gps技术论文范文
时间：2023-03-30 08:30:42
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篇1
随着当代科学技术的革新，gps测量技术也逐渐得到了完善，具有高精度等特点，有效的推进测绘行业的发展。与普通的测量技术不同，GPS测量技术能够全天作业，在进行数据监测的过程中，运用GPS不仅能够有效的实现同一位置的连续观测以及不同位置的同步观测，还能够进行全天候监测。在监测的过程中，通过系统的三维定位，就能够实现任意地点以及任意时间的监测，无论是从技术操作方面看还是从时间监测方面看，都具有不可比拟的优势。
2GPS定位测量技术的优势
GPS定位技术起源于美国，从研发到投入使用，经历了20年的改进，最终成功的为世界的发展做出了贡献。GPS定位技术在我国各个领域内都得到了应用，效果较好。GPS定位测量技术具有精度高且全天候等特点。工程测绘工作通常要求较高，具有专业化与技术性等特点，随着科技的进步，如今也逐渐向信息化与数字化等方向发展，需要运用先进的测量技术来提高工作效率。
2．1测量精度较高
在工程测绘中，运用GPS定位测量技术，就能够通过全球定位系统进行定位，如此便能够保证运动载体实现最佳的路线运行。对于工程测绘工作来说，定位非常重要，按照实际的测绘需求，假如基线没有超过50km，就应当采用载波相位观测量，以此保证静态相对定位。在工程测绘工作中运用GPS定位系统中的测技术，就能够实现1×10－6以及2×10－6的精度，假如基线达到了100km－500km，相对定位的精确标准就能够达到10－6以及10－7的范围内。随着GPS定位测量技术的不断革新，测量的精度也会不断的提升。
2．2操作简便且节省时间
在工程测绘工作中运用GPS定位测量技术，操作简便，且能够节省时间。例如在工程测量中运用经典的静态相对定位模式实现测量时，假如测量的基线在20km内，单频接受的观测时间大约为1小时，而双频接受的观测时间则为15－20分钟，假如采用实时动态定位，初始的观测时间则为1－5分钟，其他不同位置的观测时间为几秒，因此在工程测绘中运用GPS定位测量技术，就能够有效的缩短观测的时间，有效的提升工作效率。目前，GPS定位系统已经分为高度自动化与智能化的系统技术，在工程测绘中运用GPS定位测量技术，就能够通过智能型接收机进行观测，工作人员只需安装一些开关仪器，就能够通过仪器进行实时监控。由于GPS定位测量技术的自动化程度较高，工程的测量与卫星捕捉都能够通过GPS定位测量仪器来实现，操作较为简便。此外，GPS用户接收机体积较小，方便携带，在日常工作中能够节约人力和物力，能够有效的节约工作成本。
2．3应用范围广
GPS定位系统的应用范围一般可从两方面来看，首先是运用于与各个行业中，人们最为熟悉的是车载导航，目前GPS导航系统目前已经成了汽车的基本配置。此外，GPS技术还广泛的应用于地质与矿产等行业中。其次，GPS定位系统还能够运用于环境条件中，GPS定位是借用卫星系统实现定位，一般不会受到天气与温度的影响，在对于工程测绘来说属于一大优势，因为工程测绘通常都是在野外工作，运用GPS定位系统能够克服恶劣的环境条件造成的影响，保证定位的精度。
3GPS定位测量技术在工程测绘中的运用
3．1测量工程变形情况
通常工程建设涉及的范围较广，经常会遇到一些人为因素或是地质运动造成的建筑物变形以及位移，假如出现此种情况，会直接影响工程测绘工作，使经济效益与社会效益受到影响。经过研究发现，造成工程变形的主要类别有大坝变形与建筑物沉降等，假如能够及时的对工程变形进行测量，就能够有效的减少工程变形对于工程测绘工作的影响。目前GPS定位测量技术已经开始广泛的应用与工程变形的监测工作中，例如运用高精度的三维定位技术，就能够对工程建筑出现的微小变化进行分析，提早做好防范准备，减少损失。
3．2大地测量控制网点
在大地测量网点工作中，通常需要花费大量的资源，且精度较低，无法适应当代社会的需求。为了解决这一问题，我国在1991年开始建设大地控制网，目前这一工程已经结束，并且已经开始运用。大地控制网能够测量数千里或者数万里，而城市控制网测量的距离较近，一般在十公里左右，但城市控制网的使用频率更高，对于城市建设来说具有非常重要的作用，因此需要借助GPS定位测量技术进行大范围的测量，为城市的发展做贡献。
3．3测量水下工程
在水下作业一般难度较大，需要考虑到水下压强以及流体力学等方面的问题，但随着资源的开发，这些资源对于国民经济的影响逐渐增加，进行水下工程测绘目前已经是测绘领域中必不可少的环节。GPS定位测量技术包括了三维测量技术，能够从纵向或者横向两个角度进行水下测量，同时还能够将测量的结果通过计算机分析软件与制图软件等直接呈现出来。例如在进行水下作业时，进行横线测量时应当选择差分GPS技术，如此便可有效的减少对于环境的影响，简化操作流程。而进行纵向测量时则应当选用探测仪，运用超声测量的方式得出具体的深度。
3．4测量矿井工程
目前我国已经将GPS定位测量技术运用于矿井工程的测量中，并通过GPS技术进行了测量演练，及时的对测量中存在的问题进行了分析。常规形式的测绘工作通常是由工作人员自行操作，人为操作较容易出现误差影响测绘工作的精准度，此外，在地质条件复杂的地段进行测绘工作，较容易出现安全事故，因此需要在矿井工程中运用GPS定位测量技术。采用GPS定位测量技术就能够高效的实现工程测绘中交互定位，且能够显示出最精确的测绘结果，同时还能够了解工程测绘工作的流程。为了保证测量技术在工程测绘中达到最佳效果，可在测量前运用计算机技术对于需要测定的位置进行分析，及时发现测量中可能会出现的问题，并做好防治措施，以此保证测量人员的安全，提高测量的精确度。
4结束语
篇2
全球定位系统（GPS）是美国第二代卫星定位系统。GPS接收机是由由24领卫星组成，其中包括21颗工作卫星和2颗备用卫星，并均匀的分布在6个近似圆形的轨道上。各个轨道平面之间的倾角为55，平均运行周期为11小时58分。一般情况下能同时观测到6颗卫星，最多时可到9颗卫星。GPS定位原理类似于传统的后方交会原理。如果已知空间GPS卫星的具置。如果仅需确定测站点的三维坐标则GPS接收机只需要继续接收3颗GPS卫星发射出的卫星信号。也就是取得卫星到测站点的几何直线距离，就可以根据后房交会的原理确定测站点的三维坐标。但实际中因为造价或工程费用的原因，GPS接收机中的时钟精度是有限的，同时与GPS时间相比有较大的偏差，所以就需要将这一时间作为待定的参数，将其与待定空间参数结合并就解，因此最少需要4颗全站仪卫星。
2GPS在道路桥梁工程测量中的应用
近年来，随着GPS定位技术的不断发展与完善，道路工程测量技术发生了革命性的变革，GPS技术为道路工程测量提供了崭新的技术方法和手段。以GPS技术为依据的高速度、高效率、高精度的GPS相关技术，正逐渐取代传统的用于道路工程测量中的测角、测距、测高程为主体的地面测量定位技术。与此同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间，定位方法已从传统的静态扩展到动态，定位服务领域已从传统的导航和测量领域扩展到当今国民经济建设的广阔领域。当今，我国GPS定位技术的应用已深入各个领域，例如：GPS技术已普遍应用到国家大地水准网、城市高程控制网、道路工程控制网的建立与改造中，同时在石油勘探、通信线路、高速公路、地下铁路、建筑变形、隧道贯通、大坝监测、地震的形变监测等也已广泛的使用全站仪定位-GPS技术。同时随着GPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的不断发展，单点定位精度不断提高，GPS技术不仅在工程方面应用广泛，在导航、石油物探点定位、运载工具实时监控、地质勘查剖面测量等领域将有更加广泛和优越的应用前景。
2.1GPS在道路建设工程控制网中的应用道路工程控制网是道路工程建设、管理和维护的基础，其精度要求与道路工程项目的性质及规模关系密切。常规的方法多采用边角控制网进行布设。而利用GPS定位的方法建立道路工程控制网，具有点位选择限制少，作业时问短，工程费用低及成果精度高等特点。且GPS定位方法可用于建立道路工程首级控制网，及变形监测控制网、工程勘探、道路施工控制网及隧道等地下工程控制网的布设等等。为保证工程的精度GPS定位方法通常采用载波相位静态差分技术。以保证工程数据精度能够达到毫米级别。
2.2GPS在工程变形监测中的应用变形监测技术主要应用于监测大桥、高层建筑等建筑物及构筑物的地基沉降、位移及其整体的倾斜状况等。变形监测工作的特点是被监测建筑物的尺寸比较大，监测环境复杂且对监测技术的要求比较高。传统常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降情况。传统技术是应用小角度测量方法。投点法及视准线法监测地基的沉降位移和及整体的倾斜状况。当今GPS技术也可应用在变形监测领域，通常我们通过建立高兴度的GPS监测网，得到毫米级季度的嘴对平面位移与相对竖直监测数据，然后通过利用全站仪进行监测对比。实践表明GPS技术可以完全取代高精度的边交网控制测量，且精度相对较高。因此在有条件的情况下，利用GPS控制网更加方便快捷。
3GPS技术应用在道路桥梁工程测量的优点
3.1GPS技术用途广泛：GPS技术可应用于国民经济多个领域。在工程测量领域里，GPS定位系统可应用于大地测量、地壳板块运动监测、工程施工、道路桥梁建设等领域，可以应用于建立各种工程监测网及进行各种繁琐的工程测量等。进行各种工程测繁等。自动变形监测系统、工程施工的自动控制系统是未来GPS技术的在工程测量中的研究方向之一。
3.2利用GPS技术在进行线路测量时不受天气状况的影响GPS测量技术采用的是卫星定位原理，可以再任何的时间地点连续的进行观测工作，且可以在视线不佳的天气或夜间进行观测不受天气状况的影响。该优点是传统的光学测量仪器无法比拟的。
3.3GPS技术定位精度高利用GPS进行测量其精度较传统方法要提高很多。其中、短距离精度可达毫米级。其中大型建筑物、构筑物变形监测如果采用特殊的观测手段方法和适当数据处理模型和软件后。其平面精度可达到亚毫米级。
3.4GPS技术应用到工程测量中工作效率高GPS技术对测量的数据具有存储功能，通过计算机连接和绘图软件可以直接将测量的数据结构生成平面图和断面图，从而大大减小了绘图的工作量，提高了工作效率。实践表明，GPS应用在道桥工程测量中可大大提高工作效率，简化传统的测量程序，从而大大的缩短了测量时间。利用GPS控制网进行选点其灵活度高，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，利用GPS技术其优越性更加明显。
4结束语
篇3
关键词：GPS，干扰，干扰抑制
1概述
GPS导航系统能为陆、海、空、天的各类军民载体全天候、24小时连续提供高精度的三维位置、速度和精密时间信息，在军事领域广泛应用于精确打击武器制导、目标侦察、C4ISR系统等。随之在军事作战应用中的推广，它易于受到干扰的问题日益显现出来，在强干扰环境，其扩频增益不足以对干扰进行抑制，需要采用各种抗干扰措施。GPS导航系统对干扰抑制能力的强弱已经成为其能否发挥作用的关键。
2 GPS导航系统干扰抑制技术
针对GPS的干扰有的是有意的，有的是无意的，主要包括其他无线电波（有源）、有影响的地理环境（多径）、选择可用性（SA）。
2.1有源干扰抑制技术
造成GPS容易受到有源干扰的原因是GPS接收端信号太弱，对有源干扰的抑制主要技术有：
① GPS卫星优化
主要包括提高卫星信号的强度，改善码结构和在卫星上使用一些新的抗干扰技术，如采用后向天线、增加新的军用码（M码）、使用点波束发射方式等。
② 伪卫星技术
利用装载在无人机或地面上的虚拟机构成虚拟的GPS星座转发高功率加密GPS信号。如针对地面需求采用发射塔作为伪卫星。
③ 频域滤波技术
滤波技术使得GPS接收机不易受相对于GPS的两个L波段频带外的强功率干扰。频域滤波用于频谱滤波，包括带通滤波和带阻滤波。可通过在GPS接收机和GPS天线间增加一个外围滤波器来实现，滤波过程还可采用自适应数字滤波、VLSI技术等。
④ 时域滤波技术
时域滤波是在时域内对信号进行处理，通过运用数字信号处理方法实现频谱/逆谱区分，可通过在GPS接收机前端处理中增加一个嵌入块实现或作为一个单独的部分置入接收机之前。时域、频域滤波技术能够提供15—50dB抗干扰能力，但对宽带干扰通常不佳。
⑤ 调零天线技术
调零技术通常使用微带圆形天线阵或隙缝部件对干扰源方向上的自适应调零，以达到有效的定向压制。自适应调零天线是一个多元天线阵，阵中各天线与微波网络、处理器相连，处理器通过对微波网络的信号处理来调整微波网络，使各阵元的增益合成相位发生变化，从而在天线阵元方向图中产生对着干扰源方向的零点，以降低干扰效果。
⑥ 极化调零抗干扰技术
极化调零抗干扰技术是一种单孔径技术，利用电场矢量对消来消除干扰信号。其实现是使用一个探测和跟踪/控制通道来识别和跟踪干扰信号的相位和幅度，再用一个混合连接对消电路实现对复合接收信号中干扰信号的抵消。极化调零技术根据类似的干扰源产生一个极化非匹配和调整，能明显提高右旋极化GPS信号与干扰之间的抗干扰比。免费论文。
⑦ GPS干扰源检测和定位技术[3]
采用A—D频段精确目标捕获系统对阻断或干扰GPS的信号进行截获、定位，并搜集有关干扰源的详细信息，以采用相应的保护措施。
⑧ GPS/惯导（INS）/多卜勒导航（DNS）组合导航技术
篇4
关键词： 居民出行特征； 数据挖掘； GPS轨迹数据； DBSCAN
中图分类号：TP29 文献标志码：A 文章编号：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，道路矶率浅鞘薪煌ㄎ侍庵凶钗突出的难题，这跟城市居民出行行为密不可分，因为出行的居民是交通量的主要来源[1]。一个城市的交通系统状况跟城市居民的出行行为息息相关，居民的出行行为会对城市交通体系产生影响[2]。对居民出行特征进行研究是城市和交通规划、城市公共基础设施建设管理中的一个基础性任务，不仅可以用来对目前的交通出行情况进行评估，也可以用来对居民的出行需求进行预测，对实施合理有效的城市交通规划起着至关重要的作用[3]。
出租车因其灵活性和便利性，已日渐成为城市交通系统的重要组成部分，同时，因为它的起点和终点由乘客决定，且24小时不间断服务，所以，出租车的运营规律能够反映出乘客的出行特征[4]。由于装载在出租车上的GPS和通信设备以一定的频率向城市交通客运管理中心传送出租车的实时经纬度、运营状态、行驶方向、速度等信息，因此，管理中心会积累大量的出租车GPS轨迹数据[5]，利用DBSCAN对这些进行数据进行聚类分析，可以在一定程度上挖掘乘客出行的时空特征，也能为出租车寻找最佳的载客区域提供依据，有效的降低出租车的空驶率。
1 GPS轨迹数据挖掘设计
1.1 数据预处理
本文选取榆阳区（地理坐标为东经108?58'-110?24'，北纬37?49'-38?58'之间）作为研究区域，GPS轨迹数据使用榆阳区1100多辆出租车五天的运营数据，对数据进行预处理后，出租车轨迹数据由车牌ID tID、、当前位置loc、GPS时间ct、营运状态tsta、行驶方向tdir、GPS速度dspe等六个属性组成，部分属性值如表1所示。
表1中，营运状态的取值为0-3，其中0表示空载，1表示载客，2表示驻车，3表示停运；GPS方向的取值为000-360，以度为单位，即与北极方向的夹角，代表车辆的行驶方向。
1.2 利用DBSCAN算法进行聚类挖掘
居民的作息和社会活动有明显的时间规律，比如上下班高峰期的载客点分布情况和非高峰期的居民出行特征有可能完全不同，因此，可以先将GPS历史轨迹数据根据时间特征分类，再进行密度聚类分析，如此便可充分挖掘在不同时间段上居民出行特征的空间密度分布情况，给出租车提供更加合理的时空载客区域分布数据，有效地提高其巡游过程中的载客成功率。基于此，论文引入了DBBSCAN算法，该算法需要3个输入参数：历史轨迹数据对象D，空间半径ε，以及密度阈值MinPts；输出参数为聚类簇C，部分MATLAB代码如下：
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（'纬度'）；
2 实验结果
聚类结果如图1和图2所示，出行热点区域在图中用圆圈标出。
以上的聚类结果显示，榆阳区的居民出行呈现一定空间和时间特征。工作日和非工作日出租车热点区域不同，且工作日的不同时间居民出行的特征不同；在工作日，出租车的载客热点数比非工作日多；而载客热点分布，工作日比非工作日分散。该聚类结果也可以给出租车司机提供历史载客热点序列，从一定程度上解决巡游方式的出租车空载率高的问题。
3 结束语
本文利用DBSCAN算法对出租车的历史GPS轨迹数据进行挖掘，从挖掘结果可以分析出居民出行的时空特征，从而用来对目前的交通出行情况进行评估，同时也可以用来对居民的出行需求进行预测；再者，可以根据挖掘结果给出租车司机提供历史载客热点序列，帮助出租车司机降低空驶率。本文仅针对工作日和周末特定时刻给出了聚类分析，没有详细地分析一天中不同时刻的居民出行特征，以后的工作中会继续研究和改进。
参考文献（References）：
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[3] 陈世莉，陶海燕，李旭亮，卓莉.基于潜在语义信息的城市功能区识别――广州市浮动车GPS时空数据挖掘[J].地理学报，2016.3：471-483
[4] 张俊涛，武芳，张浩.利用出租车轨迹数据挖掘城市居民出行特征[J].地理与地理信息科学，2015.6：104-108
[5] 张薇，林龙.基于数据挖掘的增城居民出行特征分析[J].科技和产业，2015.7：61-64
[6] 赵苗苗.基于出租车轨迹数据挖掘的推荐模型研究[D].首都经济贸易大学硕士学位论文，2015.
[7] 童晓君.基于出租车GPS数据的居民出行行为分析[D].中南大学硕士学位论文，2012.
篇5
关键词：GPS，误差，应用，改进
一、概述GPS及其应用
GPS即全球定位系统(GlobalPositioning 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年全面建成的卫星导航定位系统。作为新一代的卫星导航定位系统经过多年的发展，已成为在航空、航天、军事、交通运输、资源勘探、通信气象等所有的领域中一种被广泛采用的系统。我国测绘部门最初主要将GPS系统用于高精度大地测量和控制测量，建立各种类型和等级的测量控制网，现在它除了继续在这些领域发挥着重要作用外还在测量领域的其它方面得到充分的应用，如用于各种类型的工程测量、变形观测、航空摄影测量、海洋测量和地理信息系统中地理数据的采集等。GPS以测量精度高; 操作简便，仪器体积小，便于携带; 全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖。GPS 的主要特点有：
（1）全球覆盖连续导航定位:由于GPS 有24 颗卫星,且分布合理,轨道高达20~200km,所以在地球上和近地空间任何一点,均可连续同步地观测4颗以上卫星,实现全球、全天候连续导航定位。
（2）高精度三维定位: GPS 能连续地为各类用户提供三维位置、三维速度和精确时间信息。GPS提供的测量信息多,既可通过伪码测定伪距,又可测定载波多普勒频移、载波相位。
（3）抗干扰性能好、保密性强; GPS 采用数字通讯的特殊编码技术,即伪噪声码技术,因而具有良好的抗干扰性和保密性。
二、GPS 定位的误差来源分析
GPS 测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会方法，来确定地面点的三维坐标。因此，对于GPS卫星、卫星信号传播过程和地面接收设备都会对GPS 测量产生误差。主要误差来源可分为:与GPS卫星有关的误差;与信号传播有关的误差;与接收设备有关的误差。
1．与卫星有关的误差
（1）卫星星历误差
卫星星历误差是指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差,由于卫星空间位置是由地面监控系统根据卫星测轨结果计算求得的,所以又称为卫星轨道误差。它是一种起始数据误差,其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。星历误差是GPS 测量的重要误差来源.
（2）卫星钟差
卫星钟差是指GPS卫星时钟与GPS标准时间的差别。为了保证时钟的精度，GPS卫星均采用高精度的原子钟，但它们与GPS标准时之间的偏差和漂移和漂移总量仍在1ms～0.1ms以内，由此引起的等效误差将达到300km～30km。这是一个系统误差必须加于修正。
（3）SA干扰误差
SA误差是美国军方为了限制非特许用户利用GPS进行高精度点定位而采用的降低系统精度的政策，简称SA政策，它包括降低广播星历精度的ε技术和在卫星基本频率上附加一随机抖动的δ技术。实施SA技术后，SA误差已经成为影响GPS定位误差的最主要因素。虽然美国在2000年5月1日取消了SA，但是战时或必要时，美国可能恢复或采用类似的干扰技术。
（4）相对论效应的影响
这是由于卫星钟和接收机所处的状态(运动速度和重力位) 不同引起的卫星钟和接收机钟之间的相对误差。
2．与传播途径有关的误差
（1）电离层折射
在地球上空距地面50～100 km 之间的电离层中,气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离,形成大量的自由电子和正离子。免费论文。当GPS 信号通过电离层时,与其他电磁波一样,信号的路径要发生弯曲,传播速度也会发生变化,从而使测量的距离发生偏差,这种影响称为电离层折射。对于电离层折射可用3 种方法来减弱它的影响: ①利用双频观测值,利用不同频率的观测值组合来对电离层的延尺进行改正。②利用电离层模型加以改正。③利用同步观测值求差,这种基线的效果尤为明显。
（2）对流层折射
对流层的高度为40km 以下的大气底层,其大气密度比电离层更大,大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能,其温度随高度的增加而降低。GPS 信号通过对流层时,也使传播的路径发生弯曲,从而使测量距离产生偏差,这种现象称为对流层折射。减弱对流层折射的影响主要有3 种措施: ①采用对流层模型加以改正,其气象参数在测站直接测定。②引入描述对流层影响的附加待估参数,在数据处理中一并求得。③利用同步观测量求差。
（3）多路径效应
测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,将和直接来自卫星的信号(直接波) 产生干涉,从而使观测值偏离,产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。减弱多路径误差的方法主要有: ①选择合适的站址。测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中,应离开高层建筑物。②选择较好的接收机天线,在天线中设置径板,抑制极化特性不同的反射信号。
3．与GPS 接收机有关的误差
（1）接收机钟差
GPS 接收机一般采用高精度的石英钟,接收机的钟面时与GPS 标准时之间的差异称为接收机钟差。把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数,并认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的,在数据处理中与观测站的位置参数一并求解，可减弱接收机钟差的影响。
（2）接收机的位置误差
接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差,叫接收机位置误差。其中包括天线置平和对中误差,量取天线高误差。在精密定位时,要仔细操作,来尽量减少这种误差影响。免费论文。在变形监测中,应采用有强制对中装置的观测墩。相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。在实际工作中若使用同一类天线,在相距不远的两个或多个测站同步观测同一组卫星,可通过观测值求差来减弱相位偏移的影响。但这时各测站的天线均应按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。
（3）接收机天线相位中心偏差
在GPS 测量时,观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的,而天线的相位中心与其几何中心,在理论上应保持一致。但是观测时天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
三、GPS的最新发展与改进
面对导航市场的迅速发展和强大的竞争压力，美国政府不得不作出反映，计划在未来10年内对GPS做一系列的调整和改进。对GPS的改进将对GPS系统的3个部分进行，其中对星座部分的改进最大。
1．GPS星座的改进
(1)改善星座的分布(2)增强卫星的自主导航能力(3)取消SA政策(4)增加民用频率(5)频率复用(6)增强卫星发射信号的功率
2．地面监控部分的改进
卫星位置的精度直接影响到用户的定位精度，而地面监控站的数量和分布部分地决定了GPS卫星定轨的质量。目前GPS共有5个监控站，卫星位置的精度为1m～2m。免费论文。美国军方正计划将国家制图局（NIMA）的7个GPS监控站纳入目前的控制网，使将来的监控站的分布更加均匀、密度更大，为了计算卫星的位置提供更多的、更及时的高质量观测数据。预计在未来10年，卫星星历的精度将达到亚米级，甚至达到厘米级，同时，向卫星上传数据的频率也将更高。
3．用户接受部分的改进
由于用户的用途不同，用户接受机的改进也是多样化的。接收机的硬件部分正朝多样化、小型化、模块化、集成化、操作简单等方向发展，例如出现了一些新的接收机可根据用户的需求用软件设定单频GPS、双频GPS等模式。接收机的面板上只有一、两个按钮和若干个显示灯组成，可完成接收机的基本操作。GPS的数据解算软件将基于数据库，朝着图形化、智能化等方向发展。这些发展的最终的目的是让一般用户更方便的使用GPS。
参考文献
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[3]张守信等．GPS技术与应用.国防工业出版社．2004.1
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关键词：精确农业，技术体系，农业装备
1.精确农业技术的内涵
精确农业亦称作“精细农业”或“精准农业”。它建立在“空间差异”和“时间差异”的数据采集和处理上，实时测知作物（畜禽）个体小群体或小地块生长及疫病的实际情况，进而确定其针对性投入的最佳数量和时机，以求最优效果最低代价。
2.精确农业技术支持体系
2.1全球定位系统
精确农业中的定位信息采集与处方农作实施，需要采用全球卫星定位系统，它一般由卫星、地面站组和用户设备等组成。免费论文。现投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的GOLNASS系统。近几年来，GPS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量的DGPS产品。现有国外农机厂商配套的GPS产品，大多采用EJI方式引进关键部件进行二次开发后嵌入农业机械应用系统中，可使性能价格比显著改善。GPS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于精细农作，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测等定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。
2.2遥感（RS）技术
遥感技术是精确农作技术体系获得田间数据的重要来源，它可以提供大量的田间时空变化信息，基本上达到了实时监测。该系统具有时效强、灵活、精度高等特点，目前已用于森林虫害监测，果园病虫害监测、农作物病虫害监测、产量和肥力图制作。可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反向光谱变异性，提供农田作物生长的时空变异性的信息，在一季节中不同时间采集的图像，可用于确定作物长势和条件的变化。由于应用卫星遥感的成本比航空摄影的成本低一半以上，卫星遥感技术预计在21世纪的前5年内，在精确农业技术体系中扮演重要角色。
2.3地理信息系统
地理信息系统可比作精确农业的大脑，主要由计算机硬件系统、软件系统、空间数据库和管理人员组成。它可将传感器或监测系统采集的数据随时输入，带有持久性的数据可以一次事先存入或定期存入，专家系统及其它决策支持系统也可事先存入。在精确农业技术体系中主要用于建立农田土地管理、土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布性，GIS在农业中具有广泛的应用价值。
2.4作物生产管理决策支持系统
决策支持系统是能对计划、管理、高度、作战指挥和方案寻优等应用问题进行辅助决策的计算机程序系统。一般决策过程由问题识别、建立模型、执行模型、评判决策、修改模型五个阶段组成。近年来，不少专家提出应把专家系统的技术加入到决策支持系统中去，建造“智能决策支持系统，以提高系统的决策水平和决策自动化程度。
3.国外精确农业研究现状及趋势
精确农业作为20世纪90年代农业生产新技术，其发展十分迅速。美国在精确农业研究与应用领域处于领先地位。在美国，加里福尼亚及德克萨斯州部分地区已经实现用精确农业技术耕作，美国各大学农业工程系均在进行精确农业技术研究及推广应用，目前，美国农业工程界正致力于土壤元素含量测定技术及装备的研究，以及产量监测系统研究。如：新型移动或土壤肥力测定器与手动探测方法对比研究，多功能图像仪及地理系统用于处方农业管理及产量监测确定施肥变量的研究等。瑞典农业工程研究所进行了变量氮肥对作物产量及质量影响的研究。法国谷物研究所进行了根据作物及土壤特性采用变量氨肥实施技术研究。日本农业工程科研机构在农业生产设备自动化控制技术方面进行了大量的研究。免费论文。
4.我国精确农业技术体系应用前景
1985年以来，我国科学家一直从事专家系统、系统工程的应用研究设计工作，完成过专家系统的研究设计，积累了丰富的设计思想，有许多独特的设计思想。近年来，我国在应用气象卫星遥感森林虫害方面又有突破性进展，在这些成果基础上完成了GIS,GPS,RS（指气象卫星遥感）EUCERES(农田生态资源高效利用技术集成专家系统）集成，以实现4S一体化技术。该技术可以有效地实现系统科学、现代信息技术，知识库体系结构、人机界面、数学物理模型等内容的有机结合，是中国特色“精确农作”的技术核心和基础。目前，中国农业大学“精细农业研究中心”已经启动了有关研究工作，内容涉及GPS,GIS(农业应用，田间信息采集传感技术，智能型农业机械监控技术，精细农作技术和系统集成与发展战略研究。免费论文。未来农民将能在计算机网络终端上从影像图中获得他的农田长势征兆，通过GIS和EUCERES分析，制定出行动计划，然后在车载GPS和电子地图指引下实施农田作业，及时预防自然灾害和病虫害。
参考文献
[1]刘林森. 现代信息化推动精确农业发展[J]. 信息化建设, 2010, (03) :51-53.
[2]孟凡志. 寒地有机水稻的种植技术[J]. 现代农业, 2010, (01) :27.
篇7
关键词 GPS定位技术；煤矿；地表
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0150-02
1 GPS定位技术的简述
1.1 GPS定位技术的定义
GPS定位技术的英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统”，简称GPS系统。
1.2 GPS定位技术的作用
GPS定位技术可以将世界上任何物质准确的定位，便于人们查找，对人类来说这是一场技术的重大革命。
1.3 GPS定位技术在煤矿地地表移动观测中的技术优势
1）容易作业
我们都知道煤矿地区环境复杂、条件差，作业是非常困难的，但是GPS定位技术是在只要满足“电磁波通视”的条件下即可作业。因此，GPS定位技术作业的受限制条件非常少，对环境、气候、工作条件的要求是非常少的。所以在煤矿这样的复杂环境下利用GPS定位技术作业是非常有效的，这也大大提高了矿区工作的安全度。
2）具有高效的测量效率
虽然是在矿区这样复杂的环境下作业，但是由于GPS定位技术一次性可以测量10km半径内的点位测量，因此，在矿区用GPS定位技术将大大降低劳动的强度，使工作的效率也大大提高，因为在用GPS定位技术测量时减少了挪动的次数，可以在一个地区测量很广的范围，使工作效率大大提高。
3）GPS定位技术具有自动化、集成化的功能
由于GPS定位技术在自动化、集成化方面具有很强的功能，因此用它测量可以直接将所需要的坐标测量出来，根本不需要人来帮忙，这样就使工作效率大大提高，减少了坐标转换的次数，同时也在提高作业精度方面也具有很大作用，因此，GPS定位技术完全能够胜任在矿区的观测作业。
4）具有高效的定位功能
矿区的环境条件虽然非常差，但是只要能够保证GPS定位技术的基本作业条件，那么在方圆10km之内，GPS定位技术的平面定位精度、高度可以精确到厘米级别，误差是非常小的，所以，GPS定位技术在矿区工作是能够完全胜任的。
5）仪器是非常容易携带的，所以在矿区工作是非常方便的
6）虽然他的技术非常高，但是在操作方面是非常简单的，人们很容易操作，并在数据处理方面具有强大的功能
2 煤矿地表移动观测的特殊性
1）煤矿地表受到采煤的影响后，安全系数降低，容易发生滑坡、坍塌等危险现象；
2）地形错综复杂，环境条件非常差，能测度很低；
3）矿区一般地形条件很复杂，所以再架仪器方面具有很大难度；
4）由于地形错综复杂，所以非常容易受到地形的影响而是观测的结果产生误差；
5）地形复杂，直线展开很困难，所以再观测方面不是很容易，而且能视度也是非常低的；
6）矿区的路非常不好走，携带仪器行走就更显得困难。
3 GPS定位技术在煤矿地表移动观测中的应用
3.1选择合适的坐标
我们在煤矿地区地表移动观测中一定要选好坐标，最主要的就是确定好移动位移的相关参数的变化，我们可以使用GPS定位技术，直接测定坐标，然后跟精度高的地表位移坐标作比较，这样确定地表移动位移的相关参数当量，我们切记，不要将直接测得的坐标跟我们用其它的方法测得的坐标直接相互转换，这样会差生很大的误差，而且精确度也会大大降低。因此，我们在确定地表移动位移的时候，要和精确度高的地表位移作比较，这样测得的结果是误差小、精确度高的。
3.2 基准点和监测点布设要求
我们在矿区要想精确度高就必须将地表移动位移准确测出来，所以基准点和观测点的设置就是非常重要的，因此基准点的位置选择应满足以下几个要求：1）基准点离地表移动位移要稍微远点，但是最远点必须在GPS定位技术的观测有效范围之内，这样就会时基准点的选择效果非常好；2）由于矿区的地理条件复杂，所以基准点必须选择一个稳定的地表地区，不能经常改变，这样GPS定位技术的观测结果就能准确的反映出该地区地表移动位移的真实情况，并且还能推测出周围的情况，测量的准确度高，数据可靠；3）我们在矿区选择基准点时，一定不要选在周围有非常高的建筑物，这样就会使观测数据差生误差，精确度降低，所以一定要选择周围建筑物低的周围，以便能够准确的测量；4）我们还必须要设置一个强制的归心标志；5）由于GPS是通过波的形式传播的，所以在基准点的周围一定不能有强电磁的物质，这样就会非常容易影响GPS的波的传播，使检测数据不准确、误差大，因此，像电视机、微波炉、收音机等能够差生波的物体一定不要存在。
我们在矿区区域内设置观测点时不时随便设置的，也是有很高的要求的，这样尽量使接侧的数据准确，能够真实的反应实际情况，便于人们使用，因此在观测区域设置观测点时需要满足以下几个基本要求：一是，我们在选点时要选择能够具有代表性的、分布均匀的点，这样在反映检测区的地表移动位移的特征时，能够很准确的反映出来；二是，监测点也是必须设置归心标志的，这是强制性的，不是可有可无的；三是，我们所选择的监测点必须能够准确的接受到所有的GTPS发出的信号，这样才能准确的反映出监测区域的地表移动位移情况，而且它的布局要求跟选择基准点是一样的，不是随便选择的。
3.3 数据处理
我们在每次测量结束后，一定要及时的将观测的数据进行处理，不然可能就会差生误差，影响真实的坐标点，而且基线的误差应在10%以内，这样是可以接受的，超出这个范围应该重新测量，直到达到要求为止。
4结论
GPS定位技术在矿区具有很大用处，我们一定要很好的使用该技术，这样在矿区作业时，能够安全、高效的工作，劳动的强度也会大大减小，工作效率提上去。
参考文献
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关键词 GPS技术，隧道测量，隧道控制网，Ashtech Solutions
1.1 引言
随着我国高速公路以及道路建设迅猛发展，传统勘探技术和隧道测量控制系统已经无法满足现有发展需求，需要引入新的技术实现测量的准确以及加速施工进度。而GPS技术在测量控制中应用解决以上难题，尤其是在测量精度上有了很大的提升。经实践证明，通过建设高精度GPS控制网，测量误差只有2厘米，同时可以满足所有传统测量要求，具有很大的应用前景。本论文就是在这样的背景下展开论述，并以沈海高速公路中铁背山隧道贯通GPS网测量及数据处理为例，介绍GPS技术在平面隧道控制测量中的应用。
1.2 GPS隧道控制测量实例
1.2.1工程概况
论文以铁背山隧道是沈海高速公路作为研究实例悲剧，铁背山隧道分为一号和号两段，一号段总长1270m，二号段总长640m，高度都为7.8m，是国家重点高速公路支线。
1.2.2 GPS布网设计
我们以二号隧道控制测量为例，为了实现GPS控制点的稳定性，在隧道的一端设置一个高等级GPS控制点（图中的G210点），同时在进出口各设了3个GPS控制点，GP1，GP2，GP3，GP4，GP5，GP210，其中GP1、GP5分别是进洞和出洞桩。其测量示意图如图1所示。
1.2.3 GPS的外业测量
实际作业过程中，在使用正确的观测方法的情况下，进行同步观测的GPS测量数据，并进行数据记录（其中分三次同步观测，且每次观测时间都在60min以上）。
1.2.4 GPS测量的数据处理和精度分析
对于精度数据处理与分析上我们通过Ashtech Solutions工具进行基线解算及控制网的平差，下面就开始介绍通过该工具进行数据运行方法，其具体操作步骤为：
（1）建立项目
① 进入“Welcome to Locus”（欢迎）屏② 新项目一般信息，单击[Create a new project]（建立一个新项目）钮，进入“new project”（新项目）屏的“Gerneral”（一般信息）卡页。③ 选定坐标系，单击“new project”（新项目）屏的“Coordinate System”（坐标系统）卡页由“SystemType”（ 坐标系统类型）列表框中选“Grid”（标准平面直角坐标系）。由“Grid System”列表框中选“1954 Beijing coordinate”。由“Zone”（投影带）列表框中选“ZN_3”。由“Height System”（高程系）栏选“Orthometer Elevation”（正高系）；由“Geoid Model”（大地水准面模型）选“Geoid 96 model”。④ 设置其它参数，单击“new project”（新项目）屏的“Miscellaneous”（其它参数）卡页按卡页标注逐项填选。“new project”（新项目）进行相关数据填写，然后单击[OK]钮，弹出添加数据文件。
（2） 给项目添加数据
① 在上面“添加数据文件框”中上选[Add raw data files from disk]钮，由磁盘拷贝原始观测数据到项目文件。加载数据文件，然后点[OK]钮进入系统主屏幕。②通过Occupation属性进行原始数据查看。③然后进行GPS站点属性数据编写。
（3）求解基线向量（GPS原始观测数据处理）
①选定解算参考点，分别进行点击“Control Site”—>“Site ID”选取站点MISS。然后编辑修改该点的坐标（已知值）为：E 1868361.443；N 599700.170；H 7.900。确认右边“Fixed”栏为“Hor/ver”（平高固定）。②基线解算，逐项单击菜单“RUN”—Processing—All。然后进行网图刷新和添加解算结果。
a）解质量查看
通过基线中的”QA”状态来检查质量，若栏目中为空，则表示已经合格，若不为空则存在坏基线。对于坏的基线，尝试用基线优化进行处理；如果优化不了，则决定是删除该基线不让其参与平差还是进行补测。
b）逐日添加观测数据并解算新添加的基线
在菜单项“Project”下，选Add GPS Raw Data——From Disk（由磁盘添加数据）。选“Tutor Static ＼Day 98.273”子目下的全部数据文件。然后通过Processing—Unprocessed来增加新的GPS基线数据和未处理的数据。
（3）基线处理
1）步环闭合差
基线向量处理结果数据显示有9个同步环。相对误差最大为2.486×10—6m，最小为0.479×10—6m，小于允许值5×10—6m。2）异步环闭合差
数据中同时找到了代表整体精确度的6个异步环，相对误差最大为2.873×10—6m，最小为1.438×10—6m，小于允许值5×10—6m。
（4）GPS网自由网平差
这个环节我们把基线数据加载到WGS84系统中进行平差运算并计算出相应的改正数。在符合平差值要求规范基础上以G210控制坐标起点进行二维约束平差.
①做自由网平差计算
运行Run—Blunder detectin，做粗差检查。运行Run—Adjustment，做平差计算。②查看并分析自由网平差结果，将工作簿放到最大化。在“Tau Test”栏有两处出现“Failed”（失败），以及下方“Standard Error of Unit Weight”为 1.30716，它接近1，说明不存在明显粗差；其中还有“Chi—Square：Failed”说明向量误差尺度估计偏小。③调整基线向量误差尺度因子，在菜单项“Project”下选Setting，单击“Miscellaneous”卡页。将“Processed vector error scaling factor”设置为1.3。单击[OK]钮，返回主屏。④重新做自由网平差计算在χ2检验通过但“Tau Test“处于有两处失败状态，我们对其进行保留。其相对进度达到了预期结果。⑤ 自由网平差值就是GPS测量真实值。
a）无约束平差
在数据解算中无约束平差后，G210—GP05d的基线分量误差最大，其改正数绝对值Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m，满足《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2009中E级要求。
b）约束平差
在所有约束平差后数据解算中GP02—GP06的基线分量的改正数与约束平差下的改正值误差最大，其改正数绝对值Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m，满足满足《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2009中E级要求。
1.3 总结
通过以上数据分析，我们可以看出：
（1）所有数据已经满足GPS测量规范相关要求数值E级要求：同步环闭合差相对误差最大为2.486×10—6m，最小为0.479×10—6m，小于允许值5×10—6m；异步环闭合差相对误差最大为2.873×10—6m，最小为1.438×10—6m，小于允许值5×10—6m；无约束平差下的改正数绝对值为Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m；约束平差后，基线分量的改正数与同一基线的无约束平差相应改正数间的差值的绝对值分别为：Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m
（2）该GPS网布设方案总体结果都优于规范的规定，所以GPS应用在隧道贯通工作中，很大程度上提供稳定性，方便性等保障，比传统测量手段更具优越性。
参考文献
[1]张坤宜.交通土木工程测量[M].人民交通出版社，1999
[2]钟孝顺，聂让主.测量学[M].人民交通出版社，1998
[3]周建东.高速铁路施工测量[M].西安交通大学出版社，2011
篇9
关键词：测绘，新技术，工程测量，应用，研究
1.概论
传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业，随着计算机，网络技术的发展、测量仪器的智能化，数字化测绘技术得到了广泛的应用，而全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、摄影测量与遥感（RS）以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展，测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化，工程测量的服务领域也应进一步延伸，以满足不断提高的社会需要。
2.工程测量中的数字化技术
2.1地图数字化技术
在建立各种GIS系统时，对原有地图进行数字化处理，在建库工作中占据了相当大的工作量，各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。论文格式。
2.2数字化成图手段
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容，常规的成图方法野外工作量大，作业艰苦，作业程序复杂，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应社会飞速发展的需要。论文格式。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于等特点。目前，数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。论文格式。
3.数字测绘在数字地球中的应用
简言之，数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息，加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机，任何机构或个人均可通过网络通讯技术，足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门，全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程，技术复杂，涉及部门多，没有任何一个部门或团体能单独承担，它需要地球科学、信息科学，空间技术才众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分，在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位，空间基础信息的获取、处理，向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说，数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始，对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术，GPS技术所取代，传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代，以地面测量为主向以卫星定位（GPS）、卫星遥感（RS）测绘等高技术为主的对地观测方面转变，被动的静态测量向动态的实时测量方面转变测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作，主要包括：建立了全国A级、B级GPS网；完成了全国1：100万、1：25万基础地理数据库和数据服务设施；建立了国情和省情综合地理信息系统，研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统；研制成功了数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DLG）、数字栅格图（DRG）等“4D”产品生线。数字地球的雏形已经形成。
4.工程测量中的地理信息（GIS）技术
GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，以建立各类专业信息系统，从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
5.工程测量中的数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
6.工程测量中的遥感( RS)技术
遥感（RS）技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。
7.工程测量中的3S集成技术
3S（GPS、GIS、RS）技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用行成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。
8.结语
伴随着测绘新技术的不断进步，现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展。
【参考文献】
[1]陈俊勇，胡建国．GPS技术的新进展[J]．测绘工程，1996，（2）．
[2]李建松．地理信息系统原理[M]．武汉：武汉大学出版社，2006．
[3]李青岳．工程测量学[M]．北京：测绘出版社，1995．
篇10
关键词：工程测量；虚拟参考站；技术应用
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
中图分类号：TB22文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
虚拟参考站简称是VRS，随着它的出现，GPS的发展就向高精度时代迈进了一大步。由于GPS中RTK技术变得越来越成熟，RTK技术已被引入了工程测量中，需要一种效率高且费用低还能够全面取代传统测量方法的手段来满足新技术的要求，这就是网络RTK技术。
一、虚拟参考站（VRS）技术的构成及工作原理
目前应用于网络RTK数据处理的方法有多种，但最成熟、最有效的方法就是虚拟参考站法（VRS）了，本文从实际情况出发，主要讲了VRS技术的原理构成和技术现状，并着重讲了它的优势和运用。
1、VRS系统主要构成部分
VRS主要由控制中心、固定参考站、接收机三部分组成，其中控制整个系统的核心部分是控制中心，它主要负责整个通讯工作，也是整个数据处理的核心部分。固定参考站与控制中心之间通过通讯线相连接，这样控制中心就可以随时收到数据。接收机部分就是用户自己的那一部分，可以放在任何方便的位置。
2、VRS系统的工作原理
VRS网络在使用的过程中，移动用户并不直接接收各固定参考站发来的任何改正的信息，而是通过数据通讯将所有的原始数据发送给控制中心。用户在工作之前，先通过短信息功能向整体控制中心发送一个大概的坐标位置，等到这个信息被传到控制中心后，控制中心会根据用户的计算机坐标自动选择一组最佳的基准站，这个基准站可以修正数据在传送过程中产生的误差，最后将高精度的差分信号发送到移动站那里。其效果等同于在移动站的左右设置一个虚拟的参考站，用来保证其精度要求。
二、虚拟参考站技术现状
虚拟参考站技术是要求在流动站的左右想办法建立一个虚拟的参考站，并根据周围相应的参考站上的实际测量值算出该虚拟站上的观测值。由于虚拟站和流动站的距离不远，一般来说只有数米到数十米。所以说移动用户只需要采用比较常规的RTK技术就能和虚拟参考站进行实时的各自的定位，从而获得较为准确的定位结果。该技术的优点在于减少网络中数据的播发量，每一个独立的参考站发送相对于主参考站的全部改正信息及其坐标的信息。
网络RTK技术为工程测量带来了很大的利益。但其自身也有一定的局限，在使用过程中受到一些限制，比如，参考站的误差距离与流动站的误差距离都有影响因素，随意性较大，用户自身如需架设本地的参考器，会出现很多限制情况和局限性。而VRS技术的最大意义在于它能克服上面所说的局限，从根本上扩展RTK的工作距离。
三、虚拟参考站技术的具体优势和在工程测量中的具体运用
1、费用将大幅度降低
由于使用了VRS技术，用户就不用架设自己的基准站了，这就省去了一大笔费用。VRS技术的一些优点可以明显解决以上问题，比如说它具有全天候无需通视、定位高精度、实时定位，同时由于其较高的精度，用户不用去花费更高的代价去进行数据的精确处理了。与此同时，用户可以从省下来的费用中适量的拿出一些费用出来进行VRS技术的创新研究，争取能取得突破，从而能省下更多的费用。
2、相对于传统RTK来说精度更高
VRS技术能把误差控制在1-2厘米之内，这可以说是一个飞跃。以往的技术的精确度一般在几十厘米之内甚至更大，这么大的误差会给实际工程测量带来极大的不便，造成的损失也是无法估量的。所以VRS技术准确的精度不仅给实际测量工作带来很大的便利，也给整体数据的处理带来了极大的好处。
3、可靠性也随之提高
由于有多个参考站的数据联合检验，那么它得到的数据的可靠性就有了大大的保证。以往的技术在测量方面得到的数据是单一的，没有比较性，无法检测数据的可靠性。而VRS技术在这方面有了大大的提高，不仅使得数据有了可比性，而且能够知晓数据的问题所在，从而极大的减少误差。
4、更广的应用范围
现在的VRS技术的应用不止是在工程测量方面，也应用在其它很多方面，比如说城市的规划、交通的管理和气象环保、农业以及所有在室外进行的一些勘测工作，并且提高了相关工作的效率和准确度。与以往传统的技术应用单一化相比，这不得不说是科技的进步带来产业的革命，新技术的开发在新时代显得越来越重要。如今的很多技术由于应用方面单一而被淘汰，所以应用方面多种多样的VRS技术必定会在今后的某一段时间内时常活跃在工程测量具体工作中。
5、虚拟参考站在工程测量中的具体运用
这里主要讲一下虚拟参考站应用于地籍图测绘。在以往很长的一段时间内，在地籍测绘中运用的主要是全站仪，并且还比较普遍，因为他使测图变得简单易行，操作也比较简单，深受业内人士欢迎。但是“先控制，后碎步”的整体思路，尤其是控制测量从具体选点、测绘到最后的计算过程需要花费很长的时间，且容易出现较大的误差，总的来说，全站仪比较适合高校的教学实习过程，具体测绘工作还是要靠VRS技术。VRS技术的一些优点可以明显解决以上问题，比如说它具有全天候无需通视、定位高精度、实时定位，这就使得GPS在测绘的图根加密控制和碎部测量的应用方面成为了可能。在实际工作中，可以明显发现VRS技术在地籍图测绘中的优越性。
四、总结
GPS测量技术的发展随着虚拟参考站技术的进步进入了一个新的高度，这种网络RTK技术应用了国内外最先进的多基站RTK算法，它集最流行的计算机网络管理技术、无线通讯技术和优秀的GPS定位技术于一身，突破了最新技术的瓶颈，完成了工程测量新技术的飞跃。VRS技术将使GPS的应用范围领域极大的伸展，业内研究人士认为，在未来的5到10年内，国家会高速发展GPS网络的建设，而这种GPS网络RTK技术（VRS），将毫无疑问的代表着GPS未来发展的方向。
参考文献：
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