人的記憶力會(huì)隨著歲月的流逝而衰退，寫作可以彌補(bǔ)記憶的不足，將曾經(jīng)的人生經(jīng)歷和感悟記錄下來(lái)，也便于保存一份美好的回憶。那么我們?cè)撊绾螌懸黄^為完美的范文呢？以下是小編為大家收集的優(yōu)秀范文，歡迎大家分享閱讀。
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用論文 衛(wèi)星定位導(dǎo)航與傳統(tǒng)地面測(cè)量相比的優(yōu)點(diǎn)篇一
魏焰展(福建省漳州市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,郵編363000)
摘要:隨著測(cè)繪技術(shù)的迅猛發(fā)展,工程測(cè)量的方法和技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和更新。結(jié)合工程測(cè)量在水利樞紐工程中的應(yīng)用,本文概括了工程測(cè)量的相關(guān)理論,并闡述了工程測(cè)量在水利樞紐工程應(yīng)用中的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:工程測(cè)量;水利樞紐工程
1概述
水利工程源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。公元前21世紀(jì)禹奉命治理洪水，已有“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩”，用以測(cè)定遠(yuǎn)近高低。20世紀(jì)50年代以后，測(cè)量工作吸收各種新興技術(shù)，發(fā)展更加迅速，出現(xiàn)許多先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量在水利樞紐工程中提供了先進(jìn)的技術(shù)和工具，向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。2流域規(guī)劃階段的測(cè)量
由于流域規(guī)劃是在整個(gè)流域地區(qū)進(jìn)行，因此，不僅要對(duì)河流中徑流的水利資源進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)也要對(duì)該區(qū)域地下水源進(jìn)行規(guī)劃。流域規(guī)劃的主要內(nèi)容之一是制定河流的梯級(jí)開發(fā)方案，合理地選擇樞紐的位置和分布。在進(jìn)行梯級(jí)布置時(shí)，不僅需要在地形圖上確定合適的位置，而且還應(yīng)確定各水庫(kù)的正常高水位。為此，測(cè)量人員應(yīng)提供該流域內(nèi)的地形圖、河流縱橫斷面圖以及河谷地形圖?？墒占瘒?guó)家基本圖或其他勘測(cè)單位的現(xiàn)有圖提供設(shè)計(jì)使用。在收集資料時(shí)，除具體成果、成圖外，還應(yīng)收集下列資料：施測(cè)單位、時(shí)間、作業(yè)規(guī)范，標(biāo)石耐久程度和保存情況，實(shí)測(cè)結(jié)果所達(dá)到的各項(xiàng)精度指標(biāo)，所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)等。根據(jù)需要有時(shí)還要測(cè)定河流水面高程，測(cè)定局部地區(qū)河流的橫斷面及水下地形圖。
2.1河流水面高程的測(cè)定
盡管在河流上每隔一定的間距設(shè)有水文站，但要詳細(xì)了解河流水面的變化特征，僅靠水文站的觀測(cè)是不夠的。因此，還必須沿河流布設(shè)一定數(shù)量的水位點(diǎn)，以測(cè)定水面高程及其變化，水位點(diǎn)應(yīng)盡可能位于河流水面變化的特征處。水位點(diǎn)的密度應(yīng)根據(jù)河流的比降、落差、橫斷面形態(tài)變化等來(lái)確定，同時(shí)也要考慮各設(shè)計(jì)階段的要求。為了測(cè)定水面高程，首先沿河流建立統(tǒng)一的高程控制，然后再設(shè)立水位點(diǎn)進(jìn)行水位觀測(cè)。建立高程控制時(shí)，通常是在河流沿線布設(shè)一定數(shù)量的高程控制點(diǎn)，它們應(yīng)盡可能布設(shè)在靠近河岸但又不致被洪水淹沒、較為穩(wěn)定的地點(diǎn)，且最好與待測(cè)水位點(diǎn)位于同岸；它們的分布盡量與水位點(diǎn)的位置相對(duì)應(yīng)?？刂泣c(diǎn)的高程一般采用等級(jí)幾何水準(zhǔn)法測(cè)定，其精度要求要視地形條件、水面比降和路線長(zhǎng)度而定。
2.2橫斷面測(cè)量
對(duì)垂直于路線中線方向的地面高低所進(jìn)行的測(cè)量工作稱為橫斷面測(cè)量。橫斷面的位置一般可根據(jù)設(shè)計(jì)用途由設(shè)計(jì)人員會(huì)同測(cè)量人員先在地形圖上選定，然后再現(xiàn)場(chǎng)確定。橫斷面應(yīng)盡量選在水流比較平緩且能控制河床變化的地方。為方便于水深測(cè)量，橫斷面應(yīng)盡可能避開急流、險(xiǎn)灘、懸崖、峭壁，斷面方向應(yīng)垂直于河槽。橫斷面的間距視河流大小和設(shè)計(jì)要求而定，一般在重要的城鎮(zhèn)附近、支流入口，水工建筑物上、下游和河道大轉(zhuǎn)彎處等都應(yīng)加設(shè)橫斷面；而對(duì)于河流比降變化和河槽形態(tài)變化小、人口稀少和經(jīng)濟(jì)價(jià)值低的地區(qū)，可適當(dāng)放寬黃斷面的間距。橫斷面的位置在實(shí)地確定后，應(yīng)在斷面兩端設(shè)立斷面基點(diǎn)或在一端設(shè)立一個(gè)基點(diǎn)并同時(shí)確定斷面線的方位角。斷面基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在最高洪水位以上，并與控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以確定其平面位置和高程。斷面基點(diǎn)平面位置的測(cè)定精度不低于編制縱斷面圖使用的圖根控制精度；高程一般應(yīng)以等外水準(zhǔn)測(cè)定。當(dāng)?shù)匦螚l件限制無(wú)法測(cè)定斷面點(diǎn)的平面位置和高程時(shí)，可布設(shè)成平面基點(diǎn)和高程基點(diǎn)，分別確定其平面和高程。橫斷面的編號(hào)可以從某一建筑物的軸線或支流入口處由上游向下游或下游向上游的順序統(tǒng)一編號(hào)，并在序號(hào)前冠以河流名稱或代號(hào)，還應(yīng)注出橫斷面的里程樁號(hào)。橫斷面常用的方法有：斷面索法、交會(huì)法、gps(rtk)法等。
橫斷面測(cè)量的精度要求：橫斷面地形點(diǎn)的精度，包括地形點(diǎn)對(duì)中心線樁的平面位置中誤差：平地、丘陵地應(yīng)≤±1.5m，山地、高地應(yīng)≤±2.0m；地形點(diǎn)對(duì)鄰近基本高程控制點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)≤±0.3m。
橫斷面測(cè)量的測(cè)設(shè)要求：
1、中心線與河道、溝渠、道路等交*時(shí)，應(yīng)測(cè)出中心線與其交角。當(dāng)交角大于85°、小于95°時(shí)，可只沿中心線施測(cè)一條所交渠、路的的橫斷面；當(dāng)交角小于85°或大于95°時(shí)，應(yīng)垂直于所交渠、路和沿中心線方向各測(cè)一條斷面。2橫斷面通過(guò)居民地時(shí)，一側(cè)測(cè)至居民地邊緣，并注記村名，另一側(cè)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。橫斷面遇到山坡時(shí)，一側(cè)可測(cè)至山坡上1~2點(diǎn)，另一側(cè)適當(dāng)延長(zhǎng)。3橫斷面上地形點(diǎn)密度，在平坦地區(qū)最大點(diǎn)距不得大于30m。地形變化處應(yīng)增加測(cè)點(diǎn)，提高橫斷面的精度。
外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行整理，檢查和計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的起點(diǎn)距，由觀測(cè)時(shí)的工作水位和水深計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的高程，然后將河道橫斷面圖按一定的比例通過(guò)cass等軟件在計(jì)算機(jī)上繪制并打印。
2.3縱斷面編繪
河道縱斷面是指沿著河流深泓點(diǎn)（即河床最低點(diǎn)）剖開的斷面。用橫坐標(biāo)表示河長(zhǎng)，縱坐標(biāo)表示高程，將這些深泓點(diǎn)連接起來(lái)，就得到河底的縱斷面形狀。在河流縱斷面圖上應(yīng)表示出河底線、水位線以及沿河主要居民地、工礦企業(yè)、鐵路、公路、橋梁、水文站等的位置和高程。
河流縱斷面圖一般是利用已有的水下地形圖、河流橫斷面圖及有關(guān)水文資料進(jìn)行編繪的，其基本步驟如下：
1、量取河道里程
2、換算同時(shí)水位，按距離成正比計(jì)算各點(diǎn)水位改正數(shù)的方法（由上游水位計(jì)算：△hm=△ha-(△ha-△hb)/l*l1，由下游水位計(jì)算：△hm=△hb+(△ha-△hb)/l*l2，hm= hm-△hm。式中△hm中間點(diǎn)的水位改正數(shù)、hm中間點(diǎn)處的觀測(cè)水位、hm中間點(diǎn)處的同時(shí)水位、△ha上游水位改正數(shù)、△hb下游水位改正數(shù)、l上下游間水平距離、l1上游到中間點(diǎn)的水平距離、l2下游到中間點(diǎn)的水平距離）
3、編制河道縱斷面表
4、繪制河道縱斷面圖
3水利樞紐工程設(shè)計(jì)階段的測(cè)量
水利樞紐工程設(shè)計(jì)階段的測(cè)量工作主要包括：各種比例尺的地形圖測(cè)繪、水庫(kù)淹沒界線測(cè)量、地質(zhì)勘察測(cè)量和控制測(cè)量等。
3.1控制測(cè)量
為保證工程設(shè)計(jì)階段各項(xiàng)測(cè)繪工作的順利進(jìn)行，需在工程設(shè)計(jì)區(qū)域建立精度適當(dāng)?shù)目刂凭W(wǎng)。控制測(cè)量的目的就是為了地形圖測(cè)繪和各種工程測(cè)量提供控制基礎(chǔ)和起算基準(zhǔn)。控制網(wǎng)具有控制全局、限制測(cè)量誤差累積的作用，是各項(xiàng)測(cè)量工作的依據(jù)?？刂茰y(cè)量應(yīng)遵循從高級(jí)到低級(jí)、由整體到局部、逐級(jí)控制、逐級(jí)加密的原則。控制測(cè)量分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。平面控制網(wǎng)常用三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三邊測(cè)量和邊角測(cè)量等方法建立，目前，由于gps技術(shù)的推廣應(yīng)用，利用gps建立平面控制網(wǎng)已成為主要方法。高程控制網(wǎng)主要用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法建立。
3.2數(shù)字化測(cè)圖
3.2.1 數(shù)字化地形測(cè)量的儀器設(shè)備硬件條件數(shù)字化地形測(cè)量的儀器設(shè)備從控制測(cè)量到成果成圖輸出大致需要gps接收機(jī)、全站儀、計(jì)算機(jī)、繪圖儀以及與之相關(guān)的平差計(jì)算成圖軟件、數(shù)據(jù)傳輸、交換附件、通訊器材等。儀器設(shè)備配置水平較常規(guī)地形測(cè)量是一個(gè)質(zhì)的飛躍。
3.2.2 數(shù)字化地形測(cè)量工作的人員素質(zhì)條件數(shù)字化地形測(cè)量的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握測(cè)量專業(yè)技術(shù)、熟練掌握計(jì)算機(jī)及測(cè)繪軟件的應(yīng)用技術(shù),這對(duì)測(cè)量人員的技術(shù)素質(zhì)提出了更高的要求。
3.2.3 作業(yè)方法
在生產(chǎn)工序上,數(shù)字化地形測(cè)量不一定要遵守“先控制、后測(cè)圖”的原則,控制測(cè)量、碎部測(cè)圖可以同時(shí)進(jìn)行,甚至可以是先測(cè)圖后控制,只是后者需將碎部成圖以控制點(diǎn)為基準(zhǔn)借助成圖軟件進(jìn)行測(cè)站(圖形)糾正。在控制點(diǎn)點(diǎn)之記的制作上,數(shù)字化地形測(cè)量不一定要將其作為一個(gè)專門工作來(lái)進(jìn)行,可依據(jù)最終成圖編繪點(diǎn)之記。碎部測(cè)圖在數(shù)字化地形測(cè)量中只是個(gè)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程,成圖大量的工作量從外業(yè)轉(zhuǎn)移到了內(nèi)業(yè),目前,碎部成圖作業(yè)方法較多,因人而異。筆者認(rèn)為較為成熟的方法是簡(jiǎn)碼法,特點(diǎn)是成圖數(shù)學(xué)精度好、地物地貌要素詳盡、作業(yè)效率較高。
3.2.4 簡(jiǎn)碼法數(shù)字化地形測(cè)量及其作業(yè)流程
簡(jiǎn)碼法是數(shù)字化地形測(cè)量過(guò)程中,觀測(cè)員給每一個(gè)碎部測(cè)點(diǎn)賦于一個(gè)自定義編碼,并依據(jù)這種自定義編
碼編圖成圖的一種數(shù)字化地形測(cè)量方法。
簡(jiǎn)碼法數(shù)字化測(cè)圖作業(yè)流程為:外業(yè)數(shù)據(jù)采集(自定義編碼)→內(nèi)業(yè)概略編圖→草圖外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪→內(nèi)業(yè)詳細(xì)編圖→外業(yè)巡回檢查→最終成果成圖。分述如下:
外業(yè)數(shù)據(jù)采集:該環(huán)節(jié)重點(diǎn)是碎部點(diǎn)三維坐標(biāo)與自定義編碼采集,強(qiáng)調(diào)碎部點(diǎn)的數(shù)學(xué)精度、采集數(shù)量和自定義編碼的可自我識(shí)別程度、強(qiáng)調(diào)測(cè)站與棱鏡之間通訊聯(lián)系,而不必過(guò)分關(guān)注碎部點(diǎn)間的連接關(guān)系。在同一個(gè)測(cè)站上,只要能看到而視線又不是過(guò)長(zhǎng),宜及時(shí)采集,不必頻繁搬站。自定義編碼不必過(guò)于嚴(yán)格,只要編圖時(shí)作業(yè)員自己能夠識(shí)別即可,完全根據(jù)作業(yè)員的習(xí)慣和自我條件決定。值得注意的是:由于自定義編碼具有一定的隨便性,在增加了自我識(shí)別難度的同時(shí),也使其具有相當(dāng)?shù)撵`活性和可開發(fā)性。
內(nèi)業(yè)概略編圖:既然是概略編圖,其原則應(yīng)該定為能識(shí)別多少就編多少,能編到什么程度就編到什么程度,不能識(shí)別的在外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪時(shí)處理。這一環(huán)節(jié)只需要編出有基本輪廓的平面草圖,該草圖只作為外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪的工作底圖,繪圖輸出時(shí)應(yīng)包括碎部點(diǎn)的簡(jiǎn)碼信息,最好先不要繪出等高線。
草圖外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪:該環(huán)節(jié)以帶簡(jiǎn)碼的基本平面圖為工作底圖,對(duì)照實(shí)地補(bǔ)充繪圖,加上必要的量測(cè),應(yīng)理清地物、地貌要素的屬性、各種線條間的連接關(guān)系等。外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪成果圖在內(nèi)容上已經(jīng)是詳細(xì)的平面圖了。
內(nèi)業(yè)詳細(xì)編圖:根據(jù)外業(yè)補(bǔ)充調(diào)繪成果圖修編概略草圖,在此基礎(chǔ)上構(gòu)高程模型三角網(wǎng)繪等高線生成初步地形圖。繪圖輸出時(shí)最好將高程模型三角網(wǎng)和等高線一并繪出,作為外業(yè)巡回檢查的工作底圖。外業(yè)巡回檢查:重點(diǎn)是高程模型三角網(wǎng)的檢查與修編,以及植被、境界類符號(hào)補(bǔ)充調(diào)繪與檢查、初步成果地形圖外業(yè)最終檢查等。
最終成果成圖:根據(jù)外業(yè)巡回檢查成果圖再次修編初步成果地形圖,以及圖面整飾圖幗分幅等。人員組織:數(shù)字化地形測(cè)量的一個(gè)作業(yè)組采用簡(jiǎn)碼法時(shí)宜按一名技術(shù)員+一名測(cè)量工人編制,一個(gè)項(xiàng)目由多個(gè)作業(yè)組施測(cè)時(shí)需專設(shè)一名核心技術(shù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查、成果資料匯總、電腦維護(hù)等。
3.3水庫(kù)淹沒界線測(cè)量
測(cè)設(shè)移民線、土地征用線、土地利用線、水庫(kù)清理線等各種水庫(kù)淹沒、防護(hù)、利用界線的工作稱為水庫(kù)淹沒界線測(cè)量。這些界線以設(shè)計(jì)正常蓄水位為基礎(chǔ)，結(jié)合浸沒、塌岸、風(fēng)浪影響等因素綜合確定，根據(jù)需要測(cè)設(shè)其中的一種、幾種或全部。邊界線的測(cè)設(shè)工作通常由測(cè)量人員配合水工設(shè)計(jì)人員和地方政府機(jī)關(guān)共同進(jìn)行，其中測(cè)量人員的主要任務(wù)是用一系列的高程標(biāo)志點(diǎn)將水庫(kù)的設(shè)計(jì)邊界線在實(shí)地標(biāo)定下來(lái)，并委托當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門或村民保管。界樁分為永久樁和臨時(shí)樁兩類。界線通過(guò)廠礦區(qū)或居民點(diǎn)時(shí)，在進(jìn)出處各設(shè)一各永久樁，內(nèi)部若干米測(cè)設(shè)一個(gè)臨時(shí)樁，主要街道標(biāo)出界線通過(guò)的實(shí)際位置。大片農(nóng)田及經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的林區(qū)，一般每隔2～3km測(cè)設(shè)一個(gè)永久樁，再以臨時(shí)樁加密到能互相通視。只有少量莊稼的山地，可只測(cè)設(shè)臨時(shí)樁顯示界線通過(guò)的位置。經(jīng)查勘確定不予利用的永久凍土地、大片沼澤地、陡峭坡地等經(jīng)濟(jì)價(jià)值很低的地區(qū)，可不測(cè)設(shè)界樁。在通常情況下，一般采用幾何水準(zhǔn)法和經(jīng)緯儀高程導(dǎo)線法進(jìn)行，目前隨著空間技術(shù)的迅速發(fā)展，rtk技術(shù)定位得到廣泛應(yīng)用。
3.4地質(zhì)勘察測(cè)量
配合水利工程地質(zhì)勘察所進(jìn)行的測(cè)量工作稱為地質(zhì)勘察測(cè)量。其基本任務(wù)：
1、為壩址、廠址、引水洞、水庫(kù)、堤線、料場(chǎng)、渠道、排灌區(qū)的地質(zhì)勘察工作提供基本測(cè)量資料；
2、主要地質(zhì)勘探點(diǎn)的放樣；
3、聯(lián)測(cè)地質(zhì)勘探點(diǎn)的平面位置、高程和展繪上圖。具體工作包括：鉆孔測(cè)量、井峒測(cè)量、坑槽測(cè)量、地質(zhì)點(diǎn)測(cè)量、剖面測(cè)量等。
3.5河道測(cè)量
河道測(cè)量主要內(nèi)容包括：平面、高程控制測(cè)量；河道地形測(cè)量；河道縱、橫斷面測(cè)量；測(cè)時(shí)水位和歷史洪水位的聯(lián)測(cè)；某一河段瞬時(shí)水面線的測(cè)量；沿河重要地物調(diào)查或測(cè)量。
4水利樞紐工程的施工階段測(cè)量
水利樞紐的技術(shù)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)以后，即可著手編制各項(xiàng)工程的施工詳圖。水利樞紐工程施工階段的測(cè)量工作主要包括：施工控制測(cè)量、大壩的施工放樣、水工隧洞施工測(cè)量、水電站廠房施工測(cè)量、金屬結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量等
4.1施工控制測(cè)量
建立施工控制網(wǎng)的主要目的是為建筑物的施工放樣提供依據(jù)，所以必須根據(jù)施工總體布置圖和有關(guān)測(cè)繪資料來(lái)布設(shè)。另外，施工控制網(wǎng)業(yè)可為工程的維護(hù)保養(yǎng)、擴(kuò)建改建提供依據(jù)。施工控制測(cè)量分為：平面控制網(wǎng)的建立，一般按兩級(jí)布設(shè)，即基本網(wǎng)和定線網(wǎng)；高程控制網(wǎng)的建立，由于勘測(cè)期間建立的高程控制點(diǎn)在點(diǎn)位分布和密度方面往往不能滿足施工的要求，因此必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用埽卜謨杉?jí)布設(shè)基本網(wǎng)和臨時(shí)性作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)。
4.2大壩的施工放樣
大壩施工放樣的主要步驟有：壩軸線的測(cè)設(shè)、清基中的放樣工作、壩體分塊控制線的測(cè)設(shè)、壩體澆筑中的放樣工作
4.3水工隧洞施工測(cè)量
水工隧洞按其作用可分為：引水發(fā)電洞、輸水洞、支洞、泄洪洞、導(dǎo)流洞等，其中測(cè)量精度要求最高的是發(fā)電洞及其支洞。隧洞施工測(cè)量的主要內(nèi)容包括：洞外控制測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、隧洞中心線放樣、開挖斷面和襯砌斷面的放樣等
4.4水電站施工測(cè)量
水電站廠房施工測(cè)量的主要內(nèi)容包括：廠房施工控制網(wǎng)的建立、基礎(chǔ)開挖測(cè)量、廠房建筑放樣測(cè)量等。在建立廠房控制網(wǎng)時(shí)，其點(diǎn)位精度和點(diǎn)位分布都應(yīng)考慮機(jī)組的安裝測(cè)量。
4.5金屬結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量
在水電工程中，閘門、壓力管道、機(jī)組設(shè)備等都是金屬構(gòu)件，其安裝測(cè)量的精度一般較高，要建立獨(dú)立的控制網(wǎng)，須與軸線關(guān)系保持一致。
5水利樞紐工程的變形監(jiān)測(cè)
變形監(jiān)測(cè)的主要觀測(cè)項(xiàng)目：水平位移觀測(cè)、垂直位移觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)、應(yīng)力/應(yīng)變觀測(cè)、分層沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、滲流觀測(cè)、溫度觀測(cè)、檢查觀測(cè)、滑坡崩岸觀測(cè)。
變形觀測(cè)的精度和周期——在制定變形觀測(cè)方案時(shí)，首先要確定精度要求。對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)目的所要求的觀測(cè)精度不同。觀測(cè)周期與工程的大小、測(cè)點(diǎn)所在位置的重要性、觀測(cè)目的以及觀測(cè)一次所需時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。及時(shí)進(jìn)行第一周期的觀測(cè)有重要的意義。
觀測(cè)資料的整編和分析——資料整編的主要內(nèi)容包括：收集資料、審核資料、填表和繪圖、編寫整編成果說(shuō)明。觀測(cè)資料分析其目的是對(duì)水利工程系統(tǒng)和各項(xiàng)水工建筑物的工作狀態(tài)做出評(píng)估、判斷和預(yù)測(cè)，達(dá)到有效地監(jiān)視建筑物安全運(yùn)行的目的。常用的分析方法有：作圖分析、統(tǒng)計(jì)分析、對(duì)比分析、建模分析。結(jié)語(yǔ)
伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代水利樞紐工程測(cè)量必將朝著測(cè)量?jī)?nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]張正祿,李廣云,潘國(guó)榮等.工程測(cè)量學(xué)[m].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005.[2] 高井祥,肖本林,付培義等.數(shù)字測(cè)圖原理與方法[m].江蘇:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用論文 衛(wèi)星定位導(dǎo)航與傳統(tǒng)地面測(cè)量相比的優(yōu)點(diǎn)篇二
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用
文暢霆土木120712231198
摘 要：隨著航天技術(shù)的發(fā)展與不斷進(jìn)步，現(xiàn)代的全球定位技術(shù)(gps)，數(shù)字化技術(shù)、遙感技術(shù)(rs)，地理信息技術(shù)(gis)等許多新的技術(shù)在工程測(cè)量中得到研究和應(yīng)用。本文以全球定位技術(shù)為主要內(nèi)容簡(jiǎn)單介紹一些衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：gps;工程測(cè)量；應(yīng)用
一、gps全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介
美國(guó)從20 紀(jì)70年代開始研制全球定位系統(tǒng)(gl0balpositi0ningsystem，gps)，歷時(shí)2o年，耗費(fèi)資金200億美元，終于在1994年全面建成了利用導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)時(shí)、測(cè)距，能夠在海陸空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航和定位的全新的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。這一技術(shù)足美國(guó)阿波羅登月計(jì)劃和航天飛機(jī)之后的第三大航天工程。如今，gps技術(shù)已經(jīng)成為了世界上最實(shí)用、應(yīng)用最廣泛的全球?qū)Ш?、指揮和調(diào)度的系統(tǒng)。隨著我國(guó)交通和建筑事業(yè)的發(fā)展，高速度、高效率、高精度的gps技術(shù)在我國(guó)工程測(cè)量中的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大。
gps空間衛(wèi)星包括了21顆工作衛(wèi)星和在軌備用3顆衛(wèi)星。在6個(gè)軌道平面內(nèi)平均分布著24顆衛(wèi)星，軌道平面產(chǎn)生了55度的傾角，平均衛(wèi)星高度是20200km。衛(wèi)星通過(guò)兩個(gè)l波段的無(wú)線電載波為廣大用戶接連不斷的輸送定位導(dǎo)航信號(hào)，其中包含的衛(wèi)星位置信息，促使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)化的已知點(diǎn)。在地球范圍內(nèi)的任意地點(diǎn)和時(shí)刻，當(dāng)高度角超過(guò)15度，能夠平均觀測(cè)6顆衛(wèi)星，最
多可達(dá)11顆。
gps尾行：主體乘圓柱形，直徑為1.5m，兩側(cè)安裝有4篇拼接成的太陽(yáng)能電池翼板，總面積為7.2m2，設(shè)計(jì)壽命為7.5年。衛(wèi)星上安設(shè)有4臺(tái)高精度的原子鐘（一臺(tái)使用，三臺(tái)備用），兩臺(tái)銣原子鐘（頻率穩(wěn)定度為1*10-13），兩臺(tái)銫原子鐘（頻率穩(wěn)定度為1*10-12），以減少由時(shí)間誤差引起的站星（測(cè)站到衛(wèi)星）距離誤差。
衛(wèi)星的基本功能是：接收和儲(chǔ)存由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息，并翔用戶發(fā)送導(dǎo)航與定位信息；接收并直行監(jiān)控站的控制指令，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。
gps地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站根據(jù)各監(jiān)測(cè)站對(duì)gps尾行的觀測(cè)數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站講主控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。
地面設(shè)有5個(gè)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)跟蹤站，1個(gè)主控站，3個(gè)信息注入站。
gps用戶設(shè)備由gps接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件以及其終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。gps接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的新號(hào)，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理，再通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出gps接收機(jī)中心（即測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。接收機(jī)通過(guò)天線接收衛(wèi)星播發(fā)的信號(hào)，并利用本機(jī)產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼取得距離觀測(cè)量和導(dǎo)航電文，然后依導(dǎo)航電文提供的衛(wèi)星位置和鐘差改正數(shù)，計(jì)算接收機(jī)所處的位置。
二、gps在測(cè)量學(xué)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的礦區(qū)控制測(cè)量一般都是在國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、線型鎖、邊角交會(huì)等方法進(jìn)行，這就要求點(diǎn)位之間必須
通視。為了達(dá)到這一條件，點(diǎn)位必須布設(shè)在地勢(shì)高，視野開闊的地方。因此傳統(tǒng)控制測(cè)量有耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高、精度低等的弊端。
gps定位技術(shù)具有精度高、全天候、點(diǎn)位無(wú)需通視的優(yōu)點(diǎn)，因此在控制測(cè)量方面目前已基本取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。但需要注意的是，由于礦區(qū)多處山區(qū)，點(diǎn)與點(diǎn)之間高差大，所以在高程控制方面要特別注意，各種實(shí)驗(yàn)表明，高程擬合誤差隨著高差的增加而增大，這就要求我們要盡可能選用分布均勻、能夠控制住整個(gè)工作區(qū)的高等級(jí)控制點(diǎn)，并選擇合適的似大地水準(zhǔn)面進(jìn)行精化，以提高gps擬合高程的精度。
要實(shí)現(xiàn)精確定位有兩個(gè)問(wèn)題需要解決：要確定衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置及準(zhǔn)確的測(cè)定地球上我們所在地點(diǎn)至衛(wèi)星的距離。在位置p點(diǎn)架設(shè)gps接收機(jī)，通過(guò)計(jì)算與一些數(shù)據(jù)處理可得知該時(shí)刻gps衛(wèi)星至gps接收機(jī)的距離sap、sbp、scp，在某一時(shí)刻接收了3顆(a、b、c)以上的gps衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，而這些衛(wèi)星在該時(shí)刻空間的位置(三維坐標(biāo))同樣可以通過(guò)接收衛(wèi)星星歷可獲得。接下來(lái)p點(diǎn)的維坐標(biāo)(xp，yp，zp)就能用距離交會(huì)的方法求得。地固坐標(biāo)系統(tǒng)即在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)和與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，在工程控制測(cè)量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)是gps測(cè)量中通常采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)。假定a至衛(wèi)星之間的距離我們能準(zhǔn)確測(cè)定，又已知我們所在地點(diǎn)而衛(wèi)星的位置，那么在所測(cè)量的以衛(wèi)星為中心、的距離為半徑的圓球上一定能找到a點(diǎn)的具體位置。
測(cè)量學(xué)一直以來(lái)的難題是測(cè)站間相互通視的問(wèn)題。使得選點(diǎn)更加靈活方便就是gps這一特點(diǎn)。為了讓接收gps衛(wèi)星信號(hào)不受干預(yù)，應(yīng)用gps布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)每個(gè)測(cè)站上相對(duì)應(yīng)的觀測(cè)時(shí)間一般在30～40 min左右，測(cè)站上空必須開闊。所以觀測(cè)時(shí)間短，用快速靜態(tài)定位方法可以大大縮短觀測(cè)時(shí)間：如使用接收機(jī)的rtk可在5 s內(nèi)獲得測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。
gps測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。工作人員利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)(將天線整平、對(duì)中，打開電源就能進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)從而量取天的線高數(shù)據(jù))。而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。所以gps接收機(jī)已趨操作傻瓜化和小型化。精確測(cè)量觀測(cè)站的大地高程也是gps測(cè)量在精確測(cè)量觀測(cè)站平面位置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。gps觀測(cè)可在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣情況的影響。
三、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上幾個(gè)方面的介紹可以看出，gps測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)勘查測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。隨著gps技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)量學(xué)中對(duì)gps的需求也會(huì)越來(lái)越大。但是，實(shí)際上當(dāng)前的最高精度還是不能滿足部分的測(cè)量，不過(guò)，gps接收機(jī)觀測(cè)基本實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化，大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，觀測(cè)時(shí)間越來(lái)越少。gps雖然有很多優(yōu)勢(shì)，但是它并不能完全可取代傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，這就要求從事地質(zhì)測(cè)量的同行在充分了解兩種測(cè)量方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)得基礎(chǔ)上，合理調(diào)配測(cè)繪儀器，相信一定取得事半功倍的效果。這樣看來(lái)，gps在測(cè)量學(xué)中的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣泛的。
參考文獻(xiàn)
[1] 李華.淺談gps技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的應(yīng)用[j].山西建
筑,2010,36(16)::10.3969/.1009-6825.2010.16.226.[2] 原宜坤,汪洋.淺談gps rtk技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[j].山西建
筑,2007,33(32)::10.3969/.1009-6825.2007.32.225.[3] 測(cè)量技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用[j].地礦測(cè)
繪,2006,22(3)::10.3969/.1007-9394.2006.03.004.
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用論文 衛(wèi)星定位導(dǎo)航與傳統(tǒng)地面測(cè)量相比的優(yōu)點(diǎn)篇三
gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)在消防工作中的應(yīng)用
摘要：近年來(lái)，gps衛(wèi)星地位系統(tǒng)在許多部門得到了廣泛應(yīng)用，提高了社會(huì)的生產(chǎn)效率和服務(wù)效率。其在消防工作中的應(yīng)用也大大提高了消防工作效率，保證了人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的安全性。
關(guān)鍵詞：gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)，消防，監(jiān)控，指揮，定位
gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)原本是美國(guó)軍方研制開發(fā)的一種空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展和普及，逐漸推廣到民用領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域眾多部門的技術(shù)發(fā)展和服務(wù)水平。作為先進(jìn)的服務(wù)技術(shù)，gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)也逐漸在消防工作中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，并在很大程度上為消防工作的開展提供了便利。
一、gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)概述
gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由空間部分、地面部分和用戶裝置三個(gè)主要部分組成，由現(xiàn)代高新技術(shù)支持的中距離圓型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它由美國(guó)國(guó)防部研制和維護(hù)，近年來(lái)服務(wù)范圍由原來(lái)的軍方擴(kuò)展至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域，包括科研、測(cè)繪、通信、交通運(yùn)輸?shù)?，甚至還走進(jìn)人們的日常生活。其中的空間部分包括24顆gps衛(wèi)星，地面部分主要包括主控站、數(shù)據(jù)注入站和監(jiān)測(cè)站，用戶裝置主要指用戶端的接收機(jī)。作為現(xiàn)代的應(yīng)用型高新技術(shù)，gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，可以不受天氣干擾提供24小時(shí)無(wú)間斷的服務(wù)；全球的覆蓋率廣，已達(dá)到98%以上；功能多，使用范圍廣，涉及到軍事、經(jīng)濟(jì)、生活等多個(gè)領(lǐng)域并仍在不斷的擴(kuò)展；方便快捷，能迅速實(shí)現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)的傳輸；智能化水平高，應(yīng)用難度小，對(duì)用戶的應(yīng)用技術(shù)要求不高；精確度高，自克林頓政府取消對(duì)民用訊號(hào)的干擾后，精確度可以到達(dá)十米左右。
二、gps系統(tǒng)在消防工作中的應(yīng)用分析
gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)在消防工作中的應(yīng)用，可以提高消防工作的監(jiān)控、數(shù)據(jù)錄入以及實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)指揮，為消防部門對(duì)消防設(shè)施的及時(shí)監(jiān)控檢查，有效預(yù)防和處理消防事故，提高消防工作的效率，為建設(shè)科學(xué)合理的消防指揮系統(tǒng)提供了技術(shù)支持，同時(shí)還為消防工作的全面展開提供了便利條件。gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)在消防系統(tǒng)中具有指揮功能、報(bào)警功能、信息采集傳輸功能以及車輛管理功能，具體來(lái)說(shuō)其應(yīng)用主要包括在指揮系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及車輛定位管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1、gps指揮系統(tǒng)
通過(guò)gps指揮系統(tǒng)，接警中心可以迅速定位準(zhǔn)確的報(bào)警地點(diǎn)，并自動(dòng)設(shè)計(jì)好消防預(yù)案、最佳的出警路線，同時(shí)提供實(shí)時(shí)的警力資料，還可以針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)查詢事發(fā)地點(diǎn)的消防設(shè)施等基本信息。gps系統(tǒng)還可以快速實(shí)現(xiàn)事故現(xiàn)場(chǎng)、指揮中心以及出警單位之間的信息溝通，指揮中心下達(dá)命令后，可以在消防車出救途中告知指揮員火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，便于指揮員在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后迅速開始撲救工作。同時(shí)還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)消防人員反饋的情況在指揮中心進(jìn)行全面分析，從而制定有效的消防應(yīng)對(duì)方案。gps衛(wèi)星定位指揮系統(tǒng)的投入使用，必將大大提升消防指揮調(diào)度的能力，提高消防工作的效率，減少火災(zāi)中造成的生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。
2、監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)和通信技術(shù)將從gps終端機(jī)獲取的數(shù)據(jù)信息收集整理儲(chǔ)存管理，掌握消防工作全面的基本情況。其中信息主要包括消防設(shè)備栓、以及當(dāng)?shù)氐乃礌顩r和周邊環(huán)境情況。通過(guò)對(duì)這些信息的收集管理，建立起信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為消防工作的全面展開提供依據(jù)。同時(shí)還會(huì)對(duì)消防車的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行追蹤監(jiān)控，并反饋給監(jiān)控中心的信息顯示系統(tǒng)，通過(guò)電子地圖直觀顯示。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，消防工作可以及時(shí)全面的收集有用信息，建立全起面的信息管理系統(tǒng)和大規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為消防指揮提供必要的信息，以便在綜合分析的基礎(chǔ)上制定科學(xué)合理的消防工作方案。
3、車輛定位管理系統(tǒng)
消防車作為消防工作展開的主要載體，在消防工作中占有無(wú)可替代的地位，因此車輛定位管理系統(tǒng)是gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)在消防工作應(yīng)用中十分重要的部分。首先，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確確定火災(zāi)位置，并根據(jù)地圖判斷是否按照指揮中心指示的路線行進(jìn)，對(duì)車輛展開靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的定位，確保消防車盡快達(dá)到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)開展施救。其次，系統(tǒng)還能提供直接的相關(guān)信息，如車輛基本信息，聯(lián)系方式以及監(jiān)控中心熱線等，同時(shí)還會(huì)對(duì)車載設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢查，并及時(shí)匯報(bào)，在緊急情況上還能發(fā)出警告。第三，系統(tǒng)通過(guò)與指揮中心的聯(lián)系和數(shù)據(jù)庫(kù)的協(xié)調(diào)，可以獲取有關(guān)資料，并通過(guò)電子地圖綜合直觀掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，以便指揮員作出準(zhǔn)確的判斷，制定出合理的工作方案。同時(shí)還可以通過(guò)車載通訊設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)的信息迅速反饋給指揮中心，當(dāng)車輛遇到緊急情況時(shí)還可以向指揮中心報(bào)警。信息的及時(shí)傳輸可以將相關(guān)的信息數(shù)據(jù)留存管理，為現(xiàn)場(chǎng)及以后的消防工作做好信息準(zhǔn)備。
綜上所述，gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)通過(guò)指揮系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及車輛定位管理系統(tǒng)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、客觀的信息，迅速的反映決策，讓工作人員作出準(zhǔn)確全面的判斷，開展有效的預(yù)防和撲救工作，其應(yīng)用大大提高了消防工作的效率。因此，在已經(jīng)取得的應(yīng)用成績(jī)基礎(chǔ)上，應(yīng)該更進(jìn)一步推動(dòng)gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)在消防工作中的應(yīng)用普及，讓消防部門更好地為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全保駕護(hù)航。
參考文獻(xiàn)：
【1】劉新科，gps系統(tǒng)在消防工作中的應(yīng)用，安防科技，2009年02期； 【2】馬國(guó)，鐘志農(nóng)，gps在消防指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用，兵工自動(dòng)化，2006年11期； 【3】鄭向陽(yáng)，gps車輛管理系統(tǒng)在消防工作中的具體應(yīng)用，科技信息，2009年19期； 【4】胡興軍，子蔭，gps智能消防系統(tǒng)及其運(yùn)作，2004年03期。
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用論文 衛(wèi)星定位導(dǎo)航與傳統(tǒng)地面測(cè)量相比的優(yōu)點(diǎn)篇四
gps衛(wèi)星定位管理系統(tǒng)
座落于廈門軟件園的都飛（福建）信息科技有限公司(/)，成立于2008年，注冊(cè)資金500萬(wàn)元，擁有一體化的辦公環(huán)境，一支專業(yè)的研發(fā)和服務(wù)隊(duì)伍。
本著“誠(chéng)信務(wù)實(shí)，以人為本”的經(jīng)營(yíng)理念，以“塑造最受客戶尊敬和信賴的合作伙伴”為企業(yè)宗旨，致力于gps衛(wèi)星定位、gis地理信息、rfid射頻技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運(yùn)營(yíng)。經(jīng)過(guò)四個(gè)年頭的發(fā)展，公司取得美國(guó)最大的flying gps(軍工類）定位器于國(guó)內(nèi)首家的福建總代理權(quán)，并且先后獲得《誠(chéng)信商家》稱號(hào)、廈門市技術(shù)貿(mào)易機(jī)構(gòu)、廈門市雙軟認(rèn)證企業(yè)、福建省交通廳gps運(yùn)營(yíng)資質(zhì)、廈門、三明、龍巖等運(yùn)管處gps運(yùn)營(yíng)資質(zhì)，擁有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（軟件著作權(quán)，專利）等等。
都飛信息科技公司正是憑借著優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和務(wù)實(shí)的作風(fēng)，樹立了良好的企業(yè)形象，在智能交通，gps衛(wèi)星領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并創(chuàng)造了輝煌的成就，為城市的交通智能化，信息完善化作出了巨大的貢獻(xiàn)。
經(jīng)營(yíng)范圍
一站式gps整體解決方案，移動(dòng)位置應(yīng)用解決方案；gps衛(wèi)星定位管理系統(tǒng)、erp管理系統(tǒng)、oa辦公系統(tǒng)、rfid射頻技術(shù)應(yīng)用、智能交通系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等軟件和相關(guān)硬件產(chǎn)品的開發(fā)與銷售，并提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)咨詢與服務(wù)。企業(yè)目標(biāo)
客戶至上，服務(wù)第一 科技領(lǐng)先，再創(chuàng)佳績(jī) 管理理念 誠(chéng)信 協(xié)作 責(zé)任 創(chuàng)新
發(fā)展愿景
都飛（福建）信息科技有限公司將不斷提升公司主營(yíng)的gps衛(wèi)星定位、gis地理信息、rfid射頻技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域的服務(wù)價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，秉承“客戶至上，服務(wù)一流，品質(zhì)第一”的理念，以更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和產(chǎn)品價(jià)值，成為城市的智能交通發(fā)展和信息化建設(shè)的強(qiáng)有力的后盾。
淺談衛(wèi)星定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用論文 衛(wèi)星定位導(dǎo)航與傳統(tǒng)地面測(cè)量相比的優(yōu)點(diǎn)篇五
衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)
姓
名：張 永 奇 學(xué)
號(hào)：0826010 指導(dǎo)教師：劉 萬(wàn) 林
副教授
目錄
第一章 緒論........................................................1 第二章 衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)..........................................3
2.1 發(fā)展簡(jiǎn)史..........................................................................................................3
2.2 空間部分..........................................................................................................4 2.3 地面跟蹤網(wǎng)......................................................................................................6 2.4 用戶接收設(shè)備..................................................................................................7 第三章 衛(wèi)星多普勒測(cè)量原理.........................................10
3.1 多普勒效應(yīng)....................................................................................................10 3.2 多普勒積分法................................................................................................11 3.3衛(wèi)星多普勒定位原理.....................................................................................11 3.4 衛(wèi)星多普勒導(dǎo)航計(jì)算模型............................................................................12 3.5 衛(wèi)星多普勒定位方法....................................................................................12 3.6 衛(wèi)星多普勒網(wǎng)的建立....................................................................................12 第四章 衛(wèi)星多普勒定位的數(shù)據(jù)采集與處理.............................14
4.1 衛(wèi)星的基本信息............................................................................................14 4.2導(dǎo)航衛(wèi)星預(yù)報(bào).................................................................................................15 4.3 衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)的預(yù)處理............................................................................15 第五章 衛(wèi)星多普勒觀測(cè)的誤差分析...................................17
5.1 概述................................................................................................................17 5.2 軌道誤差........................................................................................................18 5.3 折射誤差........................................................................................................20 5.4.接收誤差.........................................................................................................21 第六章 衛(wèi)星多普勒定位的應(yīng)用.......................................22 第七章 衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展.............................23 參考文獻(xiàn)..........................................................2
5衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)
第一章 緒論
衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)是現(xiàn)代大地測(cè)量采用得較為廣泛較有成效的新技術(shù)之一。近幾年來(lái)，在我國(guó)的生產(chǎn)、科研和教育部門，均引用了此項(xiàng)新技術(shù)，且有更為普及的趨勢(shì)。
自從1958年人造地球衛(wèi)星(以下簡(jiǎn)稱衛(wèi)星)發(fā)射成功以后，經(jīng)典大地測(cè)量學(xué)與天文學(xué)、地球物理學(xué)相互滲透，產(chǎn)生了大地測(cè)量學(xué)的新分支—衛(wèi)星大地測(cè)量。自六十年代以來(lái)，衛(wèi)星大地測(cè)量獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并在空間技術(shù)和地球科學(xué)方面發(fā)揮著日益重要的作用。衛(wèi)星大地測(cè)量的實(shí)質(zhì)，就是利用人造衛(wèi)星的觀測(cè)資料來(lái)實(shí)現(xiàn)大地測(cè)量的目的。因此，衛(wèi)星大地測(cè)量的任務(wù)可概括為如下幾點(diǎn)：
1.精確測(cè)定地球的大小和形狀、地球外部引力場(chǎng)、地極運(yùn)動(dòng)、大陸板塊間的相對(duì)位移和研究大地水準(zhǔn)面的形狀。這不僅是大地測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)，而且對(duì)其它科學(xué)技術(shù)也有重要意義；
2.精確測(cè)定地面點(diǎn)相對(duì)于地球質(zhì)心的坐標(biāo)(地心坐標(biāo))。這樣，就能夠把世界上不同地區(qū)的地面大地網(wǎng)精確地聯(lián)系起來(lái)，建立統(tǒng)—的世界大地測(cè)量坐標(biāo)系，為研究地心坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)提供可靠資料；
3.加強(qiáng)國(guó)家天文大地網(wǎng)，并提高其精度。現(xiàn)有的大地測(cè)量成果具有幾何和物理的兩重性，即平面位置是在某個(gè)參考橢球面上，用幾何方法(三角或?qū)Ь€測(cè)量)推算測(cè)定，而高程則由某地的平均海水面，用物理方法(水準(zhǔn)測(cè)量)傳遞測(cè)定。利用衛(wèi)星大地測(cè)量的方法可以對(duì)大面積的天文大地網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)或控制，以及不斷提高其精度；
4.困難地區(qū)布設(shè)測(cè)圖拉制。根據(jù)目前美國(guó)海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)所達(dá)到的精度，很多國(guó)家已直接用衛(wèi)星多普定位法，在困難地區(qū)布測(cè)控制網(wǎng)。它可以提高工作效率，避免外業(yè)造標(biāo)工作，降低作業(yè)成本；
5.海島聯(lián)測(cè)，包括海上定位等。衛(wèi)星大地測(cè)量可以對(duì)遠(yuǎn)離大陸的島嶼，以及沿海的石油鉆臺(tái)進(jìn)行大地聯(lián)測(cè)。這不但速度快，精度好，而且是常規(guī)大地測(cè)量無(wú)法進(jìn)行聯(lián)測(cè)的唯一有效手段。
除此，衛(wèi)星大地測(cè)量，特別是衛(wèi)星多普勒測(cè)量在海上導(dǎo)航、石油助探、監(jiān)測(cè)冰川運(yùn)動(dòng)、地殼運(yùn)功和軍事等方面有著廣泛的應(yīng)用。
衛(wèi)星大地測(cè)量，就其觀測(cè)手段通?？煞譃楣鈱W(xué)攝影法、激光測(cè)距法相無(wú)線電技術(shù)法三種。光學(xué)攝影法，包括目視光學(xué)觀測(cè)，電影經(jīng)緯儀觀測(cè)。目視光學(xué)觀測(cè)能很快地獲得衛(wèi)星的近似位置，所以在人造地球衛(wèi)星觀測(cè)的最初階段使用得較廣泛。由于觀測(cè)精度較低(方向精度為5“～20”記時(shí)精度為0.01“)，所以被后來(lái)發(fā)展的光學(xué)電影法所替代。這種攝影法，是以恒星天空為背景，用大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對(duì)恒星進(jìn)行攝影。通過(guò)底片上恒星與衛(wèi)星軌跡的量測(cè)，可以確定衛(wèi)星在空間相對(duì)于恒星的位置。第二章 衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)
衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量主要是利用美國(guó)海軍研制的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)最初稱為子午衛(wèi)星,以后改用海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，最后又稱為導(dǎo)航衛(wèi)星(navsat)。
2.1 發(fā)展簡(jiǎn)史
美國(guó)為了對(duì)裝有北極星導(dǎo)彈的潛艇的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行有效的檢核，由美國(guó)海軍武器實(shí)驗(yàn)室(nwl)(現(xiàn)改名為海面武器實(shí)驗(yàn)寶nswl)，委托美國(guó)霍布金斯大學(xué)的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(jhu-apl)研制衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。apl于1958年12月開始研制，1964年投入軍用，除為北極星潛艇導(dǎo)航外，還為其它軍艦和海洋考察船導(dǎo)航之用。1967年7月經(jīng)美國(guó)政府批準(zhǔn)解密，可供商用。因此，開始用于各種遠(yuǎn)洋船舶導(dǎo)航及海上定位。1964年以后，也開始研究利用該系統(tǒng)來(lái)解決大地測(cè)量的任務(wù)，隨著該系統(tǒng)的精度不斷提高，越來(lái)越廣泛地用來(lái)解決大地測(cè)量和地球動(dòng)力學(xué)方面的一系列問(wèn)題。由于該系統(tǒng)具有全天候、全自動(dòng)、全球覆蓋和具有較高精度等特點(diǎn)，因而在世界上獲得日益廣泛的應(yīng)用。
導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，最初是由霍布金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的幾名研究人員提出來(lái)的。在使用無(wú)線電跟蹤蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星時(shí)，維芬巴赫(george c．weiffe-nbach)和吉爾(william )發(fā)現(xiàn)可以利用多普勒頻移來(lái)測(cè)定衛(wèi)星的軌道。不久，當(dāng)時(shí)任應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研究中心主席麥克盧爾(frank t．mccmlure)提出，利用預(yù)測(cè)的軌道使用多普勒測(cè)量的方法來(lái)測(cè)定地面接收站位置的設(shè)想。經(jīng)過(guò)一系列的論證和技術(shù)準(zhǔn)備以后，在以下四個(gè)方面正式開展了研制工作：
(1)研制transit衛(wèi)星系列；
(2)建立地面跟蹤網(wǎng)，以提供預(yù)測(cè)的軌道參數(shù)；(3)研制地面接收設(shè)備；
(4)開展衛(wèi)星軌道理論，地球引力場(chǎng)和地球形狀的研究。
建立導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)以后，根據(jù)美國(guó)本土四個(gè)跟蹤站36小時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，再外推16小時(shí)的衛(wèi)星軌道參數(shù)。由注入站將此預(yù)測(cè)的衛(wèi)星軌道參數(shù)定期注入衛(wèi)星，衛(wèi)星將此軌道參數(shù)，經(jīng)相位調(diào)制后播發(fā)出去，通常稱它為廣播星歷。此外，還有分布在全球各地約19個(gè)觀測(cè)臺(tái)站組成的全球子午衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)(tranet)。這些臺(tái)站大多為各國(guó)的天文臺(tái)或衛(wèi)星觀站。按全球跟蹤網(wǎng)的觀測(cè)資抖，匯總并計(jì)算子午衛(wèi)星的精密星歷。起初由應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室計(jì)算并提供，目前由美國(guó)國(guó)防部測(cè)圖局地形測(cè)量中心(dmatc)計(jì)算和提供。通常只計(jì)算二顆子午衛(wèi)星的精密星歷。該精密星歷只提供與美國(guó)政府有協(xié)議的天文臺(tái)、衛(wèi)星觀測(cè)站和有關(guān)單位。
為了提高廣播星歷的精度，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)于1974年1月顧及了極移改正，即歸算到cio平極。還于1975年12月起作了一些重大改進(jìn)，首先將原來(lái)的地球引力場(chǎng)模型afl4.5改為wgs-72系統(tǒng)。然后在全球衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)共同平差基礎(chǔ)上，對(duì)美國(guó)本土四個(gè)跟蹤站的地心坐標(biāo)進(jìn)行了改進(jìn)，以使它們與全球衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)有更好的內(nèi)部符合。除此．還采用了一個(gè)改進(jìn)的光壓模型，改善了日—月效應(yīng)攝動(dòng)的計(jì)算，以及消除了計(jì)算進(jìn)動(dòng)(章動(dòng))中出現(xiàn)的微小攝動(dòng)。這一切都使子午衛(wèi)星軌道的外推誤差減小了，從而提高了廣播星歷的精度。
導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由美國(guó)海軍宇航組負(fù)責(zé)，共總部設(shè)在加利福尼亞州的穆古角。美國(guó)海軍天文臺(tái)參加時(shí)間校核。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分-衛(wèi)星，地面跟蹤網(wǎng)和用戶接收設(shè)備組成。
2.2 空間部分
第一顆子午衛(wèi)星”transit-ia”于1959年9月17日，用雷神—艾布爾火箭發(fā)射，因?yàn)榛鸺牡谌?jí)未點(diǎn)燃，故未能進(jìn)入軌道。雖然如此，它卻初步地解決了子午衛(wèi)星本身的一系列問(wèn)題，為整個(gè)子午衛(wèi)星系統(tǒng)的研制成功奠定了基礎(chǔ)。第二顆子午衛(wèi)星”transit-1b”于1960年4月13日發(fā)射成功。整個(gè)衛(wèi)星呈圓球形，天線在每個(gè)半球表面呈螺旋狀，太陽(yáng)能電池安置在圓球的中央，呈一環(huán)帶。為減少衛(wèi)星與運(yùn)載火箭脫離后仍存在的高速旋轉(zhuǎn)，有一個(gè)附加重量的鋼索，在為星入軌后，將自動(dòng)向外拋去。它象一條旋轉(zhuǎn)的臂，使慣性矩增加，以減少旋轉(zhuǎn)速度。衛(wèi)星穩(wěn)定后，它就隨其重量拋出。衛(wèi)星的姿態(tài)仍采用磁力控制，使衛(wèi)星與地磁場(chǎng)的方向一致。
transit-2a和transit-3a分別于1960年6月22日和11月30日發(fā)射。后者由于火箭故障未能進(jìn)入預(yù)定軌道。
transit-3b于1961年2月21日發(fā)射。由于火箭故障形成扁率很大的橢圓軌道。衛(wèi)星經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)時(shí)，受到大氣阻力造成的軌道遞降，于幾星期后燒毀。但卻第一次成功地進(jìn)行了衛(wèi)星注入和存貯系統(tǒng)的試驗(yàn)。
transit-4a于1961年6月29日發(fā)射成功。
transit-4b子1961年11月25日與另一顆特雷克衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射。特雷克衛(wèi)星是用于試驗(yàn)重力定向的，其目的是使以后的子午衛(wèi)星的天線指向地心。這次試驗(yàn)雖不完全成功，但證實(shí)了采用重力定向的可能性和現(xiàn)實(shí)性。這種定向方法成功地為現(xiàn)在的子午衛(wèi)星所采用。
子午衛(wèi)星的試驗(yàn)階段至此基本結(jié)束。第—顆實(shí)用子午衛(wèi)星于1963年12月發(fā)射成功，并開始為北極星潛艇和其它潛艇導(dǎo)航。它是一個(gè)約30cm *46cm的六面體，并具有四個(gè)太剛能電池的網(wǎng)狀翼，重量約50.4kg.在衛(wèi)星進(jìn)入軌道后，四個(gè)翼自動(dòng)展開，翼上嵌裝著太陽(yáng)能電池，以保證電源的供應(yīng)。
第一批實(shí)用衛(wèi)星壽命較短，大約一年后就不能工作。主要原因是太陽(yáng)能電池的熱量循環(huán)導(dǎo)致電路連接部分的破裂。這個(gè)問(wèn)題解決后，衛(wèi)星的使用壽命使大大提高了。所有的試驗(yàn)衛(wèi)星和第一批實(shí)用衛(wèi)星均由apl研制。它于1967年4月至9月發(fā)射了三顆子午衛(wèi)星，一直運(yùn)行到現(xiàn)在。這種衛(wèi)星稱為oscar衛(wèi)星。以后的子午衛(wèi)星由美國(guó)無(wú)線電公司(bca)制造，于1968年后又發(fā)射了三顆，目前還有十三顆oscar衛(wèi)星存放在bca的倉(cāng)庫(kù)里，留作備用。另有九個(gè)偵察兵火箭備用。
子午衛(wèi)星由火箭送入軌道后，仍在高速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)四翼自動(dòng)展開，使衛(wèi)星旋轉(zhuǎn)速度大幅度地減弱。然后利用四翼上的地磁阻尼棒來(lái)消除平衡過(guò)程中產(chǎn)生的擺動(dòng)。約一天內(nèi)可使衛(wèi)星消除旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定下來(lái)。最后，一根長(zhǎng)30m的重力穩(wěn)定桿伸了出來(lái)，桿端有一個(gè)1.3kg重荷，使衛(wèi)星天線的端面在重力作用下平穩(wěn)地對(duì)著地心。重力梯度穩(wěn)定桿有點(diǎn)象鐘擺，當(dāng)它的縱軸一旦偏離鉛垂線，衛(wèi)星就慢慢地來(lái)回?cái)[動(dòng)，而不是立即停下來(lái)。此時(shí)還要靠翼上的磁阻尼棒來(lái)吸收擺動(dòng)的能量，使振幅逐漸降到10?以內(nèi)。
衛(wèi)星內(nèi)有一套復(fù)雜的電子系統(tǒng)。它包括：一套接收裝置，一個(gè)5mhz高穩(wěn)定度的振蕩器，兩個(gè)1.5w發(fā)射機(jī)一個(gè)相應(yīng)調(diào)制的編碼裝置，—套含有35k的磁芯存貯系統(tǒng)，—個(gè)定向天線以及控制線路等。除存貯系統(tǒng)外，約行6200個(gè)電子元件，共46000個(gè)焊點(diǎn)。
衛(wèi)星振蕩器的頻率為5mhz，經(jīng)過(guò)倍頻、分頻后，通過(guò)定向天線，同時(shí)連續(xù)播發(fā)400 mhz和150mhz兩種穩(wěn)定的相干頻率。衛(wèi)星的接收裝置用來(lái)接收地面注入站發(fā)來(lái)的時(shí)間和軌道參數(shù)以及指令并將這些數(shù)據(jù)存入存貯器。根據(jù)預(yù)定的程序和指令，通過(guò)相位調(diào)制編碼裝置，調(diào)制在載波上播發(fā)出去。
在衛(wèi)星通過(guò)期間，頻率穩(wěn)定度為10-11。衛(wèi)星振蕩器經(jīng)分頻后，控制存貯照相調(diào)相編碼器，使衛(wèi)星軌道參數(shù)編碼后，按世界時(shí)(utc)偶分?jǐn)?shù)調(diào)相到載波上發(fā)射出去。所以播發(fā)的信號(hào)不僅提供了穩(wěn)定的載波頻率和衛(wèi)星軌道參數(shù)，也提供了定時(shí)信號(hào)。衛(wèi)星的接收機(jī)從地面注入站周期性地獲得修正過(guò)的衛(wèi)星軌道參數(shù)和時(shí)間改正數(shù)，此改正數(shù)也存在存貯器中，并且每隔9.6?s進(jìn)行一次調(diào)整。
一直到1977年有六顆子午衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行。其中30180號(hào)衛(wèi)星由于穩(wěn)定桿斷裂，定向不正確，1978年就停止了使用。1977年12月22日發(fā)射了一顆新型的子午衛(wèi)星，編號(hào)為30110，它在試驗(yàn)階段被稱為了tips衛(wèi)星，現(xiàn)在稱為noya衛(wèi)星。nova衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)與oscar衛(wèi)星完全一樣但是接收到的信號(hào)電平要增加3-4db，并且在兩個(gè)頻道上天線將都是左手極化的。除此，noia衛(wèi)星還有一些重要的改進(jìn)，主要是帶有干擾補(bǔ)償系統(tǒng)(discos)，用于消除大氣阻尼的影響；還有時(shí)間(頻率)控制的改進(jìn)，以及星載可編程序計(jì)算機(jī)等。
nova衛(wèi)星除用于導(dǎo)航定位目的外，尚有其他軍事用途。目前準(zhǔn)備生產(chǎn)三顆，全部將為五顆。據(jù)1979年1月第二次國(guó)際衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量討論會(huì)上霍斯金斯代表美國(guó)海軍戰(zhàn)略系統(tǒng)設(shè)計(jì)局(sspo)報(bào)告稱，美國(guó)海軍將于1990年前維持四顆衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，即包含兩顆oscar衛(wèi)星和兩顆nova衛(wèi)星，直到有新的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)替代為止。
由于衛(wèi)星軌道在空中的進(jìn)動(dòng)，使得每顆衛(wèi)星的軌道平面在赤經(jīng)方向上的分布出現(xiàn)了不均勻的現(xiàn)象。它使得相鄰兩顆衛(wèi)星通過(guò)某地的時(shí)間間隔很不均勻，有時(shí)可長(zhǎng)達(dá)3-5h，有時(shí)則出現(xiàn)先后或同時(shí)有兩顆衛(wèi)星通過(guò)的現(xiàn)象。應(yīng)該指出，子午衛(wèi)星系統(tǒng)作為導(dǎo)航系統(tǒng)的最主要缺點(diǎn)就是它的不連續(xù)性。
2.3 地面跟蹤網(wǎng)
為了維持子午衛(wèi)星的正常工作，海軍宇航組負(fù)責(zé)組織實(shí)施地面跟蹤網(wǎng)，它包括四個(gè)跟蹤站，一個(gè)控制與計(jì)算中心，以及兩個(gè)注入站。美國(guó)海軍天文臺(tái)只參加對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正工作。四個(gè)跟蹤站：位于加利福尼亞州的穆古角，緬因州的普羅斯佩克特港，明尼蘇達(dá)州的羅斯芒和夏威夷群島的哈西瓦。它們對(duì)每顆子午衛(wèi)星的兩個(gè)頻道信號(hào)進(jìn)行跟蹤和多普勒測(cè)量，并將觀測(cè)的多普勒數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算中心?？刂婆c計(jì)算中心位于加利福尼亞州的跟蹤站一起。它將四個(gè)跟蹤站傳輸來(lái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，首先按衛(wèi)星分別匯集成組，然后近行軌道認(rèn)算。根據(jù)36h內(nèi)對(duì)衛(wèi)星的觀測(cè)資料，考慮到地球引力場(chǎng)的不規(guī)則、大氣阻尼、太陽(yáng)輻射和日月引力等各種攝動(dòng)因素，計(jì)算出每顆衛(wèi)星的精確軌道。然后用外推法計(jì)算未來(lái)16h的衛(wèi)星平均軌道，以及每?jī)煞昼娀蛩姆昼妼?duì)平均軌道的改正量。最后將外推的軌道參數(shù)傳輸給位于加利福尼亞州穆古角的注入站或位于明尼蘇達(dá)州的羅斯芒特的注入站。它們的作用是接收和整理由計(jì)算中心傳遞來(lái)的數(shù)據(jù)信息。并且將整理好的衛(wèi)星電文數(shù)據(jù)，用快速數(shù)傳的方法向衛(wèi)星注入。注入后要進(jìn)行檢核，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即進(jìn)行重新注入，直到正確為止。約每12h對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行一次注入。注入時(shí)把衛(wèi)星上原來(lái)存貯的數(shù)據(jù)沖掉，代之以新的軌道數(shù)據(jù)。
美國(guó)海軍天文臺(tái)負(fù)責(zé)提供標(biāo)準(zhǔn)的出界時(shí)(utc)，并對(duì)衛(wèi)星時(shí)標(biāo)進(jìn)行?；?，校準(zhǔn)的誤差不大于50?s。
四個(gè)地面跟蹤站，二個(gè)注入站，一個(gè)計(jì)算中心以及海軍天文臺(tái)都由海軍宇航組通過(guò)控制中心進(jìn)行協(xié)調(diào)和指揮。
除了上述的地面跟蹤網(wǎng)外，利用全球分布的天文臺(tái)或衛(wèi)星站，根據(jù)政府間的協(xié)作，參加子午衛(wèi)星的跟蹤。這樣就構(gòu)成了15-20個(gè)臺(tái)站的全球子午衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)，稱為tranet。將該網(wǎng)中各臺(tái)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)都匯集起來(lái)，對(duì)子午衛(wèi)星進(jìn)行精確定軌。并且只對(duì)一或二顆衛(wèi)星編制了精密星歷表，事后提供給協(xié)作單位和有關(guān)部門進(jìn)行精確定位計(jì)算之用。精密星歷提起初由海軍武器實(shí)驗(yàn)室計(jì)算并提供。目前出美國(guó)國(guó)防部測(cè)圖局地形測(cè)量中心進(jìn)行計(jì)算，并提供使用。
2.4 用戶接收設(shè)備
用戶接收設(shè)備是用來(lái)跟蹤，接收子午衛(wèi)星信息，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄在穿孔紙帶或盒式磁帶上。按用途接收機(jī)設(shè)備可分為導(dǎo)航型和大地型兩大類。他們的主要區(qū)別是，導(dǎo)航型要求定位精度較低，但必須對(duì)每次衛(wèi)星通過(guò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算，以及連接其他導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行航位推算。而大地型則要求定位精度盡可能高，又要便于野外攜帶，并且要求觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄完整，便于事后采用各種平差方法進(jìn)行處理等。
(1)導(dǎo)航型接收設(shè)備
通?？煞譃閱晤l和雙頻兩種。美國(guó)美樂華公司與1968年生產(chǎn)第一臺(tái)單頻接收設(shè)備mx-702ca,它包括天線(含前置放大器)，接收機(jī)，計(jì)算機(jī)和打印設(shè)備。隨著電子技術(shù)的不斷飛發(fā)展，以后配用微處理機(jī)。與1975年生產(chǎn)了第一臺(tái)配有微處理機(jī)的mx-902b,于1976年生產(chǎn)了mx-1102，這類接收機(jī)的特點(diǎn)是，采用了微處理機(jī)技術(shù)，使接收機(jī)計(jì)算機(jī)和顯示器做出一個(gè)整體。加拿大馬可尼(cmc)公司生產(chǎn)的單頻接收設(shè)備cma-750.它包括天線(含前置放大器)，接收機(jī)，小型計(jì)算機(jī)，顯示器和打印機(jī)。法國(guó)電氣設(shè)備與信號(hào)設(shè)備公司(csee)和電信有限公司(sat)生產(chǎn)的單頻接收機(jī)為sylosat-c型。它包括天線，前置放大器，接收的電子裝置和顯示器傳輸裝置，日本太陽(yáng)交易株式會(huì)社生產(chǎn)的單頻接收機(jī)為fsn-11a型。日本無(wú)線電有限公司生產(chǎn)的單頻接收機(jī)為jle-3100型。
雙頻導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)備與單頻導(dǎo)航型的區(qū)別在于接收衛(wèi)星兩個(gè)頻道的信號(hào)，可進(jìn)行電離層折射改正，以提高導(dǎo)航定位的精度。除軍用外，雙頻導(dǎo)航接收機(jī)多用于遠(yuǎn)洋商輪，海洋考察船，沿海石油勘探等。
(2)大地型接收設(shè)備
大地型接收設(shè)備皆為雙頻接收機(jī)。第一代大地型接收機(jī)是美國(guó)mx公司于1965年為軍用而生產(chǎn)的，型號(hào)為an/prr,又稱大地接收機(jī)。mx公司于1975年生產(chǎn)了第二代大地接收機(jī)，型號(hào)是mx-702a-3d,又稱geo-ⅱ.這類接收機(jī)主要分為野外部分和內(nèi)業(yè)處理部分。野外部分包括接收機(jī)，天線和紙帶穿孔機(jī)。內(nèi)業(yè)計(jì)算部分包括hp-2100小型計(jì)算機(jī)，電傳打印機(jī)，以及光電輸入機(jī)。隨著微處理機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，1976年后出現(xiàn)了第三代大地型接收機(jī)。其中有mx公司生產(chǎn)的mx-1502大地接收機(jī)。美國(guó)jmr公司和英國(guó)decca公司生產(chǎn)的jmr-1和jmr-1mp大地型接收機(jī)。還有加拿大馬可尼公司最近研制的cma-751大地型接收機(jī)。第三代大地型接收機(jī)采用微處理機(jī)技術(shù)，不但使重量減輕，自動(dòng)化程度也有提高，而且還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的二維和三維定位計(jì)算。他們的實(shí)時(shí)定位精度相當(dāng)與第二代大地型接收機(jī)的內(nèi)業(yè)處理精度。為了進(jìn)行精確的定位計(jì)算，第三代大地型接收機(jī)還可以配備專用的計(jì)算中心，進(jìn)行事后處理。通常在這種專用的計(jì)算中心上，配有單點(diǎn)定位程序和多點(diǎn)聯(lián)測(cè)定位程序，他們可以提高定位的相對(duì)精度。用戶接收設(shè)備的定位精度，不但取決于接收設(shè)備的精確度，還取決于衛(wèi)星定軌精度和處理方法。第三章 衛(wèi)星多普勒測(cè)量原理
3.1 多普勒效應(yīng)
1842年，奧地利物理學(xué)家約翰克里斯琴·多普勒(1803-1853)通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出，火車經(jīng)過(guò)時(shí)，其汽笛聲調(diào)發(fā)生變化的原因，實(shí)驗(yàn)是用一個(gè)運(yùn)動(dòng)的鈴作為聲源，用一個(gè)固定的音叉作為參考頻率來(lái)比較接收的聲頻。如果鈴的頻率為fs，聲音傳播速度為c，而且在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)聲音是沿直線傳瓶則鈴的固定額串可用速度c和波長(zhǎng)?s表示，即
fs?c?s
(3.1)
當(dāng)鈴靜止不動(dòng)時(shí)，則在任何方向都可測(cè)定其頻率fs。但是當(dāng)鈴以速度vs運(yùn)動(dòng)時(shí)，則聲音傳播速度就會(huì)發(fā)生較大變化，在鈴的運(yùn)動(dòng)方向上為c?vs而在相反方向上為c?vs，只有在垂直于速度vs的方向上，才是原來(lái)的速度c。如果速度vs的?方向與鈴至觀測(cè)站p的方向間夾角為p，則聲音傳播速度的一般表達(dá)式為：cp?c?vscos?p
(3.2)由于鈴相對(duì)于固定觀測(cè)站p的運(yùn)動(dòng)，引起了鈴聲傳播速度的變化，因而在測(cè)站p測(cè)定鈴的頻率也有所改變，有上式可得在測(cè)站p測(cè)定鈴聲的頻率f為f?cp?c?vscos?p?s?svscos?p?c?s?vscos?p?s?fs??f
(3.3)?f?式中?s?fscvscos?p
(3.4)信號(hào)源運(yùn)動(dòng)引起的相對(duì)于信號(hào)頻率fs的頻移稱為多普勒頻移，也成為多普勒效應(yīng)。(3.3)和(3.4)式是頻率與速度的關(guān)系式。如果我們要利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行跟蹤，就必須求得vs，而vs的求的是以已知的?f,?p，?s為前提的，由此可知，多普勒測(cè)量基本也就是速度測(cè)量。
在多普勒的實(shí)驗(yàn)之后，還發(fā)現(xiàn)多普勒效應(yīng)在無(wú)線電波和光波等連續(xù)輻射波的傳播中同樣存在著。當(dāng)衛(wèi)星上用固定頻率fs發(fā)射連續(xù)的無(wú)線電波，因?yàn)樾l(wèi)星作繞地運(yùn)動(dòng)，它和地面接收站間有一個(gè)相對(duì)速度，所以地面站接收到的衛(wèi)星信號(hào)，就有頻率的變化，即變化的接收頻率f。這種頻率變化的現(xiàn)象，就稱為多普勒效應(yīng)。
3.2 多普勒積分法
為了精確地測(cè)量多普勒頻率?f通常在地面接收機(jī)內(nèi)增加一個(gè)固定的頻率，即本振fk。將接收到的頻率與本振比較，即混頻，得出差拍頻率，最后用積分的方法導(dǎo)出多普勒頻率或者直接進(jìn)行定位計(jì)算。
衛(wèi)星沿其運(yùn)行軌道，在相等時(shí)間段內(nèi)的位置。衛(wèi)星在這些時(shí)刻ti，即在位置si時(shí)播發(fā)的信號(hào)，地面測(cè)站
m則要在ti??ti時(shí)才能收到。由衛(wèi)星信號(hào)的傳播延遲可知，在相鄰兩時(shí)刻衛(wèi)星信號(hào)之間，地面接收站累計(jì)下本振和接收機(jī)頻率間差頻的差拍周期數(shù)ni,它通常稱為多普勒計(jì)數(shù)。衛(wèi)星觀測(cè)量是多普勒計(jì)數(shù)n，常數(shù)量是波長(zhǎng)?k和積分間隔?,未知數(shù)是頻偏fks和距離差si?1?si，而距離差又是測(cè)站坐標(biāo)和衛(wèi)星坐標(biāo)的函數(shù)。由于要求的未知數(shù)不同，采用的時(shí)標(biāo)和測(cè)量多普勒計(jì)數(shù)的方法不同，估算的誤差模型不同，以及數(shù)據(jù)處理方法的不同，就構(gòu)成了各種不同的定位方法。所以接收機(jī)實(shí)測(cè)到得多普勒計(jì)數(shù)，必須先進(jìn)行電離層折射改正和對(duì)流層折射改正。
3.3衛(wèi)星多普勒定位原理
多普勒積分法給出了地面點(diǎn)到衛(wèi)星兩個(gè)位置的距離差，也就是說(shuō)當(dāng)衛(wèi)星位置為已知時(shí)，地面點(diǎn)就位于以兩個(gè)衛(wèi)星位置為焦點(diǎn)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面上，該雙曲面與地球面相交得出一個(gè)曲線h12.如果在衛(wèi)星位置之間再進(jìn)行多普勒積分測(cè)量，就可以得出第二個(gè)距離差公式，以及相應(yīng)的曲線h23，此時(shí)，地面點(diǎn)m應(yīng)位于h12,h23兩個(gè)相交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)上。如此再有第三條曲線h34就可以確定地面點(diǎn)m位置。由此可見，多普勒定位的方法，就是一系列雙曲面的定位方法。他們的交點(diǎn)就是相應(yīng)于時(shí)間t1,t2,??的衛(wèi)星位置s1,s2,??。觀測(cè)量就是多普勒計(jì)數(shù)或其相應(yīng)的衛(wèi)地距離差。
3.4 衛(wèi)星多普勒導(dǎo)航計(jì)算模型
衛(wèi)星多普勒定位計(jì)算的模型很多。但是二維定位計(jì)算模型是個(gè)基本的模型。所以這里首先敘述導(dǎo)航定位的計(jì)算模型。它的特點(diǎn)是：
(1)定位精度較低，計(jì)算模型較簡(jiǎn)單，收斂性較好；
(2)進(jìn)行二維定位，即解算的未知量為三個(gè)；天線(船位)的緯度、經(jīng)度和頻偏；
(3)天線(船位)是運(yùn)動(dòng)的。
3.5 衛(wèi)星多普勒定位方法
衛(wèi)星多普勒定體有三種方法：(1)單點(diǎn)定位法；(2)聯(lián)測(cè)定位法；(3)短弧法。(1)單點(diǎn)定位法是一種簡(jiǎn)單和廣泛用于作業(yè)的方法。它是在衛(wèi)星星歷無(wú)誤差的假定條件下，按單點(diǎn)獨(dú)立解算法求定測(cè)站位置。當(dāng)取得精密星歷和只有一臺(tái)儀器時(shí)，以采用此法為宜。當(dāng)只有廣播星歷時(shí)，此法受星歷誤差影響較大，如果適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加衛(wèi)星觀測(cè)的通過(guò)次數(shù)，則可有限度地削弱其誤差影響。
(2)聯(lián)測(cè)定位法是在不同測(cè)站上同步跟蹤同一衛(wèi)星通過(guò)，以測(cè)定兩站間的相對(duì)位置。由于星歷誤差和折射誤差在同步跟蹤同一衛(wèi)星通過(guò)的兩站間是相關(guān)的，故在只能使用廣播星歷和有兩臺(tái)以上儀器時(shí)，采用此法能得到較高的精度。(3)短弧法是在不同測(cè)站上共同跟蹤同一衛(wèi)星通過(guò)，以測(cè)定兩站間的相對(duì)位置。所謂共同跟蹤同一衛(wèi)星通過(guò)，就是在大約30min(約為子午衛(wèi)星周期l06min的28％)內(nèi)，可以有先有后地接收同—衛(wèi)星的多普勒頻移，即在約占28％的一段較短軌道弧上觀測(cè)同一衛(wèi)星。當(dāng)然，短弧法的本質(zhì)在于它不把廣播星歷認(rèn)為無(wú)誤差，而是在數(shù)據(jù)處理中求出每次衛(wèi)星通過(guò)的軌道根數(shù)改正數(shù)。
近幾年來(lái)，這三種方法已取得較多的實(shí)測(cè)成果，可供使用、分析和參考。更為廣泛深入的試驗(yàn)尚在進(jìn)行之中。
3.6 衛(wèi)星多普勒網(wǎng)的建立
采用衛(wèi)星多普勒定位法建立國(guó)家和國(guó)際大地網(wǎng)已成為主要方法之一，它具有全球性、全天候、速度快、精度高、投資少、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，并能迅速提供地心坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)。采用衛(wèi)星多普勒定位法有可能把所有大地網(wǎng)與地心坐標(biāo)系統(tǒng)以1-2m的精度聯(lián)系起來(lái)。而且，在衛(wèi)星多普勒測(cè)站上已經(jīng)應(yīng)用其它測(cè)量技術(shù)，把局部測(cè)量數(shù)據(jù)確定在以cio極和bih零子午線的多普勒坐標(biāo)系統(tǒng)和地心坐標(biāo)系統(tǒng)上。此外，在多普勒站上的甚長(zhǎng)基線于涉測(cè)量(vlbi)、激光測(cè)月(llr)、衛(wèi)星激光測(cè)距(slr)等，可使長(zhǎng)度精度至1：5000 000以上。當(dāng)然，衛(wèi)星多普勒定位也用于加強(qiáng)大地網(wǎng)，以提高地面測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。
衛(wèi)星多普勒網(wǎng)的觀測(cè)與計(jì)算方案，取決于接收機(jī)的質(zhì)量和數(shù)量，要求的測(cè)站間隔，是優(yōu)先使精度達(dá)到最高水平，還是只達(dá)到一個(gè)既定精度，從而使測(cè)量費(fèi)用和作業(yè)時(shí)間減到最少，以及絕對(duì)與相對(duì)定位精度的各自優(yōu)先性。第四章 衛(wèi)星多普勒定位的數(shù)據(jù)采集與處理
4.1 衛(wèi)星的基本信息
地面注入站傳送給衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，是存放在衛(wèi)星存貯系統(tǒng)內(nèi)的，然后按照控制程序用相位調(diào)制在衛(wèi)星工作頻率上播發(fā)出去。這種方法不影響精確的多普勒測(cè)量。衛(wèi)星發(fā)射三種信息：
(1)供多普勒測(cè)量用的兩種相干的穩(wěn)定頻率，即399．968mhz＝400mhz-32khz和149．988mhz＝150mhz-12khz，標(biāo)稱400mhz和150mhz；
(2)衛(wèi)星的軌道參數(shù)；
(3)每?jī)煞昼姷臅r(shí)標(biāo)。衛(wèi)星軌道參數(shù)和時(shí)標(biāo)常統(tǒng)稱為時(shí)軌參數(shù)。衛(wèi)星將時(shí)軌參數(shù)用相位調(diào)制的方法調(diào)制在工作頻率上，并采用編碼形式。
子午衛(wèi)星每?jī)煞昼姴グl(fā)一幀含有157個(gè)字的電文。電文最末一個(gè)字僅由19比特組成，其余156字均由39個(gè)比特組成。因此兩分鐘電文共包含156*39+19＝6103比特。每個(gè)比特的周期為120/6103＝19．662ms，標(biāo)稱20ms。
衛(wèi)星電文的格式，衛(wèi)星存貯系統(tǒng)內(nèi)的軌道參數(shù)，根據(jù)預(yù)定的程序，每隔2分鐘，被檢測(cè)一次，同時(shí)播發(fā)一幀電文。這幀電文由每字含39比特的156字和含19比特的終止字組成。因此一幀電文共含6103個(gè)比特，在120 s內(nèi)發(fā)出，每個(gè)比特的長(zhǎng)度為19.662ms。衛(wèi)星電文中除第l，2和3字用作識(shí)別、同步和結(jié)出時(shí)標(biāo)外，其余154個(gè)字分為a，b，c三組。a組用于導(dǎo)航定位，b，c組仍用于軍事目的。衛(wèi)星電文譯碼，衛(wèi)星電文a組中每個(gè)字都含有39個(gè)比特。它們的編碼情況如下：前三個(gè)比特不用，后面36個(gè)比特每4個(gè)比特表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字。故每個(gè)字含有9個(gè)十進(jìn)制數(shù)字。應(yīng)該指出，子午衛(wèi)星播發(fā)的軌道參數(shù)采用二進(jìn)制余三代碼(xs3bcd)。通常的子午衛(wèi)星接收機(jī)中裝有譯碼器，將二進(jìn)制余三代碼轉(zhuǎn)換成普通二進(jìn)制碼或美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼(ascⅱ)。這種碼常用于電傳打字機(jī)和大部分電子計(jì)算機(jī)。
固定參數(shù)的譯碼，衛(wèi)星電文a組中的固定參數(shù)表示衛(wèi)星的平均軌道，它在兩次注入時(shí)間(12-16h)內(nèi)保持不變。所以在該時(shí)間段內(nèi)每?jī)煞昼婋娢亩际侵貜?fù)播發(fā)的。
可變參數(shù)的譯碼衛(wèi)星每?jī)煞昼姴グl(fā)一幀電文，其中8個(gè)字是衛(wèi)星軌道的可變參數(shù)。它們表示衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌道，也是對(duì)平均軌道(固定參數(shù))的修正。每一個(gè)可變參數(shù)字也由9位十進(jìn)制數(shù)字組成。
4.2導(dǎo)航衛(wèi)星預(yù)報(bào)
在衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量工作中，為安排觀測(cè)，刪除不符合條件的衛(wèi)星通過(guò)，需要進(jìn)行導(dǎo)航衛(wèi)星頂報(bào)計(jì)算。此項(xiàng)計(jì)算工作，可以結(jié)合所使用儀器的特點(diǎn)和功能，編制成專用程序，它一般由儀器制造商提供，如mx-1502接收機(jī)等，也可以使用通用計(jì)算機(jī)，按自編程序，編制成工作星歷，如cma-722b接收機(jī)。由于導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道周期較穩(wěn)，并且播發(fā)廣播星歷，提供衛(wèi)星的時(shí)軌參數(shù)。所以預(yù)報(bào)計(jì)算是根據(jù)廣播星歷來(lái)進(jìn)行，通常使用三個(gè)月內(nèi)的廣播星歷，以保證預(yù)報(bào)的時(shí)刻誤差不大于一分鐘。預(yù)報(bào)計(jì)算的方法很多，常用的有試探法。試探法就是根據(jù)某時(shí)段接收到的廣播星歷，計(jì)算出需要觀測(cè)日期開始時(shí)刻的衛(wèi)星坐標(biāo)，再將此衛(wèi)星坐標(biāo)與測(cè)站概略坐標(biāo)計(jì)算出此時(shí)刻的衛(wèi)星高度角，判別它是否在地平面上。然后用增加時(shí)間的辦法試探被預(yù)報(bào)的衛(wèi)星是否再次出現(xiàn)地平面上。如此試探下去，直到需要觀測(cè)日期的結(jié)束時(shí)刻為止。如果確定衛(wèi)星出現(xiàn)在地平面上時(shí)，則再用增加時(shí)間的方法計(jì)算此次衛(wèi)星通過(guò)時(shí)的過(guò)頂時(shí)刻
(最大高度角時(shí)刻)和下落時(shí)刻，以及通過(guò)的方向和方位。這種試探法雖然費(fèi)時(shí)，但比較簡(jiǎn)單并可借用導(dǎo)航程序的某些子程序。這里敘述的衛(wèi)星預(yù)報(bào)計(jì)算方法，是以高度角條件和升赤經(jīng)條件作為初選，對(duì)某一顆被預(yù)報(bào)的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，只要簡(jiǎn)單的運(yùn)算就可確定該圈衛(wèi)星是否能被某測(cè)站觀測(cè)到。然后可以用試探法或者采用多項(xiàng)式擬合求根值和極值的方法，來(lái)確定該次衛(wèi)星通過(guò)時(shí)上升,下落以及過(guò)頂?shù)臅r(shí)刻，還要確定衛(wèi)星通過(guò)的方向和方位。
起始數(shù)據(jù)中導(dǎo)航衛(wèi)星每?jī)煞昼姴グl(fā)一幀電文，它包含可變參數(shù)8個(gè)字和固定參數(shù)17個(gè)字兩部分。表示瞬時(shí)衛(wèi)星軌道的可變參數(shù)，每?jī)煞昼姼淖円淮巍６硎拘l(wèi)星平均軌道的固定參數(shù)，在兩次注入期約12小時(shí)內(nèi)是不變的。導(dǎo)航衛(wèi)星的預(yù)報(bào)僅利用固定參數(shù)中前12個(gè)字作為起始數(shù)據(jù)輸入。
子午衛(wèi)星的預(yù)報(bào)計(jì)算首先要根據(jù)起始數(shù)據(jù)進(jìn)行初選。初選的目的就是確定在某測(cè)站上衛(wèi)星可見段的開始時(shí)刻，即確定衛(wèi)星由測(cè)站地平面上升的時(shí)刻。為此，首先提出高度角條件。
4.3 衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)的預(yù)處理
預(yù)處理就是對(duì)衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、計(jì)算和檢驗(yàn)，共主要內(nèi)容有：衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)記錄格式，多普勒計(jì)數(shù)的歸算，衛(wèi)星軌道的擬合，衛(wèi)星坐標(biāo)的計(jì)算，測(cè)站點(diǎn)地心坐標(biāo)近似值的計(jì)算，衛(wèi)地距離和衛(wèi)星高度角以及對(duì)流層折射改正的計(jì)算，本機(jī)時(shí)標(biāo)與衛(wèi)星時(shí)標(biāo)的換算等。在計(jì)算過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，并擬定各種檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，凡符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)予以保留，不符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)一般均剔除。
數(shù)據(jù)預(yù)處理的程序，因計(jì)算機(jī)型號(hào)和記錄設(shè)備不同而異。對(duì)接收機(jī)所提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的程序稱為多數(shù)判決，它一般由設(shè)備制造商提供，該程序用于數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單檢驗(yàn)并使數(shù)據(jù)壓縮。在這所述的預(yù)處理是經(jīng)過(guò)多數(shù)判決后的預(yù)處理。衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)記錄格式，因接收機(jī)和記錄設(shè)備不同而異。第五章 衛(wèi)星多普勒觀測(cè)的誤差分析
5.1 概述
子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)是以地球質(zhì)心為原點(diǎn)(它與地心相差約為1m，即?x?0.5m，?y?-1.3m，?z?0.7m)，短軸與地球自轉(zhuǎn)軸相重合的空間三維直角坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱地心坐標(biāo)系，同時(shí)也采用”1972年世界大地測(cè)量坐標(biāo)系”(wgs-72)的地球模型，該系統(tǒng)是利用了近代的衛(wèi)星、天文大地和重力資料，在wgs—66基礎(chǔ)上改進(jìn)的，其主要地球參數(shù)為
a?6378135(?5)mb?a(1?f)?6356750.52mf?1/298.26(?0.6?103?72)
gm?398600.5km/s(?0.4)以上確定地球模型、坐標(biāo)系以及地球位函數(shù)的球諧系數(shù)，統(tǒng)稱為定場(chǎng)。
子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由近似圓形極軌道的六顆衛(wèi)星組成(其中有一顆衛(wèi)星已不能正常工作)，平均高度為1100km，角速度為3.4?/min，地平以上可觀測(cè)的持續(xù)時(shí)間為18分鐘，衛(wèi)星視區(qū)范圍的直徑為6700km，如顧及衛(wèi)星運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期，每圈視帶向西移動(dòng)約26?，相當(dāng)于平均距離為2500km，同一顆衛(wèi)星兩次經(jīng)過(guò)的視帶重疊范圍可達(dá)60％，在中緯度地區(qū)大約每60分鐘可接收到任一顆子午衛(wèi)星在赤道上大約每120分鐘可接收到任一顆子午衛(wèi)星，因此，子午衛(wèi)星視帶基本上覆蓋全球。
子午衛(wèi)星提供了精確的時(shí)標(biāo)和軌道信息。在每顆衛(wèi)星里，備有一臺(tái)5mhz高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)振蕩器(穩(wěn)定為3?1011/天)，經(jīng)過(guò)倍頻器(x80，x30)，發(fā)射出399.68mhz和149.988mhz的兩個(gè)相干載頻。標(biāo)準(zhǔn)振蕩器的輸出信號(hào)經(jīng)分頻器后，用來(lái)控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)，調(diào)相到150 mhz和400 mhz信號(hào)上讀出和編碼。由于導(dǎo)航電文被控制在每個(gè)偶分鐘的開始和結(jié)束的瞬間發(fā)出，所以電文不僅提供固定的標(biāo)頻和導(dǎo)航電文，還提供定時(shí)信號(hào)。在導(dǎo)航電文中，包括了已解密的a組軌道參數(shù)，即平滑處理的開普勒密切橢圓的固定參數(shù)及對(duì)此所作修正的可變參數(shù)，統(tǒng)稱為廣播星歷。在可使用的五顆衛(wèi)星中，衛(wèi)星序號(hào)為nnss 30190和30140兩顆衛(wèi)星，編算了精密星歷。利用多普勒接收機(jī)可以確定軌道參數(shù)，簡(jiǎn)稱定軌。
根據(jù)導(dǎo)航電文(或精密星歷)，可以得到以時(shí)間為函數(shù)的衛(wèi)星位置。為了測(cè)定測(cè)站坐標(biāo)，可以利用各種類型接收機(jī)來(lái)測(cè)量多普勒頻移，從而求得測(cè)站與衛(wèi)星間距離差。定站計(jì)算是根據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)和近似的測(cè)站坐標(biāo)計(jì)算出距離差，利用各種數(shù)學(xué)模型，將計(jì)算值最佳地?cái)M合到多普勒觀測(cè)值上,即可定出測(cè)站坐標(biāo)改正值，這種方法簡(jiǎn)稱定站。
定場(chǎng)、定軌、定站三者是密切相關(guān)的，互為因果的。在衛(wèi)星大地測(cè)量和天體測(cè)量中已知衛(wèi)星位置(或恒星坐標(biāo))，可以測(cè)定測(cè)站坐標(biāo)，或者已知測(cè)站位置，可以測(cè)定衛(wèi)星軌道參數(shù)(或恒星星表等)，其數(shù)據(jù)處理互為逆運(yùn)算。
目前在國(guó)際上進(jìn)行衛(wèi)星多普勒定位，一般采用兩類方法，即 1.軌道參數(shù)不參加平差，如：(1)單點(diǎn)定位法，(2)聯(lián)測(cè)定位法。2.軌道參數(shù)參加平差,如(1)短弧法，(2)半短弧法。
不論采用那種方法，都必須研究衛(wèi)星多普勒觀測(cè)的誤差因素。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)指出，衛(wèi)星多普勒觀測(cè)的誤差源可分為三類，即軌道誤差，折射誤差和接收誤差。本章將討論上述誤差的成因，誤差的量級(jí)，以及削弱或測(cè)定誤差的方法，并為擬定衛(wèi)星多普勒觀測(cè)網(wǎng)的實(shí)施方案提供理論依據(jù)。
5.2 軌道誤差
子午衛(wèi)星的軌道誤差主要取決于衛(wèi)星攝動(dòng)方程的模型，折射影響的清除程度，衛(wèi)星跟蹤站的坐標(biāo)精度，衛(wèi)星裝置和地面接收機(jī)的工作性能起算數(shù)據(jù)的精度及其計(jì)算軌道的程序等。1974年1月27日廣播星歷由于消除極移誤差(約10 m)而得到改進(jìn)，1976年12月12日起采用wgs-72地球模型作為衛(wèi)星星歷的計(jì)算基礎(chǔ)，使軌道誤差大為減小。目前，就單點(diǎn)定位解算成果而言，假如使用精密星歷解算，在多次衛(wèi)星通過(guò)后，可望達(dá)到?0.5m，而使用廣播星歷解算的精度并不包括多普勒定位系統(tǒng)本身與外部各種標(biāo)準(zhǔn)的差異。放在估算衛(wèi)星多普勒定位成果的外精度時(shí),必須根據(jù)由衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)求得的坐標(biāo)、距離、方位角等與其它系統(tǒng)，其它方法所求得的坐標(biāo)、距離、方位角等進(jìn)行比較后才能做出估計(jì)。而在這些比較和估計(jì)中，子午衛(wèi)星的星歷誤差通常被視為是衛(wèi)星多普勒系統(tǒng)與外部坐標(biāo)有差異的主要原因之一。因此，我們首先將精密星歷與廣播星歷及其相互關(guān)系概述如下。多普勒定位成果與外部各種標(biāo)準(zhǔn)的比較研究已進(jìn)行了很長(zhǎng)一段時(shí)間。這些外部標(biāo)準(zhǔn)包括特級(jí)導(dǎo)線、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量、月球激光測(cè)距、衛(wèi)星激光測(cè)距和深空間網(wǎng)。這些互相比較的結(jié)果可歸納為：
(1)精密星歷坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)；(2)精密星歷坐標(biāo)系統(tǒng)的經(jīng)度零點(diǎn)；(3)精密星歷坐標(biāo)的z軸指向；(4)精密星歷姿標(biāo)系統(tǒng)的尺度.應(yīng)用廣播星歷進(jìn)行衛(wèi)星多普勒定位，顯然有很多優(yōu)點(diǎn)。在某些情況下，廣播星歷可以說(shuō)比精密星歷更為重要。例如：(a)在絕對(duì)定位精度要求不高的情況下；
(b)必須要求實(shí)時(shí)定位，如導(dǎo)航的條件下；(c)在那些沒有精密星歷的國(guó)家。所以，了解廣播星歷及共與精密星歷的差別是很有必要的。
(1)預(yù)報(bào)誤差；
(2)時(shí)間改正誤差；(3)極移引起的誤差；(4)程序常數(shù)；(5)限蹤站坐標(biāo)；
(6)南北不平衡的影響.關(guān)于單點(diǎn)定位廣播星歷解算中削弱偶然誤差的問(wèn)題，可以概括以下三點(diǎn)：
(1)由于大氣阻力攝動(dòng)所引起的衛(wèi)星切向誤差，致使廣播星歷(預(yù)報(bào)星歷)定位解算的內(nèi)精度決不可能象精密星歷(事后測(cè)定的星歷)那么好。然而，對(duì)于一個(gè)含有足夠衛(wèi)星通過(guò)次數(shù)的對(duì)稱通過(guò)組，在它的單點(diǎn)定位絡(luò)果中，切向誤差對(duì)測(cè)站經(jīng)度的影響可以減弱，對(duì)測(cè)站緯度影響可以基本消除。
(2)對(duì)稱通過(guò)組準(zhǔn)確的解釋是：南行衛(wèi)星和北行衛(wèi)星的通過(guò)次數(shù)必須相等，通過(guò)的時(shí)間應(yīng)力求對(duì)稱。在滿足這個(gè)要求前提下，也要盡可能使得衛(wèi)星在測(cè)站的東向和西向通過(guò)次數(shù)大致相等，這一要求對(duì)改善定位結(jié)果中經(jīng)度的精度有重要意義。
(3)對(duì)稱通過(guò)組還應(yīng)要求各個(gè)不同多普勒衛(wèi)星的通過(guò)次數(shù)在該通過(guò)組中不要相差太懸殊。對(duì)新發(fā)射的nova衛(wèi)星(衛(wèi)星號(hào)在440以后)的定位結(jié)果結(jié)較大的權(quán)。
在采取以上措施以后，廣播星歷單點(diǎn)定位解算成果中的偶然誤差可望減小得多。
由于計(jì)算廣播星歷所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)、重力場(chǎng)模型和程序設(shè)計(jì)與精密星歷的相應(yīng)數(shù)值比較，存在著一些系統(tǒng)性的差別。因此。在衛(wèi)星多普勒單點(diǎn)定位中應(yīng)用廣播星歷解算時(shí)，所解得的測(cè)站空間直角坐標(biāo)與精密星歷的解算結(jié)果比較，也存在著系統(tǒng)誤差。此外，在衛(wèi)星多普勒單點(diǎn)定位中，既使應(yīng)用精密星歷解算，其定位結(jié)果與真正的地心坐標(biāo)也還有一些系統(tǒng)誤差。但是，這些都可以用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法來(lái)消除。
(1)單點(diǎn)定位中，廣播星歷解算和精密星歷解算之間系統(tǒng)誤差的削弱途徑(2)將精密星歷或偽精密星歷解算結(jié)果轉(zhuǎn)換到地心坐標(biāo)系
5.3 折射誤差
子午衛(wèi)星的射頻信號(hào)在空間介質(zhì)里傳播，必然經(jīng)過(guò)電離層和對(duì)流層而產(chǎn)生折射。根據(jù)國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)規(guī)定：衛(wèi)星通信頻率的最佳范圍是1000至10000mhz，這個(gè)范圍的電波可看作自由空間傳播。子午衛(wèi)星發(fā)射的雙頻在穿過(guò)各層大氣時(shí)，受各層不同介質(zhì)所擴(kuò)射，這種折射效應(yīng)反映為電磁波穿過(guò)各目時(shí)傳播邊度的變化以及射線傳播路徑偏離幾何直線路徑，因而嚴(yán)錄地影響到多普勒計(jì)數(shù)的失真。
魏芬巴奇和霍普菲爾德提出了衛(wèi)星發(fā)射兩個(gè)相干頻率可以得到電離層折射的一階改正值，并推導(dǎo)了對(duì)流層大氣垂直剖面的最佳模型，利用地面氣象數(shù)據(jù)和衛(wèi)星仰角就可推算對(duì)流層折射改正。威爾曼和庫(kù)巴等也先后提出對(duì)流層折射改正模型。
太陽(yáng)輻射包括短波能量，足以在地球高層大氣中引起顯著的光致電離現(xiàn)象，這樣所形成的電離區(qū)稱為電離層。在所討論的折射誤差中，影響最為嚴(yán)重的是電離層(特別是f層，離地面距離250km)折射。當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射雙頻信號(hào)穿過(guò)電離層時(shí)。由于它與自由電子和離子的互相作用，電磁波的波長(zhǎng)被拉長(zhǎng)，這種現(xiàn)象表現(xiàn)出信號(hào)相速大于光速這一色散介質(zhì)的特征?？梢宰C明，波長(zhǎng)的伸長(zhǎng)與發(fā)射頻率的平方成反比(限于一次近似)。由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)改變了穿過(guò)電離層的路徑長(zhǎng)度和波長(zhǎng)伸長(zhǎng)的變化率，使地面站所接收的多普勒頻移中包含了電離層折射影響。
非電離層由平流層和對(duì)流層組成，離地面高度為60km以下，大氣折射的80％是由于對(duì)流層折射引起。對(duì)流層折射系數(shù)大于1，它是大氣狀態(tài)和衛(wèi)星仰角的函數(shù)，而與衛(wèi)星發(fā)射的頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)穿過(guò)對(duì)流層時(shí)，電磁波的傳播速度減慢從而壓縮信號(hào)的波長(zhǎng)影響到總的多普勒頻移。這種折射影響不像電離層折射改正那樣，可以利用接收雙頻信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，而只能根據(jù)地面氣象數(shù)據(jù)(氣壓、干溫、濕溫等)和衛(wèi)星仰角，按照大氣垂直剖面的最佳模型，求得折射改正理論值，或者在觀測(cè)工作中，避免或舍去衛(wèi)星低仰角通過(guò)的多普勒數(shù)據(jù)，因?yàn)樾l(wèi)星處于地平附近即仰角為零，其折射最大；在測(cè)站天頂附近即仰角為90，則折射誤差最小。因此，在觀測(cè)綱要中應(yīng)規(guī)定,衛(wèi)星通過(guò)的仰角應(yīng)大子10??.?由于對(duì)流折射改正是地面大氣狀態(tài)和衛(wèi)星仰角的函數(shù)，在低仰角?0～10?經(jīng)過(guò)折射改正后，數(shù)據(jù)不呈隨機(jī)變化，而是系統(tǒng)地分布于水平線的一側(cè)，這表明折射改正對(duì)低仰角而論剩余影響甚大，因此在觀測(cè)綱要中，不能使用10以下的多普勒計(jì)數(shù)。另外，上述各模型都是建立在正常高空大氣狀態(tài)的基礎(chǔ)上，當(dāng)反常氣候如冷、熱氣象鋒面在觀測(cè)期間經(jīng)過(guò)測(cè)站上空時(shí)，將嚴(yán)重干擾多普勒觀測(cè)結(jié)果，為此必須向氣象部門索取當(dāng)天氣象資料，以便在分析數(shù)據(jù)時(shí)，剔除這部分成果，保證觀測(cè)成果的可靠性。
?5.4.接收誤差
接收誤差涉及接收機(jī)本身，本機(jī)振蕩器以及天線等全部影響。斯坦塞爾從多普勒接收機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)出發(fā)，研究了木機(jī)振蕩器的穩(wěn)定性、接收機(jī)延時(shí)、多普勒計(jì)數(shù)精度、時(shí)間恢復(fù)的抖動(dòng)以及本機(jī)的分辨力等，并推估了這些參數(shù)對(duì)測(cè)量精度的影響。研究接收誤差的目的是為了在計(jì)算程序中引入待定系數(shù),建立合理的誤差模型，并在觀測(cè)綱要中，采取必要措施以便削弱這類誤差的影響。我們進(jìn)行合適的時(shí)標(biāo)的選擇,以及增加震蕩器的穩(wěn)定性,減小接收機(jī)的噪聲源,以及注意,天線相位中心的問(wèn)題,等等都可以減小接收機(jī)的誤差的影響.第六章 衛(wèi)星多普勒定位的應(yīng)用
從1967年子午衛(wèi)星系統(tǒng)部分電文解密供民用后，起初僅用于遠(yuǎn)洋船舶的導(dǎo)航和某些海上目標(biāo)的定位。后來(lái)，美國(guó)首先試驗(yàn)用來(lái)進(jìn)行大地測(cè)量。1972年，他們公布了多普勒網(wǎng)的定位成果。由于這種測(cè)量具有全球性、全天候、速度快、精度高、裝備簡(jiǎn)單、作業(yè)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是在交通不便的地區(qū)更有特殊作用，因此很快被世界各國(guó)包括我國(guó)廣泛運(yùn)用于大地測(cè)量、地球物理探測(cè)、地質(zhì)和石油勘探等領(lǐng)域。民用多普勒接收機(jī)的銷售量大幅度上升，1982年(45555臺(tái))比1974年(860臺(tái))增長(zhǎng)了53倍。我國(guó)從70年代初期就開始了對(duì)這類儀器裝各和理論的研究，不久就引進(jìn)國(guó)外技術(shù)進(jìn)行實(shí)際作業(yè)。在1978年春，我國(guó)測(cè)繪工作者對(duì)西沙群島進(jìn)行了多普勒定位測(cè)量，將西沙群島的主坐標(biāo)聯(lián)入北京坐標(biāo)系。從1978年開始，我國(guó)建立了全國(guó)陸地海洋衛(wèi)星定位網(wǎng)，對(duì)我國(guó)廣大地域進(jìn)行了大規(guī)模的作業(yè)，進(jìn)行了整體平差，使我國(guó)的衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)飛速地向世界水平邁進(jìn)。武漢測(cè)繪科技大學(xué)完成的”衛(wèi)星網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)合平差以及在西北衛(wèi)星定位網(wǎng)中的應(yīng)用 “項(xiàng)目，獲1988年國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。近年來(lái)，對(duì)南極長(zhǎng)城站、中山站的坐標(biāo)也是用衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)測(cè)量的。如對(duì)南極長(zhǎng)城站，共觀測(cè)了210次子午衛(wèi)星通過(guò)，精確測(cè)定長(zhǎng)城站的地理位置為：南緯62?12‘59.811”?0.015“，西徑585752.665?'”?0.119"，高程43.58?0.67m，至北京的距離為17501949。51m。
子午衛(wèi)星系統(tǒng)的主要民用應(yīng)用為：
1.測(cè)定地面點(diǎn)的地心坐標(biāo)，建立全球統(tǒng)一的以地球質(zhì)心為原點(diǎn)的大地坐標(biāo)系和全球性大地控制網(wǎng)，以提高和擴(kuò)展現(xiàn)有人工天文大地網(wǎng)的精度。
2.對(duì)遠(yuǎn)洋船舶進(jìn)行導(dǎo)航，對(duì)遠(yuǎn)海島嶼、海上鉆井平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)測(cè)和定位。3.在地面特別是某些困難、隱蔽、荒漠地區(qū)建立衛(wèi)星控制網(wǎng)，供地形測(cè)量、工程勘測(cè)、地質(zhì)調(diào)查和找礦、石油勘探以及測(cè)圖控制方面使用。
4.利用定位手段測(cè)定和追索接觸帶、斷層、節(jié)理地質(zhì)特征，利用測(cè)量參數(shù)和狀態(tài)變化來(lái)研究地質(zhì)現(xiàn)象，測(cè)定大陸板塊運(yùn)動(dòng)和斷裂應(yīng)力的方向與大小，進(jìn)而預(yù)報(bào)可能發(fā)生的地質(zhì)自然災(zāi)害。
5.與天文測(cè)量及水準(zhǔn)測(cè)量配合，測(cè)定大地水準(zhǔn)面的起伏、地面點(diǎn)的絕對(duì)垂線偏差以及研究地極移動(dòng)等。第七章 衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展
由于子午衛(wèi)星星座的運(yùn)行軌道較低，約1000km，而且衛(wèi)星的數(shù)量較少，常為六顆，這樣子午衛(wèi)星星座作為一種導(dǎo)航系統(tǒng)有一個(gè)很大物理的缺點(diǎn)，就是衛(wèi)星不能連續(xù)地出現(xiàn)在某一地面上空。地球上一點(diǎn)平均每隔2h才可觀察到一顆衛(wèi)星，通過(guò)時(shí)間約為10—18min。這樣，就無(wú)法進(jìn)行全球性實(shí)時(shí)導(dǎo)航和實(shí)時(shí)定位測(cè)量，特別是對(duì)高速運(yùn)行的宇宙飛行器的發(fā)射，測(cè)控、定軌，彈道導(dǎo)彈制導(dǎo)等無(wú)法發(fā)揮作用，而且其測(cè)量精度對(duì)高精度導(dǎo)航也還不甚理想。1973年12月美國(guó)國(guó)防部為了滿足美國(guó)陸、海、空三軍的需要開始研制導(dǎo)航衛(wèi)星定時(shí)和測(cè)距全球定位(navigation satellite timing and ranging global positioning system)，簡(jiǎn)稱為gps全球定位系統(tǒng)。1978年2月22號(hào)成功發(fā)射了第一顆gps試驗(yàn)衛(wèi)星，計(jì)劃于1993年發(fā)射完成24顆gps工作衛(wèi)星，在六個(gè)近似圓形的軌道上各運(yùn)行四顆，運(yùn)行周期為12h。gps衛(wèi)星與子午衛(wèi)星比較，運(yùn)行高度高，平均為20200km，一顆衛(wèi)星的地球覆蓋區(qū)域約為地球表面積的38% 左右，而子午衛(wèi)星約為7%。gps衛(wèi)星的數(shù)量較多，且每顆衛(wèi)星在地平線上運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，不存在間斷觀測(cè)時(shí)間，并可同時(shí)觀測(cè)到多顆衛(wèi)星。對(duì)地面上某點(diǎn)的觀測(cè)者而言，見到一顆衛(wèi)星在地平線上的運(yùn)行時(shí)間約為5h，位于地平線上的衛(wèi)星顆數(shù)隨時(shí)間和地點(diǎn)的不同而異，最多時(shí)達(dá)11顆，最少為四顆。只觀測(cè)到四顆衛(wèi)星的間隙段時(shí)間(此時(shí)，定位精度相對(duì)差一些)一般不超過(guò)lomin，故可連續(xù)地在全球，包括陸地、海洋(水面和水下)、空中和近地軌道上進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航和定位。gps系統(tǒng)是一種正在發(fā)展中的全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)定位的全球定位系統(tǒng)。從覆蓋范圍、信號(hào)可靠性、數(shù)據(jù)內(nèi)容、準(zhǔn)確度和多用性這五項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，都大大優(yōu)于子午衛(wèi)星系統(tǒng)。gps系統(tǒng)主要是為美國(guó)軍事用途服務(wù)的，但也可供民用。其主要軍事用途為：
1.核潛艇的導(dǎo)航和誤差修正，航空母艦、戰(zhàn)略飛機(jī)、直升飛機(jī)的全天候飛行的航線導(dǎo)航，飛行器在電磁干擾情況下的導(dǎo)航。
2.航天飛機(jī)和衛(wèi)星的發(fā)射、測(cè)控、定軌，空間會(huì)合，軟著陸，彈道導(dǎo)彈制導(dǎo)等。
3.快速布設(shè)加密軍控網(wǎng)，為地面部隊(duì)或單兵提供實(shí)時(shí)定位，指明方向。4.像片測(cè)圖，搜索敵方目標(biāo)。5.精密時(shí)間同步等。gps系統(tǒng)現(xiàn)在已逐漸被廣泛應(yīng)用于民用上。其應(yīng)用范圍十分廣泛 例如 1.在地球表面任何地區(qū)進(jìn)行全天候、高精度的快速大地定位和快速布設(shè)大地網(wǎng)。
2.飛機(jī)和遠(yuǎn)洋船舶的定位和導(dǎo)航，在全球范圍內(nèi)為飛機(jī)提供最短航線。3.為大地測(cè)量、工程測(cè)量、地球物理測(cè)量、陸地和海洋資源勘探提供高精度定位。
4.在地震頻繁區(qū)布設(shè)監(jiān)視網(wǎng)，監(jiān)測(cè)地殼形變。
5.向全球發(fā)播原子時(shí)，其精度比現(xiàn)行播時(shí)精度提高約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。6.在地球極移、大陸板塊運(yùn)動(dòng)、地球固體潮汐現(xiàn)象，地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的速度變化、時(shí)間傳輸?shù)瓤茖W(xué)研究領(lǐng)域里有著巨大的應(yīng)用潛力。
目前已有多種商品型gps信號(hào)接收機(jī)可供選購(gòu)民用，用以跟蹤gps衛(wèi)星，接收并解譯出衛(wèi)星所發(fā)送的電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出定位或?qū)Ш剿璧臄?shù)據(jù)。我國(guó)在1992年參加了國(guó)際空間年92全球gps會(huì)戰(zhàn)，中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心和中國(guó)測(cè)繪工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中心組織了地礦、石油、煤炭、海洋、測(cè)繪和地震等部門的上千名測(cè)繪科技工作者參加了這一個(gè)工作。1992年7月26號(hào)北京時(shí)間八時(shí)整，均衡分布在我國(guó)國(guó)土的29個(gè)觀測(cè)點(diǎn)位同步開機(jī)工作，經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的努力，布測(cè)完成我國(guó)高精度的全國(guó)gps骨干控制網(wǎng)，使第一次全國(guó)規(guī)模的衛(wèi)星大地定位中國(guó)’92gps會(huì)戰(zhàn)順利告。測(cè)算表明，這個(gè)控制網(wǎng)的精度已達(dá)到千萬(wàn)分之一。即在相鄰點(diǎn)位的七八百公里距離上，量算精度達(dá)到了正負(fù)10cm以內(nèi)。這標(biāo)志我國(guó)的gps骨干控制網(wǎng)已經(jīng)達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的同期水平。
衛(wèi)星定位技術(shù)已使傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)拓寬到地球動(dòng)力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、空間物理等領(lǐng)域，為了不斷提高測(cè)量精度，人們還必須不斷地研究、消除或減少各種誤差對(duì)精度的影響。如狹義和廣義相對(duì)論對(duì)多普勒額移的影響，時(shí)鐘的精度和誤差，大氣不均勻的折射率，電離層的非線性散射，各種氣象因素如溫度、壓力、濕度等，都會(huì)使衛(wèi)星定位結(jié)果產(chǎn)生較大的系統(tǒng)誤差。對(duì)消除或減少這些誤差的模型還需不斷地修正，還需要物理學(xué)、測(cè)量學(xué)以及其他學(xué)科的科學(xué)工作者進(jìn)行大量的基礎(chǔ)性研究工作。隨著將慣性定位技術(shù)、遙感技術(shù)、地面近景攝影和數(shù)字化地圖等新技術(shù)同衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合，人類將實(shí)現(xiàn)全天候、全自動(dòng)定位測(cè)圖，衛(wèi)星定位技術(shù)也將日益深入人們的日常生活中。
參考文獻(xiàn)
[1] 宋成驊,汪鴻生等.衛(wèi)星多普勒定位測(cè)量[m].北京: 測(cè)繪出版社, 1987.[2] 劉毓,田世君.一種 基于多普勒頻移的gps自適應(yīng)濾波算法研究[j].測(cè)繪科學(xué), 2009, 34（1）.[3] 李長(zhǎng)真.衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)及發(fā)展.物理, 1993, 22(3）.[4] 張忠平, 譚德同.精密測(cè)距測(cè)速系統(tǒng)地面跟蹤站在上海天文臺(tái)建立.中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)年刊, 1997, 18.[5] 孟云鶴, 衛(wèi)星多普勒頻移偏航導(dǎo)引補(bǔ)償效果分析.中國(guó)空間科學(xué)技術(shù), 2004, 1.[6] 李秀成.采用單載波雙速應(yīng)答機(jī)的衛(wèi)星多普勒跟蹤系統(tǒng).通信與測(cè)控, 2005, 3.[7] 傅文學(xué) ,郭小方等.星載sar距離-多普勒定位算法中地球模型的修正.測(cè)繪學(xué)報(bào), 2008 ,37（1）.[8] 李華.多站差分多普勒定位技術(shù).電子對(duì)抗技術(shù), 1998,13（6）.[9] 郝學(xué)坤，馬文峰等.三階鎖相環(huán)跟蹤衛(wèi)星多普勒頻偏的仿真研究.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2004,16（4）
【本文地址：http://www.aiweibaby.com/zuowen/1084557.html】
