浅析水下地形测量的原理与GPS测量技术
摘要：随着我国GPS技术的不断快速发展，水下测量技术也随之取得了相应的进步，而且已趋于成熟，基本上定型于“GPS+计算机(含数据处理软件)+测深仪”的测量模式，本文就其基本原理、仪器设备及工程实践中的注意事项做一简单阐述，并结合工程实例说明了该模式在实际应用中的可靠性
关键词：GPS技术，水下地形测量
Abstract: along with the GPS technology continuous rapid development, underwater survey technology has made the corresponding progress, and has already become more and more mature, basically to finalize the design in “GPS + computer (including data processing software) + depth-measuring apparatus” measurement model, this paper is its basic principle, apparatus, equipment and matters of attention in the engineering practice to do a simple to elaborate, and combined with engineering example shows that the model of reliability in practical application
Keywords: GPS technology, underwater topography measurement
1 水下地形测量基本原理
1.1GPS定位技术
GPS即全球定位系统(Global Positioning System)，基本原理是卫星不问断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，利用测距后方交会原理，计算出接收机的三维坐标、运动速度和时间等信息，从而进行起到定位和导航的作用。目前GPS系统提供的定位精度优于10m，为了得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技术：将1台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。差分GPS主要分为2大类：伪距差分和载波相位差分，后者的定位精度较高(可达厘米级)，通常用于高精度的测量工程和研究中。GPS卫星发射2种频率的载波信号，即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60HMz的L2载波，这2个载波上调制有测距码、伪随机噪声码、导航信息等。GPS接收机按接受的载波频率可分为单频和双频，单频接收机只能接收L1载波信号，双频接收机可以同时接收L1、L2
158 质量管理 0 引言 潮间带指大潮期的最高潮位和大潮 期的最低潮位间的海岸，也就是海水涨至最高时所淹没的地方开始至潮水退至最低时露出水面的范围，这块区域既是海生物丰富聚集的区域，也是最容易受到污染的地方。由于水产养殖、盐田开发、围海造田、海岸防护和治理、港湾建设、旅游建设等综合开发利用及管理的需要，进行潮带间水下地形测量已经成为一项常规工作，同时为海岸工程提供大比例尺地形图。由于潮间带处于陆地与海洋的交接处，时而被海水覆盖，时而干出，对于地形测量来说具有特殊性和困难性。传统的河流水下地形测量使用3台经纬仪前方交会来计算目标的平面位置，再利用静水水面高程与测量的水深来求得测量点的水下高程，这种测量方法测量精度低，效率也不高。随着GPS 技术的迅速发展, 水下测量技术也取得了很大的进步, 已趋于成熟，基本上建立了GPS+计算机+测深仪的测量模式。 1 潮间带水下地形测量的过程及方法水下地形测量前需要进行控制测量，首先收集测区的平面、高程控制点，然后布设图根控制点，构成控制网控制整个测区，用道钉做成永久标志保存。高程控制测量采用符合水准路线测量的方法，一般采用清华山维的控制网平差软件进行平差计算。水下地形测量由于在海上作业，缺少陆地上固定的参考物，因此需要按照航线导航，以免偏离航线。测线一般垂直于海岸布设，实施前需要检测信标机和测深仪，以保证测量数据稳定可靠，满足规范和设计的要求。导航测量一般使用南方测绘仪器有限公司生产的自由行和中海达测绘仪器有限公司生产测深仪软件两个 测量导航软件。两款软件均得到过实践检 验，数据采集可靠。根据预先布置好的测 潮间带水下地形测量方法与分析 李羽荟 史秋晶 江苏省地质勘查技术院 江苏南京 210018 线，按照导航软件提示的航向、偏航距、偏航角、起点距、终点距、航速、方位角等参数进行导航，及时提醒船家调整测船的方向与位置，进行正确测量。 水下单波束测量平面定位，采用信标机实时动态差分DGPS 接收机，接收GPS 卫星定位信号和DGPS 差分改正数对其GPS 定位数据进行实时修正，进而获得精确的定位结果。点位精度可达分米级，保证定位精度要求。立好临时潮位站并进行潮位测量后，进行单波束测量，测深仪的换能器都固定在测船的左侧中间部位，换能器吃水深一般为0.5米。换能器固定杆顶部安装信标机GPS 天线，这样测点平面位置就不需做偏移改正。利用导航软件将测深数据和定位数据按时间记录下来，测量前把笔记本电脑和测深仪时间跟卫星时间调整同步。预先输入航线端点坐标，测量船按导航软件所显示的偏航数据随时纠正航行方向。水深测量时船速不超过4节。每天水深测量前和测量结束后都要进行测深仪人工比测检查，保证了数据的正确性、可靠性。 2 潮间带水下地形测量技术要点分析 控制测量收集控制点坐标后，在CORS Leica 仪器里输入GPS 点的WGS84坐标和1980年西安坐标，拟合求得测区的1980年西安坐标系的七参数。有了七参数之后，直接用CORS 在图根点上进行数据采集，即求得控制点平面坐标。为了防止CORS 差分信号产生漂移，在不同时段对图根点进行两次测量，如果有粗差（差分信号漂移）存在，需进行第三次测 量，选取其中两次测量值相差较小的平均 值作为测量成果。这一要点充分利用了CORS 系统的便捷，同时控制了误差。水深测量前要进行测深仪试航并检查，在测量前，正确安装测深仪换能器，准确量取换能器的动态吃水深。测量时船速不大于4节，对测深仪测深作人工比测，浅水区用竹杆测量比较，深水区用检测板 测量比较，并调节灵敏度值、声速和吃水深度，使深度测量值与深度一致。测量过程中，对仪器的工作电压、电机转速、吃水值、声速值经常进行监视，保证测深仪测深的稳定性、可靠性、准确性。3 工程实例 某工程实例测区位于华东某地滩涂围垦示范区潮间带，单波束测区平行于岸边，边长为15公里，中间垂直于岸边边长为9公里，测区面积为一百多平方公里，测线总长度为100公里。该地受季风影响，冬季寒冷而干燥，夏季温暖潮湿，潮差较大，平均潮差在3米以上，潮流湍急，水质浑浊，含泥量大，海流主要属于沿岸流系，具有气旋式环流的特征。本次测量的目的是完成单波速测深100公里，按1:5万精度计算，覆盖面积约100平方公里，使用GPS 接收机1台套，水准仪1台套，测深仪、潮位仪、信标机各2台套。 整个测区共收集测区岸边的四个GPS 控制点作为平面首级控制点，并收集了地形图等基本参考资料，共布设了四个图根控制点，选在道路沿线，交通方便。平面控制和高程控制测量误差均在允许范围内，精度满足规范要求。两套导航系统进行了一致性检查，同一点采集平面误差都小于±5米。外业测量结束后，对潮位仪数据、测深仪数据、导航数据、CORS 数据、水准数据和检查数据都进行了完整性检查，确保数据的完整，内业能够成图，和数据的准确，并对所有数据进行了备份。内业针对潮位仪数据和水深数据改正进行了处理。 该测区经过测量，得到的成果显示：测区基本是泥质浅滩，测线最深处高潮时水深达到13米左右，其次是高潮时水深达到12米左右。这两处可能是水道，所以比较深。测区落潮后基本都干出，测线的两处为浅滩区较低凹的地方，退潮后有积水。测线一处到岸边较深，人为施工形成，最深的地方有9米左右。 4 结语 针对情况复杂的潮间带，水下地形测 量采用GPS+计算机+测深仪的测量模式，经工程实践，这种方法代替了传统测量方法，可操作性强，精度可靠，测量结果能够反映测区的水下地形的全貌。
第一章绪论 1. 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。 2 .GPS卫星星座部分：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颗在轨卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55°，各个轨道平面之间相距60°。在地球表面上任何地点任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达9颗卫星。 3. GPS卫星的作用：第一，用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。第二，在卫星飞越注入站上空时，接收由地面注入站用S波段发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。第三，接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。 4. 地面监控系统：1个主控站（美国科罗拉多）3个注入站（阿森松岛,迪哥加西亚岛，卡瓦加兰）5个监控站（1+3+夏威夷） 5. 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，甚至三维速度和时间。 6. GPS系统的特点：定位精度高，观测时间短，测站间无需通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多，应用广。 7. GPS系统的应用前景:①用于建立高精度的国家性大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数②用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘③用于监测地球板块运动状态和地壳形变④用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段⑤用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置. 8. 我国的GPS定位技术的应用和发展情况：在大地测量方面，利用GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精化大地水准面；在工程测量方面，应用GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程；在航空摄影测量方面，我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄
XXXX铁路 XX水库、XX水库水下地形测量 技术设计 测绘 二○一五年十月
目录 1.概述 (1) 1.1作业的任务和目的 (1) 1.1.1.作业任务 (1) 1.1.2.作业目的 (1) 1.2.项目执行要求 (1) 1.2.1.任务安排 (1) 1.2.2.工作量 (2) 1.3.主要技术参数 (2) 1.3.1.平面、高程系统及基准 (2) 2.技术设计执行情况 (2) 2.1.作业依据 (2) 2.2.平面及高程控制测量 (2) 2.3.水下地形测量 (2) 2.3.1.测线布设 (2) 2.4.地形图编绘 (6) 2.4.1.编绘容 (6) 3.提交的成果及资料 (6)
1.概述 1.1作业的任务和目的 1.1.1.作业任务 (1)根据计划的测线进行外业数据采集，得到水深观测数据。 (2)对外业采集的观测数据进行数据处理、转换及编绘1：500水下地形图。1.1.2.作业目的 严格按照规要求进行外业调查和业资料整理，保证使用设备100%检验合格，工作正常，采集资料100%可信可靠，野外资料记录完整，真实客观解释外业资料，报告详实，图件完整清晰。 1.2.项目执行要求 1.2.1.任务安排 根据工期与工作量并结合测区实际情况，我队以工程质量优秀为测绘目标，加强项目管理职能，提高测绘效率；增加技术力量投入，保证工程进度，确保工程工期。 1.2.1.1.测前准备 明确任务后，马上开始组织确定项目机构，进行人员配置；收集有关资料，对特殊区域进行现场踏勘；检验调配仪器设备。组织人员、设备、船只等准备进现场正式开展外业测量工作。 投入的主要设备一览表表1 组织各种设备及人员到达现场展开外业实施。完成平面与高程的控制以后，进
水下地形测量操作
RTK水下地形测量简要操作指南 一．内业准备 a.预装的软件 Trimble configuration Toolbox 清华山维成图软件EPS 坐标转换软件Coodr3.1 Excel电子表格 b.设置NMEA GGA输出格式 1. 连接计算机串口com1与接收机串口com2 2. 启动configuration Toolbox 软件 3. Communications/Get File激活current 4. Contents列表框中选“File”，并选中As auto power up file 5. Adailable列表框中激活“Output”，并设置 输出串口（5700主机）、频率、类型： Message type: NMEA Serial port: Port 2 Frequency: 1HZ Message subtype: GGA 6. Contents列表框中选“Serial-Port 2”，并设置5700输出串口与计算机传输的波特率： Receiver serial port: port 2 Baud rate: 9600 Parity: None Flow control: None 7. 所有设置完毕，单击Transmit将设置好的
文件传输到5700主机中 8. Communications/Activate File激活我们刚才传输到5700主机中的文件power_up 9. 屏幕弹出信息表示成功 10. Windows菜单“开始\程序\附件\通讯”中运行“超级终端” 11. 任意给定一个名称，确定后弹出的“连接到”对话框中，将“连接时使用”设置为与5700通讯时计算机串口号（一般为com 1），点击确定，弹出属性框，设置如下： 波特率：9600 数据位：8 奇偶校验: 无 停止位: 1 数据流控制：硬件应用后可在窗口中看见5700主机发送出的GGA 信息。 c.同样在超级终端中可检测来自测深仪的信息。 d.测深仪操作 1. 新建工程 2. 投影设置 坐标系统：北京－54坐标系 投影方式：高斯投影3°带(如为任意中央子午线则选自定义投影) 图定义：如为标准分带，则Y坐标附带号。
G P S测量原理及应用题 库 Revised final draft November 26, 2020
GPS 一、单选题 1、GPS卫星星座配置有（ D ）颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、UTC是指（ C ）。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、AS政策是指（ D ）。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、GPS定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和（ A ）影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地，单差观测值是在（ A ）的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除（ D ）。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差 7、C/A码的周期是（ A ）。 A. 1ms B. 7天 C. 38星期 D. 1ns
9、在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换（ A ）。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据，采用（A ）的方法，确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会 C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会 12、根据GPS定位原理，至少需要接收到（B ）颗卫星的信号才能定位。 A、5 B、4 C、3 D、2 13、在以下定位方式中，精度较高的是（C ）。 A、绝对定位 B、相对定位 C、载波相位实时差分 D、伪距实时差分 14、GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是（A） A、利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度 B、与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点 C、GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带
水下地形测量技术方法应用分析 摘要：近年来，我国水下地形测量技术获得了长足发展，广泛应用于生产实践，并取得了比较理想的应用效果。文章概述了水下地形测量技术方法，探讨了水下地形测量技术方案。 关键词：水下地形；测量；测量技术 引言 随着科技的进步与时代的发展，我国的水下地形测量技术已经被广泛应用到各个行业的各个 领域当中。不管是城市的防洪还是河道的整治、港口的建设与海底的探矿都需要对水下的地 形进行合理的勘测并进行准确定位。目前我国的水下地形测量技术仍旧存在许多不足与缺陷，这就要求我们必须对其加以完善，来进一步制定出更加符合时代与社会需要的测量技术方案。 一、水下地形测量概述 水下地形测量在水库、港口、码头、桥梁等工程建设中发挥着重要作用，在防洪减灾的应用 中也显示出了巨大的经济效益和社会效益，是一项重要的工程建设技术。传统的水下地形测 量是利用经纬仪通过前方交会来获取地形点数据，随着GPS技术的迅速发展，水下测量技术 也取得了很大的进步，已趋于成熟，基本上定型于“GPS+计算机(含数据处理软件)+测深仪”的 测量模式。 水下地形测量主要包括定位和测深两大部分。定位的作用是不言而喻的，目前的水上定位手 段有光学仪器定位、无线电定位、水声定位、卫星定位和组合定位。平面位置的控制基础主 要是陆上已有的国家等级控制点，卫星定位如采用差分方式，其岸台亦多采用已知控制点， 以求坐标系统的统一。水上定位同时，测量水的深度是确定水下地形的重要内容。测深主要 靠回声测深仪进行。利用水声换能器垂直向下发射声波并接收水底回波，根据回波时间和声 速来确定被测点的水深，通过水深的变化就可以了解水下地形的情况。 二、水下地形测量技术方法 1、水深测量 根据使用的测量工具，测深方法主要有：人工测量、单波束声呐测深仪测量、多波束声呐测 深系统测量等。 （1）人工测量主要利用测深锤、测深杆对水深进行测量。其中测深锤只适用于水深较小、 流速不大的浅水区，且精度差、工作效率低，现已很少使用。这是较为传统的检测方法，在 现阶段主要应用在浅滩水深少于100cm的地区，因为这些地区水深过浅，声呐难以准确地反 映出水下地形特征。 （2）单波束测深声呐（也称回声测深仪）是目前用途最广，国内外进行水深测量的最基本 的仪器。声呐是仿生学的重大突破，其特点是能够发出特定频率的音频声波，声波在和物体 接触的时候，会根据接触面材质的不同发生不同程度的回弹，而测探仪能够接收到回弹的声波，根据回弹的速度和声波在水域的速度综合分析研究，以确定仪器和前方物体之间的距离。若要求水面至水底的深度时，则应将测得的水深加上换能器的吃水，可得水面至水底的深度。 2、导航定位 水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶，并且按照规定的时间或距离获取水深 值和该水深值的平面位置。在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如 交会法、极坐标法、微波测距系统和无线电定位系统等。目前，GPS几乎完全取代了这些传
一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内。多选不给分。每题2分，共20 分）。 1、GPS卫星星座配置有（ D ）颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、UTC是指（C ）。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、AS政策是指（ D ）。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、GPS定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和（ A ）影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地，单差观测值是在（A ）的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除（ D ）。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差 7、C/A码的周期是（ A ）。
A. 1ms B. 7天 C. 38星期 D. 1ns 9、在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换（A ）。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 1．GPS广播星历中不包含…………………………………………………………（） GPS卫星的六个轨道根数GPS观测的差分改正 GPS卫星钟的改正GPS卫星的健康状态 2．以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度………………………………………（） 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测 测站设在大型水库旁边 在SA期间进行GPS导航定位 夜晚进行GPS观测 3．GPS卫星之所以要发射两个频率的信号，主要目的是………………………
水下地形测量方法解析 随着工程技术的发展，水下地形测量技术的应用更加广泛，文章结合水下地形测量的作用和技术特点进行分析，望广大同行给予指导。 标签：作用；特点；区别GPS技术 1 水下地形测量的具体作用 （1）很多大坝在泄洪的过程中会因大坝溢流坝段下游冲刷形成大型的冲刷坑，所以必须对冲刷坑的深度和淤泥厚度进行监测。（2）大坝在建成后会拦截很多淤积物、垃圾、野生植物，这就会对大坝上游造成影响，从而导致大坝运行受到干扰，所以要对大坝上游的淤积变化进行监测。（3）大坝下游的桥梁在泄洪过程中会受到水流冲刷，这样就会影响到水下桥墩的结构安全，所以必须采取措施对桥墩的水下结构进行监控，并及时补救。 2 水下地形测量的特点 2.1 水下地形的完全不可预见性 随着水流的冲刷，水下地形结构往往是千变万化的，所以在测量的过程中不能忽略每一个测点。在测量过程中会因为水流的流动方向造成测量重复和遗漏的现象，所在测量前必须根据比例尺的要求在水下的每个地形点制定好断面方向，并进行均匀布测。如果不能对断面进行布测时可以使用散点法，但要保证比例尺的设定间距。 2.2 常用的水下地形测量方法与同步性 水下地形测量我们经常会用到断面索定位法、交会法、极坐标法、无线电定位法、GPS定位等方法，下面我就针对这些测量方法进行分析。（1）断面索定位法：这种方法比较适用于1：500比例尺水下地形图。当水面的测量面较窄、测深点的密度大时，其他的测量方法是不能满足的，所以当水下地形图确定为1：500时多采用此方法。（2）交会法：和陆地测量一样。水下地形测量也分为前方交会法和后方交会法。（3）极坐标法：这种测量方法需要使用经纬仪在水面配合，如果测量水面较小、无风浪可以使用这种方法。（4）无线电定位法：多用于大江河和海洋的测深定位，目前中种方法是测距精度最高、操作最为方便的方法，同时它受视线和气候的影响最小。（5）GPS定位：这是我们在本文重点讨论的测量方法。 2.3 水下地形点的高程计算公式 陆地测量中可以对地形进行直接的测定，但是在进行水下地形测量时要将水面高程进行刨除，这就形成了以下公式：
ＧPS 一、单选题 1、GＰS卫星星座配置有（ D )颗在轨卫星。 Ａ． 2１?Ｂ. 12 C． 18 D． 24 2、ＵＴC是指（ C ）。 A. 协议天球坐标系B．协议地球坐标系 C．协调世界时?Ｄ. 国际原子时 3、AＳ政策是指（ D )。 Ａ. 紧密定位服务?B．标准定位服务 C．选择可用性???Ｄ. 反电子欺骗 ４、GＰＳ定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和( Ａ）影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射?D．卫星中差 5、一般地,单差观测值是在（Ａ )的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机?Ｂ．同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机?? D. 同卫星、异历元、异接收机 ６、双差观测方程可以消除( D )。 A. 整周未知数? B. 多路径效应 C. 轨道误差?? D. 接收机钟差 7、C／Ａ码的周期是( A )。 A．1mｓ? B. ７天?Ｃ. ３8星期?Ｄ. 1ns 9、在GPS测量中,观测值都是以接收机的( Ｂ）位置为准的,所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心Ｄ、高斯投影平面中心 １0、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换( A ）。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 Ｃ、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、GＰS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据，采用（A ）的方法,确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会?Ｂ、空间距离前方交会 C、空间角度交会? D、空间直角坐标交会 1２、根据GＰS定位原理,至少需要接收到(B )颗卫星的信号才能定位。
《GPS测量原理及应用》学习指导 一、控制网执行的技术标准 1、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314—2001），中华人民共和国国家标准； 2、《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-1991）,中华人民共和国国家标准； 3、技术设计书。 二、使用仪器 测量采用的GPS接收机型号及其标称精度。 三、布网方案 1、布网要求 GPS网相邻点间基线中误差按下式计算： 式中(mm)为固定误差；(ppm)为比例误差系数；(km)为相邻点间的距离。GPS-E级网的主要技术要求应符合表1规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/2～1/3；最大距离应为平均距离的2～3倍。 (mm) (1×10-6)
注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。 2、布网原则与网形设计 （1）GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。GPS网的点与点间不要求每点 （4）为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标，应与当地54北京坐标系中的原有控制点联测，联测总点数不得少于3个。 （5）为了求得GPS网点正常高，应进行水准测量的高程联测，高程联测采用等级水准测量方法进行，联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。
四、选点与标石埋设 1、选点 在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最后进行选点。选点应符合下列要求： （1）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测； （2）点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业； （3）点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°； （4）点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不得小于200m，并应远离高压输电线其距离不得小于50m，以避免周围磁场对卫星信号的干扰； （5）点位附近不应有对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减少多路径效应的影响； （6）交通应便于作业，以提高作业效率； （7）应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性，符合要求方可利用； （8）选好点后应按合理的方法给GPS点编号。 此外，有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况，以便于各点之间的联络和设备用电或充电。 综上所述，结合测区的实际情况， GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方，或已成型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的建（构）筑物上。
GPS测量原理及应用期末考试复习 第一章绪论 1.简述GPS系统的特点有哪些？ ①定位精度高②观测时间短③测站间无需通视④可提供地心坐标 ⑤操作简便⑥全天候作业⑦功能多、应用广 2.GPS定位系统由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 整个GPS系统，它包括三部分： （1）空间部分—GPS卫星及其星座（2）地面控制部分—地面监控系统（3）用户设备部分—GPS信号接收机。 作用：（1）①连续不断向地面发送GPS导航和定位信号； ②接收地面站的指令，修正轨道偏差并启动备用设备； ③接收地面站发来的导航电文和其他信号； （2）地面监测系统由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。 主控站：①收集数据：收集本站及各监测站获得的各种数据； ②处理数据：处理收集的数据，按一定格式编制成导航电文； ③监测协调：控制和协调监测站、注入站和卫星的工作； ④控制卫星：修正卫星的运行轨道，发送启动备用设备指令。 注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。 监测站：接收卫星信号，为主控站提供卫星的观测数据。 （3）捕获卫星信号，（计算出测站的三维位置，或三维速度和时间）达到导航和定位的目的。 第二章坐标系统和时间系统 1.GPS 定位对坐标系有何要求？ （1）需把卫星与地面点的位置统一在一个坐标系内； （2）需采用空间直角坐标系，以便于天球与地球坐标系进行转换； （3）天球与地球坐标系的建立上应具有简便的变换关系。 2.定义一个空间直角坐标系条件有哪些? （1）坐标原点的位置（2）三个坐标轴的指向（3）长度单位 3.WGS-84空间直角坐标系的几何定义？ 原点：地球的质心； 三轴指向：Z轴——国际时间局（BIH ）1984.0定义的协议地球极（CTP，Conventional Terrestrial Pole）方向； X轴——相应零子午面和赤道的交点（经度零点）； Y轴——构成右手坐标系。 4、简述定义时间系统和时间尺度的条件分别是什么？ 定义时间系统的条件：尺度(时间单位)；原点(历元) 定义时间尺度的条件：周期运动；该周期是连续稳定的；该周期可被观测和实验复现。 第三章卫星运动基础及GPS卫星星历 1、开普勒轨道6参数分别是什么？各参数的作用？ ①轨道椭圆长半径a②轨道椭圆第一偏心率e；a ,e 确定轨道椭圆形状和大小。 ③升交点赤经：升交点与春分点所对应的地心夹角称升交点赤经Ω④i轨道面倾角：卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。Ω,i确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。
淮海工学院实习报告书 题目： GPS测量原理与应用实习 学院：测绘工程学院 专业：测绘工程 班级：D测绘131 姓名：戴峻 学号： 2013132911 2015年12 月30 日
实习报告评阅书 学生姓名：戴峻学号： 2013132911 班级：D测绘131 实践教学环节名称： GPS测量原理与应用实习 教学时间：2015年12 月 1 日-2015年12月15 日 指导教师评语： 实习报告成绩： 指导教师(签字)： 2016年1月5 日
目录 1、实习目的 (4) 2、实习成员 (4) 3、实习地点 (5) 4、实习原理 (5) 5、实习内容 (6) 5.1G P S静态测量 (6) 5.1.1仪器设备 (6) 5.1.2布网方案 (6) 5.1.3选点原则 (8) 5.1.4外业观测 (9) 5.1.5内业处理 (10) 5.1.6注意事项 (23) 5.2g o a n d s t o p测量 (24) 5.2.1仪器设备 (24) 5.2.2作业过程 (24) 5.2.3内业处理 (25) 5.2.4注意事项 (27) 5.3G P S R T K动态测量 (28) 5.3.1仪器设备 (28) 5.3.2R T K技术原理 (28) 5.3.3外业采集 (29) 5.3.4内业处理 (31) 5.3.5注意事项 (35) 6、实习体会 (36) 附表一：G P S观测手簿记录表 (42) 附表二：点之记 (43)
1、实习目的 G P S课程实习的意义是对《G P S原理及应用》课程有深入的了解，对G P S外业数据采集以及内业数据处理有一定的了解。掌握G P S静态数据采集、静态数据处理、G P S-R T K外业测量。通过实习进一步深入了解G P S原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握G P S仪器的使用方法,学会G P S进行控制测量的基本方法并掌握G P S数据处理软件的使用方法，把理论知识与实践相结合近一步巩固所学知识。了解G P S原理以及在测绘中的应用，能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。 2、实习成员 我们专业一共有14个人，所以分为三个小组。 组织人：李微晓 第一小组成员：刘欣、戴峻、周聪、于健锋、吴开明组长：刘欣 第二小组成员：丁德军、钱小培、于伟鹏、刘先锋
关于水下地形测量技术探讨 1、简述水下地形测量的相关概念 在码头、水库以及桥梁、港口等等项目工程建设中，有效地实施水下地形测量是十分必要的，其重要性不容忽视，尤其是其在防洪减灾应用中能够获取十分巨大社会经济效益。水下地形测量可谓是现今较为重要的一种工程建设技术。传统意义上的水下地形测量主要指的是通过经纬仪设备的合理使用，历经前方交会后实现相关地形点数据的有效获取，现如今，伴随着现代化GPS技术的快速普及运用，使得水下地形测量技术发生质的飞跃，并逐渐步入较为成熟的阶段，其测量模式定型为“GPS+计算机+测深仪”。 一般来说，水下地形测量涵盖有定位以及测深两个方面的内容。具体来说，现今常见的几种水上定位手段包括无线电定位、卫星定位、光学仪器定位、水声定位以及组合定位。针对具体的平面位置实施控制的基础在于陆地上已经存在的国家级别控制点，卫星定位若是运用差分形式，则岸台建议使用已知的控制点，力求实现坐标系统的一致统一。在水上实施定位的同时针对水深进行测量可谓实现水下地形有效确定的关键内容。回声测深仪是一种主要的水深度测量工具，在使用水声换能器的基础上朝向下方垂直地进行声波发射，同时进行来自于水底的回波的有效接收，依据声音速度以及具体的回波时间将被测点的水深情况确定下来，而后参考水深的实际变化情况充分了解水下地形的相关概况。 2、水下地形测量技术应用 2.1进行测量设备的合理选择 通常而言，相较于单频接收机来说，双频GPS接收机能够实施精确度较高且十分快速可靠的结算，在水下地形测量中能够获得更为理想的应用效果。譬如说南方公司的灵锐$80 、瑞士的Leica1200以及美国的Trimble5800等等。仪器自身固有的误差、水温情况、水深度
开封市龙亭湖清淤改造工程 水下地形测量 技术报告 测绘单位：河南科瑞测绘服务有限公司编写人： 技术负责人： 日期：二零一五年九月十二日
目录 1、测区概况及任务情况 (2) 2、资源配置 (2) 3、平高系统 (2) 4、作业依据 (3) 5、野外测设方案 (3) 6、内业整理 (4) 7、质量控制 (4) 8、提交的资料 (5) 9、预算工程总价及预计工期 (6) 10、公司业绩 (6)
开封市龙亭湖清淤改造工程水下地形测量技术报告 1、测区概况及任务情况 龙亭湖地处河南省开封市龙亭区龙亭公园旅游区内，是开封市的重要旅游景点之一，交通便利，湖内可通航旅游船只。本次测量龙亭湖1:500水下地形图的主要目的是为了计算湖底清淤的工程量，为后期清淤施工提供计算依据。龙亭湖又分东西两湖，本次需要测量西湖的水下面积约0.29平方公里，东湖的水下面积约0.12平方公里。 2、资源配置 本项目测绘共投入人员7人，其中工程师2人，助工3人，技师1人，技术员1人。 本次共投入3台Trimble R8 双频GPS接收机（1+2型）；南方SDH28测深仪1台，测量船1艘，DS03型水准仪1部，IBM笔记本电脑1部；联想台式电脑2台，对讲机3部；佳能打印机1台。 3、平高系统 平面采用开封独立坐标系，高程系统1985国家高程基准。 各项转换参数根据已知点数据情况确定。
4、作业依据 （1）《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段) SL 197-2013；（2）《水利水电工程施工测量规范》DL/T 5173-2003； （3）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009； （4）《国家三、四等水准测量规范》 GB/T 12898-2009； 5、野外测设方案 本次测量所采用的仪器都经过法定计量部门的检定并出具有仪器检定证书。 控制点平面测设采用静态GPS测量，控制点高程采用水准测量，精度满足相应等级要求。 水下地形测量基本上在无雨、风的天气进行，采用断面法施测，先在测深仪导航软件下，预先按技术要求做好断面设计线，设计线根据湖面情况布置成与水流方向大致成垂直的方向，断面间距为20m左右，测点间距10~20m。 将GPS RTK仪器安装在测深仪探头上，船上GPS RTK仪器应与测深仪平面位置一致，并保证测深仪垂直于水面。 精密量测测深仪探头到GPS几何中心的垂直高，作为GPS RTK天线高，将测深仪吃水水深定位0，直接采用下式求出水底高程：h实际水面=hGPS 几何中心-DGPS 天线到测深仪探头 h水底点高程=h实际水面-h测深
RTK水下地形测量简要操作指南 一．内业准备 a.预装的软件 Trimble configuration Toolbox 清华山维成图软件EPS 坐标转换软件Coodr3.1 Excel电子表格 b.设置NMEA GGA输出格式 1. 连接计算机串口com1与接收机串口com2 2. 启动configuration Toolbox 软件 3. Communications/Get File激活current 4. Contents列表框中选“File”，并选中As auto power up file 5. Adailable列表框中激活“Output”，并设置输出串口（5700主机）、频率、类型： Message type: NMEA Serial port: Port 2 Frequency: 1HZ Message subtype: GGA 6. Contents列表框中选“Serial-Port 2”，并设置5700输出串口与计算机传输的波特率： Receiver serial port: port 2 Baud rate: 9600 Parity: None Flow control: None 7. 所有设置完毕，单击Transmit将设置好的文件传输到5700主机中 8. Communications/Activate File激活我们刚才传输到5700主机中的文件power_up 9. 屏幕弹出信息表示成功 10. Windows菜单“开始\程序\附件\通讯”中运行“超级终端” 11. 任意给定一个名称，确定后弹出的“连接到”对话框中，将“连接时使用”设置为与5700通讯时计算机串口号（一般为com 1），点击确定，弹出属性框，设置如下： 波特率：9600 数据位：8 奇偶校验: 无 停止位: 1 数据流控制：硬件 应用后可在窗口中看见5700主机发送出的GGA信息。 c.同样在超级终端中可检测来自测深仪的信息。 d.测深仪操作 1. 新建工程 2. 投影设置 坐标系统：北京－54坐标系 投影方式：高斯投影3°带(如为任意中央子午线则选自定义投影) 图定义：如为标准分带，则Y坐标附带号。 转换参数：利用基准站的WGS84和北京－54坐标系计算 一级转换：如为独立坐标系，则利用2个已知点计算参数 3. 设置\记录设置 航迹记录：按距离/时间 记录格式：直角坐标 4. 设置\端口分配 定位仪口：COM4
一、单选题 1、卫星星座配置有（ D ）颗在轨卫星。 A. 21 B. 12 C. 18 D. 24 2、是指（ C ）。 A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系 C. 协调世界时 D. 国际原子时 3、政策是指（ D ）。 A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务 C. 选择可用性 D. 反电子欺骗 4、定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和（ A ）影响。 A. 多路径效应 B. 对流层折射 C. 电离层折射 D. 卫星中差 5、一般地，单差观测值是在（ A ）的两个观测值之间求差。 A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机 C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机 6、双差观测方程可以消除（ D ）。 A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D.
接收机钟差 7、码的周期是（ A ）。 A. 1 B. 7天 C. 38星期 D. 1 9、在测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B、相位中心 C、点位中心 D、高斯投影平面中心 10、岁差和章动旋转变换是用于哪两个坐标系之间的转换（ A ）。 A、瞬时极天球坐标系与平天球坐标系 B、瞬时极天球坐标系与平地球坐标系 C、瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系 D、平天球坐标系与平地球坐标系 11、定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据，采用（A ）的方法，确定待定点的空间位置。 A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会 C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会 12、根据定位原理，至少需要接收到（B ）颗卫星的信号才能定位。 A、5 B、4 C、3 D、2 13、在以下定位方式中，精度较高的是（C ）。 A、绝对定位 B、相对定位
鄱阳湖基础地理测量(北纬29度以北) 1:10000水下地形测量专业技术总结 江西省水文局 二O一一年元月
鄱阳湖基础地理测量(北纬29度以北) 1:10000水下地形测量专业技术总结 编写单位：江西省水文局 编写人：李凯建 2011 年1 月16 日 审核人：王贞荣 年月日 批准人：李国文 年月日
目录 1测区概况 (1) 2测量的范围及内容 (2) 3 已有资料情况 (2) 4主要技术依据和技术要求 (3) 4.1主要技术依据 (3) 4.2主要技术要求 (3) 5 成果技术指标和规格 (4) 6 地形测量设计方案 (5) 6.1软、硬件环境及要求 (5) 6.2水下地形测量要求 (5) 6.3图边测绘、接边................................................... 错误！未定义书签。 6.4水下植被调查....................................................... 错误！未定义书签。 6.5质量控制 ............................................................... 错误！未定义书签。 6.6质量保证措施 ....................................................... 错误！未定义书签。 6.7技术措施............................................................... 错误！未定义书签。 6.8上交资料和归档成果及资料内容和要求 (9)
GPS原理与应用 第一套 一、单项选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1.计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以（ C）为基准。 A、铷原子钟 B 、氢原子钟 C 、铯原子钟 D 、铂原子钟 2.我国西起东经 72°，东至东经 135°，共跨有 5 个时区，我国采用（ A ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。 A、东8区 B 、西8区 C 、东6区 D 、西6区 3.卫星钟采用的是 GPS 时，它是由主控站按照美国海军天文台（ USNO） （ D ）进行调整的。在 1980 年 1 月 6 日零时对准，不随闰秒增加。 A、世界时（UT0） B 、世界时（UT1） C、世界时（UT2） D 、协调世界时（UTC） 4.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系是（ C）坐标系。 A、地心坐标系 B 、球面坐标系 C、参心坐标系 D 、天球坐标系 5.GPS定位是一种被动定位，必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须 安装高精确度的时钟。当有 1×10— 9s 的时间误差时，将引起（ B ）㎝的距离误差。 A、20 B 、30 C 、40 D 、50 6. 1977 年我国极移协作小组确定了我国的地极原点，记作（B）。 A、JYD1958.0 B 、 JYD1968.0 C 、 JYD1978.0 D 、JYD1988.0 7. 在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位 中心应该与其几何中心保持一致。 A、几何中心 B 、相位中心 C、点位中心 D 、高斯投影平面中心 8.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系，采用的是克拉索夫斯基椭球元素，其 长半径和扁率分别为（ B ）。 A、a=6378140、α =1/298.257 B 、a=6378245、α =1/298.3 C、a=6378145、α =1/298.357 D 、a=6377245、α =1/298.0 9.GPS 系统的空间部分由21 颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成，它们均匀分布在（D） 相对与赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上，它们距地面的 平均高度为20200Km，运行周期为11 小时58 分。 A、3 个 B 、四个 C 、五个 D 、 6 个 10.GPS卫星信号取无线电波中 L 波段的两种不同频率的电磁波作为载波，在载波 2 L 上调制有（ A）。