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gps在地形测量中的应用docx
作者:admin 发布日期:2019-07-07

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  近三十年来,由于卫星测量的发展,特别是GPS卫星全球定位系统的成功建立,使测绘行业经历了一场深刻的技术革命。无论是在定位精度,使用条件,应用范围,还是在经费节省,人力物力的减少等方面都产生了巨大的飞跃和进步,因此世界各国竞相研究并相继使用这种技术和方法。

  纵观大地测量的发展史,大体可分为古代大地测量,经典大地测量和现代大地测量三个阶段。古代大地测量要追溯到两千多年前,从人们确认地球是个圆球并测量它的大小算起,到18世纪中叶以前为止。在这一阶段中,许多科学家为证明地球是个圆球并测定其大小作出了艰辛的努力,他们不但要寻求科学的方法去研究地球,而且还要与当时的宗教等顽固势力作斗争,有的甚至为此付出了生命。

  从18世纪中叶牛顿,克莱劳建立地球为扁球的理论并用几何和物理的方法测定其形状和大小,到20世纪中叶莫洛琴斯基在斯托克理论的基础上建立现代地球形状理论基础为止的这200年时间为经典大地测量阶段。

  在经典大地测量阶段,大地测量的主要任务是为测地形图服务。为了提高点位测定的精度和速度,人们在测量方法,测量仪器,椭球计算和数据处理等方面作了大量的研究工作,并取得了丰硕的成果。这些成果,现在仍被广泛使用,如三角测量,重力测量,最小二乘法等。

  现代大地测量阶段从20世纪中叶开始,是在电子技术和空间技术迅猛发展的推动下形成的。其中,电磁波测距改变了经典测量中的全靠测角的低精度状况,一跃将测量成果精度提高到

  10-6量级;电子计算机缩短了作业周期,且使过去无法实现的严密理论计算得以实行;特别是人造卫星和空间技术的德发展,突破了经典大地测量子在点位,时间,应用,精度等方面的局限性,使测量产生了划时代的飞跃。

  现代大地测量额的主要任务是研究和解决地面点的几何定位,地球的重力场的测定,点位和重力场的变化等问题,具体包括:

  随着人造地球卫星的发射成功,人们在现代大地测量的基础上步入了大地测量新的时期——卫星大地测量。自1985年人造地球卫星上天以来,迅速发展的卫星大地测量在空间技术和地球科学等方面发挥了极其重要的作用。特别是在海湾战争中,除了显示现代武器和现代其他科学技术的巨大优越性以外,同时还显示了现代导航和定位技术在所发挥的巨大作用。

  卫星大地测量就是在利用卫星信息实现大地测量的目的,其作用分为以下几方面:

  (1) 精确测量地面点在地心坐标系内的坐标,从而能将全球大地网连成整体,建成统一的大地测量坐标系统,正因为如此,卫星大地测量极大地优于常规大地测量,能在对常规大地测量来讲极困难的地区布设控制网,进行海岛联测,海上定位等。并能加强国家天文大地网,以提高其精度。

  (2) 精确的测定地球的大小和形状,地球外部引力场,地极运动大陆板块间的相互运动以及大地水准面的形状为大地测量和其他科学技术服务。

  卫星大地测量初期,争相使用光学摄影法,如在1962~1965年期间,美国斯密森天体物理天文台(SAO)。曾用光学摄影法进行了全球性的卫星测量,对北美NAD,欧洲EUA,澳大利亚AND,日本JAD,阿根廷ARG,夏威夷HAW等大地系统进行了联测,利用39个站的观测资料计算并发布了“标准地球II”。1966~1971年间又用更多的观测站进行了观测,当时的方向观测精度为0.3”~1.5”,点位中误差为6.7m,地心坐标中误差为17~32m。可见其精度是有限的,且观测条件受限制,底片处理也很复杂,所以以后就较少应用。

  与此同时,激光测距法伴随出现,即在地面测站上用激光测距仪对卫星进行测距,以达到定轨定位的目的,测距精度可达到厘米级,但用这种方法要有四个站组成较好的图形,实行同步观测,这对大面积布网来说是很困难的,因此未能普及开。

  由于前述两种方法的精度和使用条件受限制,人们便采用无线电技术,即利用卫星发射的无线电波进行距离测量,这种方法具有全天候等优点,因而发展很快,卫星多普勒定位就是在这一时期发展起来并成功而广泛的用于导航和定位中,如美国海军导航系统(NNSS),即“子午卫星”导航系统就是成功的一例。

  子午卫星(NNSS)系统是美国第一代卫星导航系统,它的投入使用,充分显示了利用人造地球卫星导航系统定位的优越性。该系统由三部分(即空间部分,地面监控部分,用户接收部分 内容来自淘豆网转载请标明出处.

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