大的誤差，而且精確度也會大大降低。因此，我們在確定地表移動位移的時候，要和精確度高的地表位移作比較，這樣測得的結果是誤差小、精確度高的。
3.2 基準點和監測點布設要求
我們在礦區要想精確度高就必須將地表移動位移準確測出來，所以基準點和觀測點的設置就是非常重要的，因此基準點的位置選擇應滿足以下幾個要求：1）基準點離地表移動位移要稍微遠點，但是最遠點必須在GPS定位技術的觀測有效范圍之內，這樣就會時基準點的選擇效果非常好；2）由于礦區的地理條件復雜，所以基準點必須選擇一個穩定的地表地區，不能經常改變，這樣GPS定位技術的觀測結果就能準確的反映出該地區地表移動位移的真實情況，并且還能推測出周圍的情況，測量的準確度高，數據可靠；3）我們在礦區選擇基準點時，一定不要選在周圍有非常高的建筑物，這樣就會使觀測數據差生誤差，精確度降低，所以一定要選擇周圍建筑物低的周圍，以便能夠準確的測量；4）我們還必須要設置一個強制的歸心標志；5）由于GPS是通過波的形式傳播的，所以在基準點的周圍一定不能有強電磁的物質，這樣就會非常容易影響GPS的波的傳播，使檢測數據不準確、誤差大，因此，像電視機、微波爐、收音機等能夠差生波的物體一定不要存在。
我們在礦區區域內設置觀測點時不時隨便設置的，也是有很高的要求的，這樣盡量使接側的數據準確，能夠真實的反應實際情況，便于人們使用，因此在觀測區域設置觀測點時需要滿足以下幾個基本要求：一是，我們在選點時要選擇能夠具有代表性的、分布均勻的點，這樣在反映檢測區的地表移動位移的特征時，能夠很準確的反映出來；二是，監測點也是必須設置歸心標志的，這是強制性的，不是可有可無的；三是，我們所選擇的監測點必須能夠準確的接受到所有的GTPS發出的信號，這樣才能準確的反映出監測區域的地表移動位移情況，而且它的布局要求跟選擇基準點是一樣的，不是隨便選擇的。
3.3 數據處理
我們在每次測量結束后，一定要及時的將觀測的數據進行處理，不然可能就會差生誤差，影響真實的坐標點，而且基線的誤差應在10%以內，這樣是可以接受的，超出這個范圍應該重新測量，直到達到要求為止。
4結論
GPS定位技術在礦區具有很大用處，我們一定要很好的使用該技術，這樣在礦區作業時，能夠安全、高效的工作，勞動的強度也會大大減小，工作效率提上去。
參考文獻
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關鍵詞 GPS技術，隧道測量，隧道控制網，Ashtech Solutions
1.1 引言
隨著我國高速公路以及道路建設迅猛發展，傳統勘探技術和隧道測量控制系統已經無法滿足現有發展需求，需要引入新的技術實現測量的準確以及加速施工進度。而GPS技術在測量控制中應用解決以上難題，尤其是在測量精度上有了很大的提升。經實踐證明，通過建設高精度GPS控制網，測量誤差只有2厘米，同時可以滿足所有傳統測量要求，具有很大的應用前景。本論文就是在這樣的背景下展開論述，并以沈海高速公路中鐵背山隧道貫通GPS網測量及數據處理為例，介紹GPS技術在平面隧道控制測量中的應用。
1.2 GPS隧道控制測量實例
1.2.1工程概況
論文以鐵背山隧道是沈海高速公路作為研究實例悲劇，鐵背山隧道分為一號和號兩段，一號段總長1270m，二號段總長640m，高度都為7.8m，是國家重點高速公路支線。
1.2.2 GPS布網設計
我們以二號隧道控制測量為例，為了實現GPS控制點的穩定性，在隧道的一端設置一個高等級GPS控制點（圖中的G210點），同時在進出口各設了3個GPS控制點，GP1，GP2，GP3，GP4，GP5，GP210，其中GP1、GP5分別是進洞和出洞樁。其測量示意圖如圖1所示。
1.2.3 GPS的外業測量
實際作業過程中，在使用正確的觀測方法的情況下，進行同步觀測的GPS測量數據，并進行數據記錄（其中分三次同步觀測，且每次觀測時間都在60min以上）。
1.2.4 GPS測量的數據處理和精度分析
對于精度數據處理與分析上我們通過Ashtech Solutions工具進行基線解算及控制網的平差，下面就開始介紹通過該工具進行數據運行方法，其具體操作步驟為：
（1）建立項目
① 進入“Welcome to Locus”（歡迎）屏② 新項目一般信息，單擊[Create a new project]（建立一個新項目）鈕，進入“new project”（新項目）屏的“Gerneral”（一般信息）卡頁。③ 選定坐標系，單擊“new project”（新項目）屏的“Coordinate System”（坐標系統）卡頁由“SystemType”（ 坐標系統類型）列表框中選“Grid”（標準平面直角坐標系）。由“Grid System”列表框中選“1954 Beijing coordinate”。由“Zone”（投影帶）列表框中選“ZN_3”。由“Height System”（高程系）欄選“Orthometer Elevation”（正高系）；由“Geoid Model”（大地水準面模型）選“Geoid 96 model”。④ 設置其它參數，單擊“new project”（新項目）屏的“Miscellaneous”（其它參數）卡頁按卡頁標注逐項填選。“new project”（新項目）進行相關數據填寫，然后單擊[OK]鈕，彈出添加數據文件。
（2） 給項目添加數據
① 在上面“添加數據文件框”中上選[Add raw data files from disk]鈕，由磁盤拷貝原始觀測數據到項目文件。加載數據文件，然后點[OK]鈕進入系統主屏幕。②通過Occupation屬性進行原始數據查看。③然后進行GPS站點屬性數據編寫。
（3）求解基線向量（GPS原始觀測數據處理）
①選定解算參考點，分別進行點擊“Control Site”—>“Site ID”選取站點MISS。然后編輯修改該點的坐標（已知值）為：E 1868361.443；N 599700.170；H 7.900。確認右邊“Fixed”欄為“Hor/ver”（平高固定）。②基線解算，逐項單擊菜單“RUN”—Processing—All。然后進行網圖刷新和添加解算結果。
a）解質量查看
通過基線中的”QA”狀態來檢查質量，若欄目中為空，則表示已經合格，若不為空則存在壞基線。對于壞的基線，嘗試用基線優化進行處理；如果優化不了，則決定是刪除該基線不讓其參與平差還是進行補測。
b）逐日添加觀測數據并解算新添加的基線
在菜單項“Project”下，選Add GPS Raw Data——From Disk（由磁盤添加數據）。選“Tutor Static ＼Day 98.273”子目下的全部數據文件。然后通過Processing—Unprocessed來增加新的GPS基線數據和未處理的數據。
（3）基線處理
1）步環閉合差
基線向量處理結果數據顯示有9個同步環。相對誤差最大為2.486×10—6m，最小為0.479×10—6m，小于允許值5×10—6m。2）異步環閉合差
數據中同時找到了代表整體精確度的6個異步環，相對誤差最大為2.873×10—6m，最小為1.438×10—6m，小于允許值5×10—6m。
（4）GPS網自由網平差
這個環節我們把基線數據加載到WGS84系統中進行平差運算并計算出相應的改正數。在符合平差值要求規范基礎上以G210控制坐標起點進行二維約束平差.
①做自由網平差計算
運行Run—Blunder detectin，做粗差檢查。運行Run—Adjustment，做平差計算。②查看并分析自由網平差結果，將工作簿放到最大化。在“Tau Test”欄有兩處出現“Failed”（失敗），以及下方“Standard Error of Unit Weight”為 1.30716，它接近1，說明不存在明顯粗差；其中還有“Chi—Square：Failed”說明向量誤差尺度估計偏小。③調整基線向量誤差尺度因子，在菜單項“Project”下選Setting，單擊“Miscellaneous”卡頁。將“Processed vector error scaling factor”設置為1.3。單擊[OK]鈕，返回主屏。④重新做自由網平差計算在χ2檢驗通過但“Tau Test“處于有兩處失敗狀態，我們對其進行保留。其相對進度達到了預期結果。⑤ 自由網平差值就是GPS測量真實值。
a）無約束平差
在數據解算中無約束平差后，G210—GP05d的基線分量誤差最大，其改正數絕對值Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m，滿足《全球定位系統（GPS）測量規范》GB/T18314—2009中E級要求。
b）約束平差
在所有約束平差后數據解算中GP02—GP06的基線分量的改正數與約束平差下的改正值誤差最大，其改正數絕對值Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m，滿足滿足《全球定位系統（GPS）測量規范》GB/T18314—2009中E級要求。
1.3 總結
通過以上數據分析，我們可以看出：
（1）所有數據已經滿足GPS測量規范相關要求數值E級要求：同步環閉合差相對誤差最大為2.486×10—6m，最小為0.479×10—6m，小于允許值5×10—6m；異步環閉合差相對誤差最大為2.873×10—6m，最小為1.438×10—6m，小于允許值5×10—6m；無約束平差下的改正數絕對值為Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m；約束平差后，基線分量的改正數與同一基線的無約束平差相應改正數間的差值的絕對值分別為：Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m
（2）該GPS網布設方案總體結果都優于規范的規定，所以GPS應用在隧道貫通工作中，很大程度上提供穩定性，方便性等保障，比傳統測量手段更具優越性。
參考文獻
[1]張坤宜.交通土木工程測量[M].人民交通出版社，1999
[2]鐘孝順，聶讓主.測量學[M].人民交通出版社，1998
[3]周建東.高速鐵路施工測量[M].西安交通大學出版社，2011
篇9
關鍵詞：測繪，新技術，工程測量，應用，研究
1.概論
傳統工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業，隨著計算機，網絡技術的發展、測量儀器的智能化，數字化測繪技術得到了廣泛的應用，而全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展，測量數據采集和處理的逐漸自動化、實時化和數字化，工程測量的服務領域也應進一步延伸，以滿足不斷提高的社會需要。
2.工程測量中的數字化技術
2.1地圖數字化技術
在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字化處理，在建庫工作中占據了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。論文格式。
2.2數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容，常規的成圖方法野外工作量大，作業艱苦，作業程序復雜，同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作，成圖周期長，產品單一，難以適應社會飛速發展的需要。論文格式。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前，數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。論文格式。
3.數字測繪在數字地球中的應用
簡言之，數字地球就是把經濟和社會發展方方面面的信息，加載于一個統一的地理坐標框架中按數字的形式存貯于計算機，任何機構或個人均可通過網絡通訊技術，足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門，全知天下事”。數字地球是一個十分龐大的系統工程，技術復雜，涉及部門多，沒有任何一個部門或團體能單獨承擔，它需要地球科學、信息科學，空間技術才眾多應用部門的配合。測繪作為地學和信息學的重要組成部分，在國家空間數據基礎設施建設中具有不可替代的地位，空間基礎信息的獲取、處理，向信息高速公路提供內容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上。可以說，數字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀八十年代初期開始，對傳統測繪技術進行了大規模的數字化改造。傳統的光學定位技術已被光電技術，GPS技術所取代，傳統的白紙測圖已被數字測圖和地理信息系統所取代，以地面測量為主向以衛星定位（GPS）、衛星遙感（RS）測繪等高技術為主的對地觀測方面轉變，被動的靜態測量向動態的實時測量方面轉變測繪部門在數字地球基礎框架建設方面做了大量工作，主要包括：建立了全國A級、B級GPS網；完成了全國1：100萬、1：25萬基礎地理數據庫和數據服務設施；建立了國情和省情綜合地理信息系統，研制成功了從遙感立體影像自動建立數字地面模型的數字攝影測量系統；研制成功了數字高程模型（DEM）、數字正射影像（DOM）、數字線劃圖（DLG）、數字柵格圖（DRG）等“4D”產品生線。數字地球的雛形已經形成。
4.工程測量中的地理信息（GIS）技術
GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。采用GIS、數據庫、內外一體化測圖、掃描矢量化及全數字攝影測量等技術，為專業信息系統提供及時、準確、標準化、數字化的基礎空間信息，以建立各類專業信息系統，從而實現管理的科學化、標準化、信息化。
5.工程測量中的數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。
6.工程測量中的遙感( RS)技術
遙感（RS）技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7.工程測量中的3S集成技術
3S（GPS、GIS、RS）技術的結合，取長補短，是一個自然的發展趨勢，三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息，而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成，使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。
8.結語
伴隨著測繪新技術的不斷進步，現代工程測量必將朝著測量內外作業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發展。
【參考文獻】
[1]陳俊勇，胡建國．GPS技術的新進展[J]．測繪工程，1996，（2）．
[2]李建松．地理信息系統原理[M]．武漢：武漢大學出版社，2006．
[3]李青岳．工程測量學[M]．北京：測繪出版社，1995．
篇10
關鍵詞：工程測量；虛擬參考站；技術應用
Abstract: Virtual reference station is widely used in practical engineering survey, generally representing RTK network technology of GPS,whose appearance is a major breakthrough in GPS technology. Based on work practice, this paper analyzes the current application situation of the virtual reference station in the engineering survey, points out that the costs of virtual reference station will be substantially lower, and puts forward the five specific applications of higher accuracy compared to conventional RTK, wanting to give some enlightenment and thinking to the relevant personel and further introducing and improving this new technology to promote continuous and healthy development of related industries.
Key words: engineering survey; virtual reference station; technology application
中圖分類號：TB22文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
虛擬參考站簡稱是VRS，隨著它的出現，GPS的發展就向高精度時代邁進了一大步。由于GPS中RTK技術變得越來越成熟，RTK技術已被引入了工程測量中，需要一種效率高且費用低還能夠全面取代傳統測量方法的手段來滿足新技術的要求，這就是網絡RTK技術。
一、虛擬參考站（VRS）技術的構成及工作原理
目前應用于網絡RTK數據處理的方法有多種，但最成熟、最有效的方法就是虛擬參考站法（VRS）了，本文從實際情況出發，主要講了VRS技術的原理構成和技術現狀，并著重講了它的優勢和運用。
1、VRS系統主要構成部分
VRS主要由控制中心、固定參考站、接收機三部分組成，其中控制整個系統的核心部分是控制中心，它主要負責整個通訊工作，也是整個數據處理的核心部分。固定參考站與控制中心之間通過通訊線相連接，這樣控制中心就可以隨時收到數據。接收機部分就是用戶自己的那一部分，可以放在任何方便的位置。
2、VRS系統的工作原理
VRS網絡在使用的過程中，移動用戶并不直接接收各固定參考站發來的任何改正的信息，而是通過數據通訊將所有的原始數據發送給控制中心。用戶在工作之前，先通過短信息功能向整體控制中心發送一個大概的坐標位置，等到這個信息被傳到控制中心后，控制中心會根據用戶的計算機坐標自動選擇一組最佳的基準站，這個基準站可以修正數據在傳送過程中產生的誤差，最后將高精度的差分信號發送到移動站那里。其效果等同于在移動站的左右設置一個虛擬的參考站，用來保證其精度要求。
二、虛擬參考站技術現狀
虛擬參考站技術是要求在流動站的左右想辦法建立一個虛擬的參考站，并根據周圍相應的參考站上的實際測量值算出該虛擬站上的觀測值。由于虛擬站和流動站的距離不遠，一般來說只有數米到數十米。所以說移動用戶只需要采用比較常規的RTK技術就能和虛擬參考站進行實時的各自的定位，從而獲得較為準確的定位結果。該技術的優點在于減少網絡中數據的播發量，每一個獨立的參考站發送相對于主參考站的全部改正信息及其坐標的信息。
網絡RTK技術為工程測量帶來了很大的利益。但其自身也有一定的局限，在使用過程中受到一些限制，比如，參考站的誤差距離與流動站的誤差距離都有影響因素，隨意性較大，用戶自身如需架設本地的參考器，會出現很多限制情況和局限性。而VRS技術的最大意義在于它能克服上面所說的局限，從根本上擴展RTK的工作距離。
三、虛擬參考站技術的具體優勢和在工程測量中的具體運用
1、費用將大幅度降低
由于使用了VRS技術，用戶就不用架設自己的基準站了，這就省去了一大筆費用。VRS技術的一些優點可以明顯解決以上問題，比如說它具有全天候無需通視、定位高精度、實時定位，同時由于其較高的精度，用戶不用去花費更高的代價去進行數據的精確處理了。與此同時，用戶可以從省下來的費用中適量的拿出一些費用出來進行VRS技術的創新研究，爭取能取得突破，從而能省下更多的費用。
2、相對于傳統RTK來說精度更高
VRS技術能把誤差控制在1-2厘米之內，這可以說是一個飛躍。以往的技術的精確度一般在幾十厘米之內甚至更大，這么大的誤差會給實際工程測量帶來極大的不便，造成的損失也是無法估量的。所以VRS技術準確的精度不僅給實際測量工作帶來很大的便利，也給整體數據的處理帶來了極大的好處。
3、可靠性也隨之提高
由于有多個參考站的數據聯合檢驗，那么它得到的數據的可靠性就有了大大的保證。以往的技術在測量方面得到的數據是單一的，沒有比較性，無法檢測數據的可靠性。而VRS技術在這方面有了大大的提高，不僅使得數據有了可比性，而且能夠知曉數據的問題所在，從而極大的減少誤差。
4、更廣的應用范圍
現在的VRS技術的應用不止是在工程測量方面，也應用在其它很多方面，比如說城市的規劃、交通的管理和氣象環保、農業以及所有在室外進行的一些勘測工作，并且提高了相關工作的效率和準確度。與以往傳統的技術應用單一化相比，這不得不說是科技的進步帶來產業的革命，新技術的開發在新時代顯得越來越重要。如今的很多技術由于應用方面單一而被淘汰，所以應用方面多種多樣的VRS技術必定會在今后的某一段時間內時常活躍在工程測量具體工作中。
5、虛擬參考站在工程測量中的具體運用
這里主要講一下虛擬參考站應用于地籍圖測繪。在以往很長的一段時間內，在地籍測繪中運用的主要是全站儀，并且還比較普遍，因為他使測圖變得簡單易行，操作也比較簡單，深受業內人士歡迎。但是“先控制，后碎步”的整體思路，尤其是控制測量從具體選點、測繪到最后的計算過程需要花費很長的時間，且容易出現較大的誤差，總的來說，全站儀比較適合高校的教學實習過程，具體測繪工作還是要靠VRS技術。VRS技術的一些優點可以明顯解決以上問題，比如說它具有全天候無需通視、定位高精度、實時定位，這就使得GPS在測繪的圖根加密控制和碎部測量的應用方面成為了可能。在實際工作中，可以明顯發現VRS技術在地籍圖測繪中的優越性。
四、總結
GPS測量技術的發展隨著虛擬參考站技術的進步進入了一個新的高度，這種網絡RTK技術應用了國內外最先進的多基站RTK算法，它集最流行的計算機網絡管理技術、無線通訊技術和優秀的GPS定位技術于一身，突破了最新技術的瓶頸，完成了工程測量新技術的飛躍。VRS技術將使GPS的應用范圍領域極大的伸展，業內研究人士認為，在未來的5到10年內，國家會高速發展GPS網絡的建設，而這種GPS網絡RTK技術（VRS），將毫無疑問的代表著GPS未來發展的方向。
參考文獻：
[1]吳星華;呂振業;Joel Van Cranenbroeck;王貴武;吳俐民;;徠卡最新主輔站技術在昆明市GPS參考站網中的應用[A];'2005數字江蘇論壇——電子政務與地理信息技術論文專輯[C];2005年
[2]洪立波;;現代工程測量技術發展現狀與成就[A];全面建設小康社會：中國科技工作者的歷史責任——中國科協2003年學術年會論文集（上）[C];2003年
[3]閔小龍;王會麗;;大型UUV仿真與現場試驗相結合的可靠性驗證方法研究[A];中國造船工程學會電子技術學術委員會2011年海戰場電子信息技術學術年會論文集[C];2011年