发布时间：2023-03-16 15:54:25
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的gps技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
一、gps系统组成及优点
GPS定位系统主要是由工作卫星的空间部分、地面监控部分及用户部分组成的。这三部分分别具有独立的功能和作用，同时各部分之间又有机的结合在一起形成一套完整的定位系统。
GPS地面接收机接受天上四颗以上的定位卫星的电磁信号，接收机可根据所接受到不同卫星之间信号的时间差，准确的计算出接收机该时距离各卫星的距离。由于GPS卫星在空中位置可知，因此可通过一定的计算公式将卫星位置和已测出的距离进行换算，确定接收机在地球上的位置，包括经纬度、海拔等地理信息。目前，GPS导航系统已开始应用于考古测绘、农业生产、城市交通及国际战争中。如在黑龙江的三江平原地区，因其是汉魏遗址，所以是考古重要地点，文物保护部门利用该定位专业技术，对遗址进行精确定位，并将遗址群绘制成为平面彩色图系，不仅使数据精确，更节省了人力物力；城市交通上以上海为首，历史性的跨入了“卫星时代”，交通部门可通过卫星定位对城市车辆进行定位，方便政府部门的管理，更便捷了百姓生活；国际战争上，利用卫星定位系统能够准确计算敌方阵营及重要部署，能顺利开展战争，给敌方造成致命突袭，有力把握住战争局势。
现采用的最新GPS卫星定位系统，能对发生的各种复杂变更情况较快适应，节省时间，避免人力损耗，能克服传统测量方法所存在的弊端，对动态监测过程能够真正实现数值化和信息化。在工程测量实际测绘过程中，GPS系统不只可以用于测量和导航，同时可用于测速及测时。GPS定位系统在测量过程中具有如下优点：
1.测站间的相互通视是传统测量学中一个较难解决的问题，但在利用GPS定位系统过程中，避免了测站间的通视问题，能够使选点更加方便灵活，并使造标费用大大节省。
2.定位精度较高。GPS测量的优越性能随距离的增长而愈显突出。在一份对北京土地开发项目实施中，所要开发地区涉及10个边远郊县，而且多数位于山区地带，工作人员进入该地区后，易迷失方向，难以定位。通过GPS测绘专业技术的使用，可在50km以下的基线上，相对定位精度达到百万分之一上，在100km以上的基线上，定位精度达到千万分之一，轻松解决定位难问题。
3.定位迅速。利用该定位系统进行静态相对定位时，对20km以下的基线，快速相对定位通常只需20分钟；在动态相对定位时，完成初始化工作以后，可任意时刻对流动站进行定位，观测时间仅需几秒。
4.全天候工作。利用该专业技术进行观测定位的过程中，不受时间、地点限制，也不会因天气状况影响观测效果。在平面控制测量的过程中通常以导线如结点、闭合导线的形式进行测量；在重要构造物测量时，通常布设成线形锁、三角网的形式。
二、工程测绘过程中GPS专业技术实施
1.工程测绘选点与标志的建立
在选点的过程中要注意以下要求：点位应选在交通便利的地带，同时保证该地带视场要开阔；在对电磁波有干扰的地带不宜选点，如高压线、电视台及大面积的水域地带都将干扰电磁波的接收，在选点时不容忽视。
2.工程测绘外业的观测
GPS的对外观测作业主要有天线的安置、实时观测及对观测结果的记录等。
2.1安置天线
安置天线过程中主要注意对中、定向、整平和对天线高的量测。在静态相对定位的过程中，要把天线架设在三脚架上，并在标志中心的上方进行对中，同时保持基座上的水准气泡在居中位置。调整天线定向过程中，要确保定向标准线正向北方，误差小于5度。测量天线高时，应从相位中心量起，直至观测点的标志中心，此段垂直距离即为天线的垂直高度。
2.2观测作业
在进行作业观测任务时，及时捕获卫星的信号，并实时跟踪处理，获得定位所需的信息和数据，在安置完天线以后，为确保电源和接收机的正常开通，要将接收机安置在离天线不远的安全区域内，在开启电源进行观测时，要保证系统已检查无误。
2.3数据处理与成果校核
为了保证对外观测的质量和预期定位精度的实现，对观测成果的校核成为一重要环节。在结束观测任务以后，要对获得的观测数据及时进行分析、校核，对出现的不合格的观测结果要及时采取补测措施，经确认数据无误后，方可对数据进行处理。
三、GPS工程测绘实施实例
1.GPS用于大桥的控制测量
作为对长江两岸鄂州市和黄冈市起连接作用的鄂黄长江公路大桥，在建造初期为使施工及设计便利，采用GPS专业技术对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。以双大地四边形布网作为设计方案。与江面垂直的长边约为1200m，平行的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。
在平差处理以后，控制网的精度通常为：误差在最弱点位中为1.93cm，在最弱边长相对为1/113000，使Ⅲ等平面控制测量的精度要求得以了满足。
2.GPS测量用于导线控制测量
在河北境高邑至邢台段的京深高速公路地处华北平原，地势坦荡平整，最大相对高差在20m左右，平均海拔大约在50m，境内分布较多村庄。植被多为小麦及田间行树并密集分布着机耕道和公路。
在导线测量过程中，采用三台Wild 200 GPS接收机，采用点连接方式开始作业，三台接收机同时作业。完成作业后，使其向前滚动。
3.GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量
关键词：GPS建筑变形，监控
近年来，伴随着国民经济建设的高速发展，高层建筑在形体和结构上显得日益复杂，加之施工工艺不断改进，这就对建筑物的变形监测提出了很多新的要求。由于高层建筑物有很多不利的监测环境，而施工工艺的改进又对形变监测工作提出了快速、高精度的要求，这些都让传统监测方法工作时显得力不从心，所以利用新的技术手段和研究新的监测方法尤显重要。GPS系统由卫星星座、接受机和地面控制站三大部分组成。作为20世纪一项高新技术，它因速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点，而获得了广泛应用。
1 GPS与传统测定方法的比较
1.1传统方法测定高层建筑动态变形的特点
在测定高层建筑变形量时，传统的测定方法有加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等。论文写作，GPS建筑变形。
加速度传感器法所测得的位移误差较大。激光铅直仪法只能提供建筑物局部的、相对的变形信息，测量精度较低，易受气候、风等因素影响。对较低的建筑物较为适用，对于高大建筑物(高度300 m以上)，精度会受到较大的影响。全站仪法测定的是建筑物的绝对变形信息，可用于各类建筑物，但在恶劣气候条件(如台风、大雨等)下，因激光跟踪目标困难，所以使用受到限制。近景摄影测量技术由于摄影距离不能过远，大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备，因此，尚不能普及应用。
所以不难看出，加速度传感器法、激光铅直仪法、全站仪法、近景摄影测量技术等观测技术，在精确度、自动化程度等方面，已不能满足高层建筑的动态监测要求。
1.2 GPS测定高层建筑动态变形的优势
随着军用技术转民用的限制逐渐降低和高速发展的硬件和软件技术，GPS技术的优势已经越来越明显。
(1)可以全天候观测。实时动态(简称RTK)测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。可通过实时计算定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功。
(2)仪器精度高。GPS相对定位精度在50 km内达； 100～500 km达，1000km以上可达。且独立布点不会有误差积累，测量过程自动进行，不会有人为因素造成的错误，测量数据稳定可靠。
(3)自动化程度高。用GPS接收机进行测量时，仅需一人将天线准确地安置在测站上，量测天线高，接通电源，启动接收机，仪器即自动开始工作。在结束测量时，只需关闭电源，收起接收机，便完成野外数据采集。
(4)可减少误差。在变形监测中，只要天线在监测过程中能保持固定不动，接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果。
(5) 操作方便。仪器体积小，重量轻，容易携带搬运，劳动强度小，外业工作量小。
(6)应用前景广。GPS技术具有全球、无误差积累等优点。使观测工作效率大大提高，同时也节省了大量的人力和物力。
2GPS变形监测技术
2.1 GPS变形监测模式
GPS用于变形监测的作业模式可概括为周期性和连续性两种。当变形体的变形速率相当缓慢，在局部时间域和空间域内可以认为稳定不动时，可利用GPS进行周期性变形监测，监测频率可为数月、一年或甚至更长时间。连续性变形监测采用固定监测仪器进行长时间的数据采集，获得变形数据系列，此时监测数据是连续的，具有较高的时间分辨率。周期性监测模式一般采用静态相对定位测量方法。论文写作，GPS建筑变形。连续性监测模式，适用于对自动化要求高，数据采集周期短的监测项目。在数据处理方法上，可选择静态相对定位和动态相对定位两种方法。在一些高层建筑物等工程的动态监测中，可运用GPS连续监测模式。论文写作，GPS建筑变形。该模式实现24小时的连续观测，使监测、监控、决策实现远距离控制，但该模式要求GPS接受设备必须永久固定在变形点上成本较高。
2.2 GPS在变形监测中的测量方法
按监测对象及要求不同，GPS在变形监测中可选择静态测量法，快速静态测量法和动态测量法三种。
1)静态测量法：静态测量法，就是把多于3台GPS接收机同时安置在观测点上同步观测一定时段，一般为1小时至2小时不等，用边连接方法构网，用后处理软件解算基线，经平差计算求定观测点三维坐标。这种方法定位精度高，适用于长边，测边相对精度可达。论文写作，GPS建筑变形。论文写作，GPS建筑变形。
2)快速静态测量法：这种方法尤其适用于对监测点的观测。其工作原理是：把两台GPS接收机安置在基准点上固定不动连续观测，另1～4台接收机在监测点上移动，每次观测5～10分钟(采样间隔为2秒)，经事后处理，解算出各监测点的三维坐标。
3)动态测量法：该方法又分准动态测量方法和实时动态测量法。实时动态测量方法原理是：在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给在各监测点上移动观测(1～3秒钟)的GPS接收机，移动GPS接收机在接收GPS信号的同时，通过无线电接收设备基准的观测数据，再根据差分定位原理，实时计算出监测点三维坐标及精度。
一般基准网应采用静态测量方法，当基准网的边长超过10 km，要考虑基准网的起算点与国际IGS站联测，基线向量解算时采用精密星历，保证基线解算的精度。对监测点进行测量时，可采用快速静态测量法。在桥梁监测时，可选择实时动态测量，如果距离近，基准点与监测点有5颗以上共视GPS卫星时，精度可达1～2 cm。
3 GPS测量数据处理
GPS数据处理过程可划分为基线解算和网平差两个阶段。
GPS基准网的基线解算，应采用GAMIT或Bernese软件和IGS精密星历。平差计算应采用PowerADJ科研办软件。对高精度GPS的数据处理分为两个主要方面：一是对GPS原始数据进行处理获得同步观测网的基线解；二是对各同步网进行整体平差和分析，获得GPS网的整体解。这些软件数据处理的重点都在于同步网的基线处理，而在网平差分析方面，特别是多个子网的系统误差分析、粗差分析及随机误差处理方面，暂无好的处理方法。
4 结语
GPS这种全新的定位手段，在工程实践中已逐步得到认同。目前，我国正处于经济发展的历史性的发展时期，各种基础设施的大量建设，各种新材料、新技术的采用，使建筑工程这一传统产业呈现勃勃生机。论文写作，GPS建筑变形。随着GPS技术的进一步开发，特别是有关高层建筑施工领域的应用技术包括基础理论的研究、实践方法的探索、信号接受手段的更新、信号处理方法和软件的开发等的发展，再加上若干工程的应用、积累和提高，GPS技术将成为在高层及超高层建筑方面广泛使用的方法。
参考文献
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关键词：GPS技术，桥梁，变形监测，应用
1.引言
由于GPS技术具有定位精度高、作业速度快、费用节省、相邻点间毋需通视、不受天气条件影响等常规测量技术不可比拟的优点。因而它在测量领域得到了广泛的应用。同样地，在工程测量领域的大桥变形观测中，用这种高新技术来建立其监测系统，已成为一种重要的手段和方法。
2.桥梁变形监测系统的建立
2.1桥梁变形监测的概念及其意义
大型桥梁的建设和维护是一个国家基础设施建设的重要部分，桥梁变形监测就是运用现代传感与通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。
其意义在于可以实时掌握桥梁现场的交通状况，有利于桥梁管理部门进行合理的交通管制，及早发现桥梁病害，确定桥梁损伤部位并进行定性和定量分析，在突发事件之后还可以评估桥梁的剩余寿命，为维修养护和管理决策提供依据和指导，在桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，有效预防安全事故，保障人民
生命财产的安全。
2.2 GPS变形网的优点
与传统的形变网相比,GPS形变网有如下优点:
(1)GPS形变网的观测精度与网的图形结构关系不明显;
(2)当整周模糊度确定之后,观测量的权与观测时间的增加不成正比;
(3)网中的每一条基线都含有长度和方位信息;
(4)当观测仪器和作业模式确定之后,基线解的精度与观测时刻紧密相连。即与观测时刻的RDO P(相对位置精度因子)有直接关系。
2.3GPS变形监测网的建立与实施
对大型桥梁来说,GPS变形监测网一般由一个或若干个独立观测环构成,以三角形和大地四边形组成的混合网的形式布设.一般来说,实地选点时要注意以下几点:(1)点位的基础应做到坚实稳固,并易于长期保存,不能选在夏季洪水易淹没的地方;(2)点位视场内障碍物的高度角不能超过15°,以减少卫星信号被遮挡;(3)点位应远离大功率无线电发射源,其距离不得小于200 m,并远离高压输电线和微波无线电信号传输通道,其距离不得小于50 m,以避免电磁场对卫星信号的干扰;(4)点位离江(河)应有一定的距离,附近不能有大面积水域,以减弱多路径效应的影响;(5)点位离大桥的距离至少在200 m以上,减少大桥行车时对点位本身和GPS观测时的影响;(6)点位的数量视桥型大小而定,一般来说,在江(河)两岸桥梁的两侧至少各有一个点,大型桥梁应适当增加,还应联测国家已知点或施工控制网的点.
2.4监测数据处理
桥梁结构变形监测系统中，要进行的数据处理与分析主要包括:WGS一84坐标到桥梁局部坐标系变换、风对大桥位移的影响、温度对大桥竖向位移的影响、辆对竖位的影响、频析、监测据压缩储。
2.4.1监测数据预处理
对于任何一个监测系统，其监测数据中或多或少会存在一些奇异值，尤其是GPS接收信号存在噪声，在用作演示前要进行监测数据的平滑处理，在变形分析的开始，有必要将该奇异值进行剔除。该系统是无人值守24小时连续实时监测系统，在传输过程中也难免会出现一些数据丢失的现象，这时应根据丢失点的前后数据通过插补得到该数据，以保证监测数据序列的连续性。
2.4.2坐标变换
由于GPS位移实时监测系统获得的监测点的坐标是WGS一84坐标系下的坐标，为了便于分析桥梁的变形，通常应将所得到的WGS一84坐标按高斯投影变成平面坐标，然后变换成桥梁局部坐标系下的坐标。在监测站，接收来自卫星的信号和来自基准站的信息，采用GPS软件进行实时差分处理，可得到监测站的三维坐标，并以一定的采样率发送到监控中心;监控中心接收各监测点的监测结果，并通过数据处理软件作进一步的处理与分析，可以得到结构在特定方向上的位移、旋转角等参数。
2.4.3.风载温度车辆荷载对桥梁位移的影响
实时记录桥梁所在位置的风速、风向，根据GPS所得测点的对桥身、塔顶、主缆的三轴向位移资料，可对大桥进行风力将就监测及结构的抗风振验算复核。GPS监测系统长时间监测大桥整体结构的位移变化，可引证因环境温度而引发的日夜和季节性的位移变化周期。对一般大跨度桥梁而言，交通挤塞是交通(车辆)荷载的主要设计考虑因素。测量和论证交通荷载设计假设和参数的有效性是大跨桥交通荷载监测的主要项目。论文参考。从GPS监测系统得出的桥身、塔顶、主缆的三轴向位移资料，可与交通荷载分布状况的监测资料互相验证，协助进一步制定桥梁结构的各级应力阶段，并用作大桥主要构件的疲劳估算。论文参考。绘出位移时程曲线图，对照相应时间内的风速、环境温度、车辆荷载等，便可很直观地显示出桥梁位移随风速、温度和车辆荷载变化而变化的趋势，定量地分析出在某一温度、某一风速、某种荷载时桥梁前产生的最大位移，最后由这些成果来分析风速、温度和车辆荷载对桥梁位移的影响程度。
2.4.4.频谱分析
通过分析监测点位移时程曲线，可以得到桥梁的震动频率和振幅。利用快速傅立叶变换的方法，通过频谱分析可以得到监测点功率谱曲线，与设计的理论值或不同时段的功率谱曲线进行比较，以诊断桥梁结构的稳定性。论文参考。
2.4.5.监测数据压缩存储
桥梁动态监测系统是一个长期的动态监测系统，因而从监测系统中采集的监测数据是海量的，以至很难采用传统的文件形式管理监测数据，必须采用一定的措施。此外，对来自监测系统数据处理与分析子系统的统计数据、处理和分析结果也应该进行有效的管理。数据库技术是管理海量数据的有利工具，而且采取一定的数据压缩技术，会对数据的存储更为有利。最为有效的办法是对监测数据建立动态数据库，并能进行监测数据的定期更新、备份和恢复。
3.结束语
GPS技术可以克服传统的桥梁结构监测方法的缺点,测定位移值的精度可以达到厘米级(R T K)甚至毫米级(相对静态)的精度.GPS可以实时地得到监测点的三维坐标,特别是可实现多点同步观测,受外界影响小,数据采集方便,可实现实时性、自动化管理. 因此可较好的应用于大桥运营的安全性管理上, 国内外的多项实例也表明,GPS技术在大型桥梁变形监测中具有广阔的应用前景.
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关键词：RTK，CORS，电台，GPRS
RTK(Real Time Kinematics)是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。论文格式，CORS。自20世纪90年代初，RTK技术一经问世，就以其高精度、高效率的优点，极大地拓展了GPS的使用空间，被广泛应用于控制测量、地形地籍测量、工程测量等领域。论文格式，CORS。
在RTK作业模式下,基准站通过无线电数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的载波相位信息,还要接收来自于GPS卫星的载波相位信息,并组成相位差分观测值进行实时定位。目前生产中常用的RTK作业模式由电台模式、GPRS模式和CORS模式，下面就这三种常用作业模式的原理和优缺点加以浅析。
1、常规（电台）模式1.1、系统组成及原理常规RTK系统主要由一个参考站（基准站）、若干个流动站及数据通讯系统（电台）组成。在常规RTK作业模式下，一个临时建立的基准站对所有可见的GPS卫星进行连续观测，并通过数据通讯系统将其观测值和测站坐标信息直接传送给流动站，流动站采集GPS观测数据的同时，通过数据通讯系统接收来自基准站的信息，并组成差分观测值进行实时处理，得到厘米级定位结果。
1.2、工作流程1)、基准站获得用户输入的测站坐标信息，采集GPS观测数据，并将二者通过数据链直接向流动站发送。
2)、流动站采集GPS观测数据，同时接收基准站发送的信息。
3)、流动站组成差分观测值进行实时处理，得到厘米级定位结果。
1.3、作业方式常规RTK作业时利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在视野开阔、已知坐标且点位精度较高的控制点上作为基准站，另外的GPS接收机用来测定未知点的坐标（流动站）。基准站将GPS观测值和设站点的坐标信息通过数据通讯链传送给流动站，流动站根据所接收的信息和本身所采集的观测数据进行实时数据处理得到未知点的坐标。
1.4、作业优缺点相比传统测量技术，常规RTK技术存在以下优点：
1)、观测时间短，有效地提高了工作效率，缩短野外作业时间，大大减少了劳动强度。论文格式，CORS。
2)、定位精度高。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为8km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，这是普通测量方法很难达到的精度。
3)、全天候作业。RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波”通视，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要能满足RTK的基本工作条件，它也能进行快速高精度定位，有利于按时、高效地完成外业测量工作。
4)、RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强。RTK可进行多种内、外业测量工作。移动站利用自带软件，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作和人为误差，保证了作业精度。但常规RTK技术本身也存在一定的局限性，使得其在应用中受到限制，主要表现为：
1)、用户需要架设本地的参考站；
2)、误差随距离增长，可靠性和可行性随距离加大而降低；
3)、误差增长使流动站和参考站距离受到限制。
4)、常规RTK数据通讯通常采用无线电技术（常规电台），流动站和参考站距离受到基准站电台天线高低及障碍物影响限制较大。
2、GPRS模式2.1、工作原理及方式GPRS模式的系统组成、原理及工作方式和常规RTK类似，只是数据通讯方式的不同，这种作业方式使用GSM、GPRS／CDMA模块或带串口线的手机（具备蓝牙功能的GPS主机可直接使用蓝牙手机），参考站信号以GSM或GPRS／CDMA的方式通过移动通讯的发射基站实时播发，流动站以相应方式接收差分数据。
作业时通过GPS生产厂商或服务商提供用户的服务器IP地址及端口号登陆，基站启动后数据会自动通过服务器转发，移动站与其绑定即可获得基站数据。论文格式，CORS。
2.2、作业优缺点相比常规电台通讯，由于减少了常规电台及相关设备，故仪器配置简单，携带方便，减轻了野外作业的劳动强度，且作业距离有较大改观，特别是在城区，建筑物严重影响常规电台作业距离，而GSM或GPRS／CDMA是借助于移动通讯的发射基站，能保证有手机信号的地方均能接收到来自基站的差分信息，测量范围更加广泛。此外，基准站位置的选择更加不受限制，无需架设在高点。但采用GSM或GPRS／CDMA通讯的稳定性较差，容易受一些外部电磁信号干扰，作业范围取决于移动通讯的网络覆盖度。一般来说，因地理区域不同稳定性差异很大，经济发达地区信号稳定较好，行政区域交界处移动通讯网际切换频繁而导致稳定性较差。对于需持续采集点位、稳定性要求较高的作业如水下地形测量定位，受影响较大。采用GSM或GPRS／CDMA通讯还会产生费用，尤其是以GSM通讯，按照移动通话的标准收费，跨区域作业时还存在漫游费。
3、CORS（网络RTK）模式3.1、CORS系统组成及原理为了解决常规RTK技术存在的缺陷，实现大区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络RTK技术应运而生。网络RTK也称多基准站RTK，是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位新技术。论文格式，CORS。它由基准站网、数据处理中心、数据通讯链路和用户部分组成。论文格式，CORS。
3.2、作业方式采用CORS模式的作业方式非常简单，只需一台有GPRS模块（或具有WAP上网功能的蓝牙手机）的流动站主机、一个控制手簿、一根对中杆，登陆当地的CORS系统就可以作业了。为此要做以下准备：
1)、从当地CORS系统管理部门获取IP地址、端口号、源列表、用户名和密码等信息；
2)、办理一张手机卡，并开通GPRS net 流量，可以采用包月的方式，一般两小时的GPRS 流量为一兆，可以根据每月的作业时间计算总流量，包月套餐。
3.3、CORS系统优缺点CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式，其主要优势体现在：
1)、改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围；
2)、采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；
3)、采用了多个参考站的联合数据，可以有效地消除系统误差和周跳，大大提高了可靠性；
4)、用户不需架设参考站，真正实现单机作业，提高了仪器使用效率；
5)、使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；
6)、提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；
7)、扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航。
CORS模式除了具有GPRS模式的缺点外，还有以下不利之处：
1)、由于目前各种方法都不是十分成熟，技术上还没有统一的国际标准或行业标准；
2)、系统的首期投入较大，需要较多的启动资金，而且日常维护费用大。
4、结束语以上简单了介绍三种常用RTK作业模式的工作原理及优缺点，希望大家能根据自己项目的特点和技术要求，灵活选用不同的作业方式来提高工作效率。
1 GPS—RTK系统的基本组成
GPS—RTK系统主要由基准站和流动站组成，其中基准站由GPS接收机、电台、调制解调器、基准站手薄、接收机天线盘、基座、电台天线、三脚架、蓄电池等组成;流动站主要有流动GPS接收机、手薄、手薄托杆、接收机天线盘、背包等组成。在进行GPS—RTK测量时，要保证测量设备能同时接收5颗GPS卫星信号，并且能同时接收GPS卫星信号和基准站差分信号。
2 GPS—RTK技术的基本原理
采用GPS—RTK技术进行定位时，需要基准站和流动站紧密的进行配合，基准站将测站的已知数据和观测值利用数据链传送到流动站，流动站接收到基准站的信息后，会在系统中，和采集的GPS观测数据进行对比处理，然后得出精确的定位结果。整个过程十分快捷，能在几分钟甚至几秒内完成，并且定位精度能达到厘米级。GPS—RTK技术定位的关键是数据传送和数据处理，随着科技的不断进步，GPS—RTK技术的数据传输和处理将会越来越先进，而GPS—RTK技术的应用也会越来越广泛。
3 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的优势
及不足
3.1 GPS-RTK技术在高压输电线路测量中的优势
GPS—RTK技术的测量效率很高，在传统的输电线路测量过程中，需要先确定平面位置，然后在进行高程测量，将GPS—RTK技术应用在高压输电线路测量中，可以利用GPS—RTK技术的三维坐标信息，不需要进行中平测量，极大的提高了输电线路的测量效率。RTK技术测量覆盖面很广，一般情况下，一个参考站能覆盖10 km，在整个线路中，只需要设置好首级控制网，就能覆盖整条线路，在测量放样过程中，只需要控制好首级点的坐标，就能随时进行中线放样，不需要担心由于一些重要点丢失，对整条线路的测量造成困难。RTK技术的测量精度很高，首级网和中线可以直接进行联系，不会积累误差的现象，能有效地提高测量精度。GPS—RTK技术在高压输电线路勘测中基本实现了智能化、自动化数据处理，极大的提高了测量作业的工作效率，降低了测量人员的劳动强度，降低了测量费用。
3.2 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的不足
在进行GPS—RTK测量时，测量结果可能受到卫星可见度的影响，并且外界干扰也会对测量结果造成一定程度的影响，同时采用GPS—RTK技术进行高压输电线路测量时，需要提供合理的电源。由于很多高压输电线路会通过山区，而山区的测量条件比较差，采用GPS—RTK技术勘测时，要根据实际情况，选用合理的观测时段和观测点，从而保证获得良好的观测效果。
4 GPS—RTK技术在高压输电线路测量中的应用
4.1 测绘中小比例尺地形图
一般情况下，高压输电线路的选线设计往往会使用
1？誜5 000的比例尺或1？誜10 000的地形图上进行，对于这些中小比例尺地形图，如果使用航测方法进行成图，需要建立控制网，并进行航空摄影，然后在进行测量、外业调绘，最后还需要在野外进行信息采集，并在测量站中进行地形图编辑。这种成图方法的干扰因素很多，工作步骤也比较繁多，成图时间比较长，对线路的选线设计有很大的影响。如果采用GPS—RTK技术，只需要在野外采集局部点的数据及相关信息，就能在现场编辑地形图，这种方法成图速度快，操作简单，极大地降低了成图的难度。一般情况下，当高压输电线路小于100 km时，常采用GPS—RTK技术进行地形图测量。
4.2 定位测量和定线测量
当地形图测量完成后，工作人员就能在地形图中将高压输电线路的走向绘制出来，并初步确定转角塔的位置，然后勘测人员会根据塔位坐标进行定位测量和定线测量。为保证控制点能用于统一的坐标系中，在测量高压输电线路时，勘测人员会利用过去的控制点求解某一区域的转换参数。在测量前对测量区域进行点校正，基准站校正点坐标的获取方法有两种：
①直接利用已知的静态数据，将校正点坐标输入手薄中进行求解。
②将仪器设置基准站上，从手薄中读取出基准站的校正点坐标，然后将流动站设置控制点上，采集到校正点的坐标。
在测量过程中，勘测人员要将校正参数记录在手薄中，从而对其他控制点进行校正。
4.2.1 定位测量
勘测人员可以根据塔位坐标，利用GPS—RTK技术的定位功能，将塔位点的坐标输入手薄中，GPS—RTK系统就会自动将塔位的实际位置显示出来，在测量过程中，勘测人员可以利用手薄上的收敛值，对放样点的定位精度进行确定，当点位的精度达到相关要求后，就可以停止观测，将点位坐标存储起来。当测量区域没有干扰时，仪器锁定5颗GPS卫星后，RTK测量能在5 s内获得固定解，此时手薄显示的收敛值能真实的反映定位点;当测量去有一定的干扰时，RTK测量需要几十秒甚至几分钟获得固定解，此时手薄显示的收敛值可能存在一定的误差，这就需要勘测人员认真的采集术数据，并对观测质量进行认真的审核，从而保证定位点的可靠性。
4.2.2 定线测量
勘测人员可以使用GPS—RTK技术的定线功能，将相邻两个转角塔的坐标输入手薄中，建立基准线，系统就会显示一个单位圆和主线，同时还会得出流动站实际位置和主线之间的距离及流动站偏离主线的角度，勘测人员可以根据主线的位置移动流动站，当主线和流动站重合后，就能确定两个转角塔之间直线塔的位置。
4.3 断面图测量
利用GPS—RTK技术的定线功能，将两个转角塔的坐标输入系统中，根据手薄显示的结果，找出中线点的位置，然后根据当地的地形特征，每隔一段距离采集一个中线点，然后将采集的信息存储起来，完成野外数据信息的采集。野外数据信息采集完成后，将采集的信息输入计算机中， 对这些信息进行整理编辑，就能形成断面图。数据输入计算机的方法有以下三种：
①利用手工输入法，将原始数据输入计算机中。
②采用表单输入法，将原始数据批量输入计算机中。
③导入法，利用数据连接线，将手薄和计算机连接起来，将原始数据导入计算机中。
在这三种方法中，手工输入法费时费力，容易出现错误，不能用于大的电力工程中;表单输入法和导入法能对数据[第一论文 网专业提供毕业论文写作和写作毕业论文论文的服务，欢迎光临dylw.neT]进行批量处理，具有比较高的自动化程度，因此，在实际测量中，测量人员要根据实际情况，选择合理的数据输入方法，快速、有效地得出断面图，从而为高压输电线路施工的顺利进行提供保障。
5 结 语
GPS—RTK技术具有测量精度高、测量效率高、覆盖面广等优点，将其应用在高压输电线路测量中，能有效地提高测量质量，为高压输电线路的施工质量提供保障，因此，在实际测量中，要合理使用GPS—RTK技术，促进电力行业的快速发展。
参考文献：
关键词：GPS，数据链，整周模糊度
1概述全球定位系统（GlobalPositioningSystem）作为新一代的卫星导航与定位系统，以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经在测量领域得到了广泛的应用。GPS技术表征的平面位置，其精度之高以被人们所认识和接受。但是GPS高程精度如何，一直是人们普遍关心的问题。为此，国内一些测绘单位进行了若干试验，从试验结果来看，在较为平坦或浅丘的地区，GPS高程可以达到三～四等水准精度。
2 GPS RTK技术 差分GPS定位技术是一种高效的定位技术，它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，另一台用来测定未知点的坐标（称移动站），基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。 RTK（Real TimeKinematic）技术是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它又分为修正法和差分法，修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站的接受到的载波相位，再解求坐标，也称准RTK。差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算坐标，也称真正的RTK。RTK的关键技术主要是初始整周模糊度的快速解算，数据链能优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。RTK工作原理及模式具体结构示意图如图1、2。
图1基准站结构图
图2流动站结构图
2.1 RTK正常工作的基本条件 2.1.1基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。
2.1.2基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号。
2.1.3基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则RTK须重新初始化。
2.2 RTK的精度 RTK技术采用求差法降低了载波相位测量改正后的的残余误差及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响，使测量精度达到厘米级，一般系统标称精度为10mm+2ppm。工程实践和研究均证明RTK能达到厘米级精度。
2.2.1 RTK的平面精度：通过对天宝5000系列RTK的研究表明：A、数据链信号接收半径超过15公里，但RTK测量结果只在4公里的范围内保持了较高精度（用全站仪检查其中误差在5cm以内），4公里以外的测量结果误差明显增大，测量结果不可靠。B、接收到的卫星数目越少，测量结果标准差越大，但只要能接收到5颗以上卫星，得出的固定解就能达到仪器标称精度。
2.2.2 RTK的测高精度：为检验Trimble 4000（OTF）（标称精度为垂直20mm+2ppm），通过292个点的观测误差分析，得出：（1）高程观测平均值为162.701m，标准差为8mm。最大值为193.921m，最小值为193.866m，有97%的数据中误差小于20mm。即RTK的固定解能达到仪器标称精度。（2）当VDOP < 2时，观测结果最优，当VDOP＞4时，标准差明显增大，但仍优于标称精度，可见卫星分布对高程精度有影响，但影响不大。（3）当接收卫星数目超过6颗时，标准差变化不显著，当接收卫星数目为5颗时，标准差明显增大，但仍优于标称精度。（4）可见，只要接收卫星数目超过5颗，VDOP < 4，能得出固定解，这种RTK就能达到测高标称精度。（5）北京一家公司在2000年对ASHTECH轨迹GPS RTK系统进行测试，结果表明，RTK测得的X、Y平面坐标同精确值之差的平均值为4-9mm；高程同精确值之差的平均值，边长小于5Km时约13mm，边长10Km时约37mm；距离同精确值之差的平均值为3mm。论文参考网。
2.3 RTK数据链的传输特性及适用范围 要使RTK连续快速地获得固定解，就必须使RTK移动站连续、可靠、快速地接收到基准站发来的数据链信号，数据链传输的高可靠性和强抗干扰性主要受地形地势的影响。目前，RTK系统的数据传输多采用超高频（UHF）和高频（HF）播发差分信号，这三种频率的特点如表2-1所示。
表2-1 三种频率信号的特点（采用30W电台）
1.1 数学原理
GPS 信号跟踪是利用捕获到的粗略码相位和载波多普勒频移实现本地信号与输入信号的准确同步，从而提取出导航电文。其数学原理[4]97 如下：单颗GPS 卫星信号经滤波、下变频、A/D 转换后得到数字中频信号，其数学模型。
1.2.1 码跟踪环路
码跟踪环路用于保证精确对准输入信号C/A 码的位置。通常使用一种延迟锁相环DLL（delay locked loop），也称码超前-滞后跟踪环路。在该环路中，伪码发生器产生超前（E）、即时（P）和滞后（L）3 路信号，它们各相差0.5 个C/A 码元，分别与去载波后的输入信号进行相关， 通过观测这3 路相关值来判断本地C/A 码的前后移动。为了降低跟踪环路对本地载波相位对准程度的要求，码环通常设计成I、Q 两路正交形式[4]97. 1）相干鉴相器（IE-IL）是最简单的码鉴相器，无需Q 支路，但对载波环路要求很高。 1.2.2 载波跟踪环路
载波环使用一种对180°相位跳变不敏感的Costas 环来保证对输入信号载波相位的精确跟踪。
1.3 二阶锁相环
DLL 环和Costas 环都可以用一个线性的相位锁定环路模型[6]134-137 来分析其性能。该模型即二阶锁相环。
由上述分析可知：设定环路的BL,ζ 和增益k0kd这3 个参数即可得到环路的传递函数，进而得到整个环路信息。
2 算法实现与分析
2.1 环路参数对跟踪效果的影响
为分析环路参数对跟踪效果的影响，必须用特定的GPS信号跟踪仿真。为简化程序，在Matlab 环境下对单颗GPS 卫星中频信号进行仿真。设置中频信号频率f=4.309 MHz,采样率fs=12 MHz,仿真信号的C/A 码相位、载波多普勒偏移、信噪比都为可设参数。由于环路增益k0kd对跟踪效果的影响并不复杂，这里只讨论阻尼因子ζ 和噪声带宽BL对跟踪效果的影响。
2.1.1 阻尼因子ζ 对跟踪效果影响
阻尼因子ζ 决定锁相环到达最终稳态值的速度，ζ 值越小，锁相环到达稳态值的速度越快，但同时锁定过程中的超调量也越大。设定初始输入相位误差为60°， 在不同的ζ 值下，二阶锁相环鉴相器输出如图4 所示。由仿真结果可知，ζ值取0.7 时，环路很快到达稳态值时间，同时超调量又不大，为环路设计的合适值。 噪声带宽BL决定锁相环内所能容纳的噪声量， 同时也能影响环路的动态性能。载波环开始工作时，初始频率为捕获阶段给出的频率值， 这与实际信号的频率有一定的偏差，锁相环会逐渐地锁定真实频率。设定GPS 仿真信号的频率为4 312 272 Hz,捕获到的频率为4 312 300 Hz,存在-28 Hz 的偏差，在不同的BL下进行仿真。
2.2 实际信号的跟踪
由上述分析可知，锁相环的阻尼因子和环路噪声带宽对跟踪都有影响。在对实际GPS 信号进行跟踪的过程中需要不断调节码环与载波环的参数值，以确定合适的环路参数。这里设计合适的载波环与码环，用实际采集的GPS 信号对所设计的环路跟踪效果进行验证。跟踪后I、Q 两路在某段时间输出。
环路设计中，DLL 和Costas 环鉴相器分别选择非相关归一化和反正切形式。
3 结论
本文论述GPS 软件接收机跟踪环路的设计。首先比较载波环与码环不同鉴相器的计算量以及性能， 然后在不同的阻尼因子ζ和噪声带宽BL参数值下对锁相环的跟踪效果进行仿真比较， 最后选择了一组鉴相器并设计合适的环路参数对实际的GPS 信号进行跟踪，跟踪结果验证了所设计环路的有效性。用DSP 实现实时的GPS 软件接收机[7]是本文的后续工作。
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【关键字】新技术水土保持应用
中图分类号：S157文献标识码： A 文章编号：
一、水土流失危害
水土流失在我国的危害已达到十分严重的程度。它不仅造成土地资源的破坏，导致农业生产环境恶化，生态平衡失调，水灾旱灾频繁，而且影响各业生产的发展。
(1)破坏土地资源，破坏土壤肥力，蚕食耕田，威胁群众生存。水土流失破坏地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影响农业生产。威胁城镇安全，加剧干旱等自然灾害的发生、发展，导致群众生活贫困、生产条件恶化。阻碍经济、社会的可持续发展。
(2)引起气候变化，水土流失是在湿润或半湿润地区，是植被破坏严重导致的。如果是在干旱地区的植被破坏，则会导致沙尘暴或者土地荒漠化，而不是水土流失。严重的水土流失，破坏了当地水质资源，致使山区各小河流的河床升高。干旱时，地表径流多断流，形成地下水，造成严重旱灾；多雨时，则洪水泛滥，形成洪涝灾害，对人类的生命财产造成危害。
(3)加剧沟壑发展，随着水土流失程度的加深，沟壑发展也日益加剧。沟谷约占流域面积的10％，个别可达40％一50％。这样，就使大面积坡耕地支离破碎，耕种不便，以至弃耕荒废。
(4)堆积水库、阻塞河道、抬高河床，由于上游流域水土流失，汇入河道的泥沙量增大，当挟带泥沙的河水流经中、下游河床、水库、河道，流速降低时。泥沙就逐渐沉降淤积，使得水库湖泊淤浅而减小容量。降低其综合利用功能；河床变浅影响航运，破坏交通安全；泥沙淤积河床，加剧洪涝灾害。
(5)水土流失与贫困恶性循环，同步发展。
二、新技术在水土保持中应用的总体构架
新技术在水土保持中应用，涉及水土保持调查“规划设计”“工程施工”“监理监测”等各个方面。围绕水土保持监测网络和信息系统建设提出新技术应用的总体构架，水土保持监测网络与信息系统作为全国水利信息化建设的重要组成部分。以国家信息化发展战略为指导，站在实用“前瞻”科学的高度，基于自动化采集，网络与大型数据库技术，把水土保持管理工作纳入计算机网络信息管理之中，以水土保持监测点的自动化采集为基础， 以典型抽样调查为补充，以遥感、地理信息系统、全球定位系统、无线通信系统以及计算机网络技术为技术支撑，形成各级水土保持监测站点，包括水利部监测中心!流域机构监测中心站、省、自治区、直辖市监测总站，水土流失重点防治区监测分站和不同流失类型区的监测点，相互连接、高度集成的水土保持监测站网体系，改造和拓展水土保持信息采集方式，实现对水土流失及其防治动态的快速监测与预测，加快信息传输和处理速度，促进资源共享和开发利用，全面提高水土保持规划。
三、3S技术在水土保持动态监测中的应用
不同监测对象，不同监测层次，采用不同的监测方法与技术。总体说来，水土保持监测要综合运用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等技术和地面观测,专项试验、调查统计、数理分析等方法RS技术覆盖范围广，用于获取影响水土流失因素的信息;GPS技术数据采集速度快精度高,主要用于确定和获得地理位置信息;GIS技术优越的图形属性数据处理的特点,用于编辑、分析监测信息并对其进行管理。3S技术相结合对水土流失进行动态监测,为水土保持提供了一种新的技术方法。
1、遥感(RS)在水土保持动态监测中的应用
随着遥感影像资源的丰富和处理技术的日益提高，遥感影像覆盖面广"周期快"分辨率高和信息量丰富等特点使得它在水土保持工作的规划、治理、监督等方面的应用越来越得到重视。其宏观、快速和客观的优势得到充分的发挥，已经成为一个重要的水土流失监测手段。遥感动态水保监测是利用遥感的多传感器、多时相的特点，通过不同时间同一地区的遥感数据进行变化信息的提取。遥感信息的周期性和连续性为动态水保监测提供了可能。利用实时的遥感图像对土壤侵蚀强度的年度动态变化进行监测、分析土壤侵蚀总量以及年度变化趋势、植被资源动态变化趋势、工程措施治理效益、林草种植措施效益，对水土流失严重、生态环境恶化地区提出警示，通过对资料分析与评价!定期水土保持状况公告。
2、全球定位系统(GPS) 在水土保持动态监测中的应用
因遥感有一定的时间性，有时地面的变化,在影像上得不到及时的反映。这时即可运用GPS对其进行补充、校正，如某一区域在某一时段内进行了大面积的毁林、毁草开荒，而遥感影像反映的是此时段之前的信息。为了掌握新的变化动态，可应用GPS定位，在很短的时间内，将新破坏的区域准确的测绘出来，并且落到相应的空间位置上。这样即起到对原有信息的补充和修订作用，又准确获取地理位置信息。应用GPS对自然水土流失的监测可分成两个层次:
在宏观方面，针对大流域或一个区域可建立GPS控制网。在控制网的基础上，进行像控点测量，为航空遥感像片的定向提供加密点。这样有利于区域内水土流失和土地利用信息的采集和提取；在微观方面，针对坡面、沟头和沟底可利用GPS技术监测坡面地形变化、沟头前进和沟底下切速度、沟缘线后退速度，甚至可以监测典型样点水土流失量、流失厚度，包括崩塌、滑坡及堆积，对人为水土流失监测，不仅可以定期观测开挖面!堆积面的变化情况，而且可用GPS现场测量挖填土方量，堆积量和弃土弃渣量。此外，还可用GPS在最短时间内比较准确地确定开荒、毁林及破坏水土保持设施的数量、面积等。
3、地理信息系统GIS在水土保持动态监测中的应用
地理信息系统GIS为3S技术中信息处理中心，GIS可以通过某些已知相关的空间数据经运算得到新的空间数据，也就是可以对图形数据进行运算生成新的专题图件。在影响水土流失的因素中，地形因素是非常重要的，特别是坡度坡长因素，以往人勾绘坡度图既费时，又费工，并且精度不高。如果进行全省大比例尺的坡度，周期很长。GIS的DEM和DTM模型使这件工作变得轻松。DEM是利用已知的等高线采用某种数学方法插值生成，DTM是由DEM产生的一系列与地形有关的空间分布特征，如高程分布、地面坡度和坡向等，通过扫描设备或数字化设备将地形输入微机，经过矢量化，通过DEM和DTM模型运算，即可得到全省或全国的地面坡度分级图，还可把其它与水土流失相关的因素图，如降雨等值线图等，矢量化输进微机，运用叠加分析模型把影响水土流失的因素图叠加，输入适当的参数标准GIS即可生成土壤侵蚀强度分级分布图等新的专题图件，通过该专题图即可以获取水土流失发生发展动态变化情况，再通过一些其它相应的统计分析模型对水土流失的发展趋势、治理效益等进行分析预测，为水保行政主管部门和科研业务部门治理、监督、规划提供科学的依据。
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