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1、河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要I摘 要GPS 技术是当今信息社会发展最快的技术之一，GPS定位技术以其速度快、精度高、全天候、不受通视条件限制、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日，可以说GPS定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS 网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度GPS网，其主要任务是做为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架，为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务，或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网，包
2、括城市或矿区GPS 网，GPS工程网等，这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为国民经济建设服务。本文通过利用GPS对实地进行数据采集，并得出使用GPS测量具有效率高、费用省的结论。关键词: GPS测量，工程测量，GPS静态定位测量，动态GPS实时定位河南城建学院本科毕业设计（论文） AbstractAbstractGPS technology is one of the fastest growing technology in todays information society, GPS positioning technology for its speed, p
3、recision degree is high, the all-weather, without being limited by the visibility conditions, cost, simple operation and other excellent features are widely used in large ground control survey. Today, to say the GPS positioning technology has been completely replace the conventional measuring Angle,
4、 measuring means to establish the control network. We usually apply the GPS satellite positioning technology based GPS control net is called net. Can be roughly classified into the GPS network can be divided into two categories: a class of high precision GPS network is global or national, its main t
5、ask is to as a global high-precision coordinate frame or by the national high precision coordinate frame, for global geodynamics and space science scientific research work of the service, or to the research of regional tectonic movement or crustal deformation law and so on. Another kind is a regiona
6、l GPS network, including the city or area GPS network, GPS engineering network, etc., this kind of the distance between adjacent points in the net for a few miles to a few tens of kilometers, its main task is to directly serve the national economic construction.Based on the field to make use of GPS
7、data acquisition, and it is concluded that using GPS measurement with high efficiency and cost save.Key words: GPS,Engineering surveying,GPS static positioning measurement,Real-time dynamic GPS positioningII河南城建学院本科毕业设计（论文） 1 引言III河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IAbstractII1引言11.1 GPS 简介11.2 GPS 在我国发展历程11.
8、3 GPS 系统的应用前景22 GPS测量32.1 GPS定位测量原理32.2 GPS定位测量方式52.3 实时动态定位测量技术73 GPS在道路桥梁工程测量中的应用103.1工程规划阶段GPS控制网的布设103.1.1采用GPS静态技术布设首级平面控制网103.1.2动态GPS实时定位技术的应用123.2 GPS在施工建设阶段的应用133.2.1 GPS在施工过程中的应用133.2.2 放样工作143.3 GPS在变形监测中的应用153.4 坐标转换193.4.1地方基准点的选取对平面坐标的影响213.4.2单点坐标转换的适用性223.4.3工程独立坐标系GPS数据处理234 结论26参考文
9、献27致 谢28- 1 -河南城建学院本科毕业设计（论文） 1 引言1引言1.1 GPS 简介GPS 即全球定位系统（Global Positioning System）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行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。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS 以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的
10、技术革命。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不
11、断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。1.2 GPS 在我国发展历程新中国成立后，我国的航天科技事业在自力更生、艰苦创业的征途上，逐步建立和发展，跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。从1970年4 月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射了三十多颗不同类型的人 造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。70年代后期，有关单位在从事多年理论研究的同时，引进并试制成功了各种人造卫星观测仪器。其中有人 为摄影仪、卫星激光测距仪和多普勒接收机。根据多年的观测实践，完成了全国天文大地网的整体平差，建立了19
12、80年国家大地坐标系，进行了南海群岛的联 测。80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。十多年来，我国的测绘工作者在GPS定位基础理论研究和应用开发方面作了大量工作。80年代中期，我国引进GPS接收机，并应用于各个领域。同时着手研究建立我国自己的卫星导航系统。在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于 城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点，应用GPS实时动态定位技术（简称RTK）测绘 各种比例尺地形图并用于施工放样 。GPS卫星的精密定轨，为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务，致
13、力于我国自主的广域差GPS（WADGPS）方案的建立，参与全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS）的筹建。同时，我国已着手建立自己的卫星导航系统（双星定位系统），能够生产导航型GPS 接收机。GPS 技术的应用正向更深层次发展。1.3 GPS 系统的应用前景 当初，设计GPS系统的主要目的是用于导航，收集情报等军事目的。但是， 后来的应用开发表明，GPS 系统不仅能够达到上述目的，而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此，GPS 系统展现了极其广阔的应用前
14、景。用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命，为适应GPS技术的应用与发展，1995 年成立了中国 GPS协会，协会下设四个专业委员会，希望通过广泛的交流与合作，发展我国的 GPS应用技术。可以说GPS在我国的应用前景是无限的。2河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 GPS测量2 GPS测量2.1 GPS定位测量原理GPS卫星信号GPS卫星所发射的信号包括载波信号、P码、CA码和数据码(或称D码)等多种信号分量。其中，P码和CA码统称测距码。GPS的上述三种信号分量都是在同一个基本频率的控制下，通过对导航电文将他们的组合码分别调制在两个载波频率L1和L2上，生成GPS信号。两个载波的频率分别为：L1载波：=157542 MHZ，=1903cmL2载波：=l22760 MHZ，=24
