三星系統(tǒng)測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用

【摘要】現(xiàn)代社會里，衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，科學(xué)的不斷進步，衛(wèi)星越來越多，種類也隨之增多。用于測量領(lǐng)域的三星系統(tǒng)具有很高的普及度，其中屬RTK中最廣，它的精度已經(jīng)可以達到很高的水準(zhǔn)，為普通測量工程時提供了可靠的技術(shù)保證。本文通過對三星系統(tǒng)的概況及特點分析，闡述了它在工程測量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星；應(yīng)用；工程測量

一、三星系統(tǒng)的概念

三星系統(tǒng)主要是指GPS系統(tǒng)、GLONASS系統(tǒng)以及北斗系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)簡稱GPS系統(tǒng)，它的英文全稱是（Global Positioning Sy stem）的應(yīng)為是它的問世是早年美國國防部通過衛(wèi)星作為基礎(chǔ)，研制出來的一種無線導(dǎo)航系統(tǒng)主要功能可以進性全球定位。在使用初期應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，向海軍、陸軍和空軍提供及時、準(zhǔn)確的全天候，并且是全球范圍內(nèi)的導(dǎo)航，如收集情報、監(jiān)測核爆還有通訊出現(xiàn)故障時應(yīng)急的一種通訊方式。它的性能穩(wěn)定，最主要的是覆蓋率接近全球。GPS的組成分為三大部分，分別是空間星座、地面監(jiān)控和用戶設(shè)備接收三大部分組成。這個系統(tǒng)的性能優(yōu)越，出具有上述提到的及時、準(zhǔn)確、全天候、全球范圍還有連續(xù)性和定時功能，GPS系統(tǒng)能通過衛(wèi)星對地球不間斷的發(fā)出地理位置、時間和速率等內(nèi)容。

GLONASS系統(tǒng)是蘇聯(lián)進行開發(fā)，蘇聯(lián)解體后，現(xiàn)在的俄羅斯進行后續(xù)研究，最后形成的系統(tǒng)，中文譯為“格洛納斯”系統(tǒng)，他的英文全稱為GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，也是全球衛(wèi)星導(dǎo)航。和美國的GPS作用相似，因為它開始幾年只針對于俄羅斯全境的使用，近幾年來才被廣泛使用于海陸空等地。它的系統(tǒng)組成也分為三個部分，太空衛(wèi)星，地面監(jiān)控站和用戶終端，當(dāng)前的太空衛(wèi)星有24顆之多，其中3顆作為備用，其余都為格洛納斯系統(tǒng)服務(wù)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主開發(fā)，獨立設(shè)計，獨立運營的世界第三個被聯(lián)合國認(rèn)定的全球第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它的兼容性高和氣他系同能共用，英文名稱為BeiDou Navigation Satellite System，簡稱為為BDS。可以給不同用戶提供準(zhǔn)確的定位、持續(xù)的導(dǎo)航等優(yōu)質(zhì)服務(wù)。北斗系統(tǒng)性能穩(wěn)定，系統(tǒng)的組成和美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)類似，包括衛(wèi)星、地面接收端和用戶終端?，F(xiàn)有5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星、4顆高度圓軌道衛(wèi)星和5顆地球靜止軌道衛(wèi)星。能夠在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度優(yōu)于20m，授時精度優(yōu)于100ns。

三星系統(tǒng)目前正在應(yīng)用在工程測量中，用于工程測量的設(shè)備都能夠兼容三種衛(wèi)星發(fā)出的信號，使得儀器的兼容性，空間性，時間性以及普及性得到了可靠保證。

二、三星系統(tǒng)測量技術(shù)的基本特性

1、三星系統(tǒng)測量技術(shù)的定位精度高。三星系統(tǒng)用載波相位觀測量進行靜態(tài)相對定位精確；工程精密定位中，誤差小；實時動態(tài)定位可達厘米級的精度。

2、三星系統(tǒng)測量技術(shù)的觀測時間短，測量效率高。靜態(tài)定位的時間僅需15～20分鐘，快速靜態(tài)定位只需2分鐘左右，實時動態(tài)定位每站觀測1～2秒就可完成。

3、測站間無需通視。這是三星測量技術(shù)區(qū)別于常規(guī)測量的最大優(yōu)點，尤其是布設(shè)長大線路施工控制網(wǎng)時，可省去大量過渡點的測量， 大大減少測量作業(yè)時間和費用。

4、三星系統(tǒng)測量技術(shù)的操作簡便，便于掌握。三星系統(tǒng)接收機自動化程度非常高，外業(yè)觀測時，測量人員的任務(wù)只是安置儀器、量取天線高、開關(guān)機及監(jiān)視儀器工作狀態(tài)。

5、全球全天候測量。目前衛(wèi)星數(shù)已達60多顆，正常情況下隨時都可以進行測量定位。

三、工程測量領(lǐng)域中三星全球定位系統(tǒng)

三星全球定位系統(tǒng)在工程測量中的應(yīng)用越來越廣泛，主要應(yīng)用了三星系統(tǒng)的兩大功能：靜態(tài)功能和動態(tài)功能。利用靜態(tài)定位技術(shù)和動態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量。

最近一段時期，國家進行村村通，建設(shè)新農(nóng)村，改建城市化水平，建設(shè)了很多利于民的高速路，不僅搞活了地方經(jīng)濟而且滿足了人們出行的需要，形成這一局面的保證是修路，建設(shè)農(nóng)村，建設(shè)的同時需要的勘測技術(shù)非常的嚴(yán)格，公路的設(shè)計從早些年的平面圖紙，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為更為先進的電腦繪圖，CAD制作技術(shù)。CAD技術(shù)反映的是真實的地理事物，這就需要通過GPS等衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供可靠準(zhǔn)確的信息，來實現(xiàn)CAD圖紙的繪制。建立勘測、設(shè)計、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)，是公路勘測設(shè)計“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求。公路的測繪測量離不開先進的設(shè)備支持，像全站儀這樣先進的設(shè)備投入測量的工作需要已久，體現(xiàn)出來的優(yōu)點和弊端也很明顯，由于測量點的位置處于不同地勢，全站儀受作業(yè)條件的限制，不能完成測量任務(wù)，所以說勘測技術(shù)必須革新，而測量技術(shù)的引進與使用正好填補了這一測量需要的空白。當(dāng)前，用靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測量， 為勘測階段測繪帶狀地形圖、路線平面、縱橫斷面測量提供依據(jù)；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是三星測量技術(shù)在公路測量中應(yīng)用的初級階段，公路測量的技術(shù)潛力蘊于RTK（實時動態(tài)定位） 技術(shù)的應(yīng)用之中。

1、靜態(tài)定位

實時動態(tài)定位的快速靜態(tài)定位模式要保證每臺GPS接收機在每一定點測位時，保持靜止，然后進行觀測。在測量時，一起對衛(wèi)星和地面接收相同步的測量點樣。實時測算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，若測算的值，沒有多變化，能都保持穩(wěn)定，說明精度達標(biāo)，可以利用該測算結(jié)果。

2、動態(tài)定位

RTK技術(shù)中文名動態(tài)定位，反映測量點任何時刻的三維坐標(biāo)，具有實時性、準(zhǔn)確性，精度高。所以RTK的應(yīng)用前景非常廣闊，再將來很長一段時期內(nèi)，進行三維坐標(biāo)的測算、定位、復(fù)雜地勢地形圖、橫斷面等都需要RTK技術(shù)。

3、動態(tài)定位技術(shù)的優(yōu)越性

進行實時監(jiān)測，動態(tài)定位顯示的測量點精度可以厘米計算；測量工作的效率顯著提高，準(zhǔn)確性高，進行放樣點測量時僅需幾秒，可見，rtk技術(shù)性能超過其他測量儀器；全球定位，動態(tài)監(jiān)測，可以在不同條件下作業(yè)，可以進行測量的地點類別很廣，可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫），施工放樣，監(jiān)理，竣工測量，養(yǎng)護測量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面；如輔助相應(yīng)的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。

結(jié)語

三星系統(tǒng)測量技術(shù)在工程測量中地位毋庸置疑，我國處在社會主義經(jīng)濟騰飛的關(guān)鍵期，建設(shè)國家需要高精尖的技術(shù)做保證，只有不斷的完善技術(shù)，才能提升國力快速發(fā)展。

參考文獻

[1]馬奔騰，趙新躍.GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用[J].科技資訊，2008（11）

[2]李亞東.淺議GPS技術(shù)在現(xiàn)代化測量中的應(yīng)用[J].華章，2011（17）