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gps技术在土地调查中的应用毕业设计论文完整版设计论文.doc
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1、(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)GPS技术在土地调查中的应用 摘要:(Global Positioning System)全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。随着科技的不断发展,GPS在测量中的应用范围也越来越广。从GPS常规静态方式用于大地控制网,快速静态方式用于工程测量、地形测量、地籍测量的控制网建立及加密,到准动态、动态的出现,特别是随着RTK(Real Time Kinematic)实时动态技术的应用,给传统测量带来了革命性的变化,不但可以简化常规控制测量,而且不需控制点就可直接测量和定点放样。近几年,GPS在
2、土地调查中的发展非常迅猛,已成为在土地调查中必不可少的主力仪器。关键词:GPS 土地调查 1 GPS技术1.1GPS技术简介: GPS又称为(Global Positioning System GPS)是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年、耗资200亿美元,于1994年3月完成其整体部署,实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力。现在GPS与现代通信技术相结合,使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态,从数据后处理发展到实时的定位与导航,极大地扩展了它的应用广度和深度。载波相位差分法GPS技术可以极大提高相对定位精度,在小范围内可以达到厘米级精度。此外由于GPS测量技术对测点之间的通视
3、和几何图形等方面的要求比常规测量方法更加灵活、方便,已完全可以用来施测各种等级的控制网。GPS全站仪的发展在地形和土地测量以及各种工程、变形、地表沉陷监测中已经得到广泛应用,在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。1.2 GPS系统组成GPS系统包括三大部分:空间部分GPS卫星星座;地面控制部分地面监控系统;用户设备部分GPS信号接收机。1 GPS卫星星座:由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座记作(21+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内轨道倾角为55度各个轨道平面之间相距60度即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度
4、。轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。2 地面监控系统:对于导航定位来说GPS卫星是一动态已知点卫星的位置是依据卫星发射的星历描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作以及卫星是否一直沿着预定轨道运行都要由地面设备进行监测和控制。3 GPS信号接收机:GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号并跟踪这些卫星的运行对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间解译出GPS卫星所发送的导航电文实时地计算出测站的三维位置甚至三维速
5、度和时间。2 RTK原理及作业方法GPS(Global Positioning System)即全球定位系统。GPS定位主要利用测距交会的原理确定点位。GPS卫星发射测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星的位置信息,用户利用GPS接收机在某一时刻同时接收3颗以上的GPS卫星信号,测量出测站P点至3颗以上GPS卫星的距离并计算出该时刻GPS卫星的空间坐标,据此利用交会法算出测站P点的位置。 载波相位差分技术又称RTK(Real Time Kinematic)技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。载波相位差分技术系统配置包括三个部分:基准站接收机。流动站接收机,流动站还包括支持实时动态
6、差分的软件系统。数据链。基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上,连续接收所有可视GPS卫星信号,并将测站坐标、观测值卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去,流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据,通过OTF算法(on the fly,即运动中快速解求模糊度的算法)解求载波相位整周模糊度,在通过相对定位模型获取所在点相对基准站的坐标和精度指标。通常RTK测量的精度能达到几个厘米。3 GPS-RTK的应用现状目前,GPS-RTK在土地勘测中应用于以下几个方面:1、 地籍测量的控制测量(一级及图根控制);2、 建设用地勘测定界的放样测量;3、 宗地测量;4、 土地整理、
7、基本农田保护区划定的测量;5、 违法用地测量;6、 土地利用现状调查动态数据的采集。综合起来,GPS-RTK在土地勘测中主要用于宗地权属的测绘和开阔地区的放样及测量。4单独GPS-RTK的优势及不足单独GPS-RTK进行测量,在精确求解转换参数和严格的作业控制下,平面精度能达到5厘米以内,满足一级控制点和土地勘测界址点的精度要求,且测量速度快、放样十分方便,可全天候作业,非常适用于以平面精度为主,时间紧、控制条件差的土地勘测。但同时GPS-RTK也存在受外界条件影响大的不足,除了受与卫星有关的误差、与传播途径有关的误差、与接收设备有关的误差外,还要受卫星通视、电台通信的影响。当流动站处于高大建
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