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一、建立和維持全球性的參考框架
目前GPS已成為建立、維持全球性參考框架的重要手段。以精度最高、測(cè)站數(shù)最多的國際地球參考框架ITRF2000為例,該坐標(biāo)框架是由位于全球500多個(gè)地點(diǎn)的800多個(gè)測(cè)站組成的(有的地點(diǎn)具有2個(gè)或多個(gè)測(cè)站),依據(jù)這些測(cè)站所提供的長期的高精度的GPS觀測(cè)值、VLBI觀測(cè)值、SLR觀測(cè)值、LLR觀測(cè)值及DORIS觀測(cè)值,經(jīng)綜合數(shù)據(jù)處理而求得的。
自從1992年國際GPS服務(wù)IGS開始工作以來,就在不斷地增加測(cè)站數(shù),提高定位精度以支持ITRF系列(ITRF91,ITRF92,ITRF93,ITRF94,ITRF96,ITRF97,ITRF2000)的建立和維持工作。
二、建立各級(jí)國家平面控制網(wǎng)
由于GPS定位技術(shù)具有高精度、全天候、測(cè)站間無需保持通視等優(yōu)點(diǎn),因而已基本取代傳統(tǒng)方法而成為建立各級(jí)平面控制網(wǎng)的主要手段。
利用GPS定位技術(shù)來建立國家平面控制網(wǎng)時(shí)可采用兩種方法。
第一種方法是仍然仿照原一、二、三、四等點(diǎn)的布網(wǎng)方式,分別在全國范圍內(nèi)布設(shè)A級(jí)網(wǎng)和B級(jí)網(wǎng),然后再由各省或用戶進(jìn)行加密,布設(shè)C級(jí)網(wǎng)及D級(jí)、E級(jí)網(wǎng)。
第二種方法是建立國家長期連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)系統(tǒng),并利用這些連續(xù)運(yùn)行的參考站網(wǎng)來建立和維持全國的坐標(biāo)框架,在此基礎(chǔ)上再在全國布設(shè)數(shù)千個(gè)GPS點(diǎn)以組成國家的平面控制網(wǎng)。
三、布設(shè)城市控制網(wǎng)、工程測(cè)量控制網(wǎng),進(jìn)行各種工程測(cè)量
國內(nèi)外資料表明,利用GPS來布設(shè)國家控制網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程測(cè)量控制網(wǎng)時(shí),所需的工天數(shù)大約為常規(guī)方法的1/6,所需費(fèi)用在國外為常規(guī)方法的1/6左右,在國內(nèi)為常規(guī)方法的1/3左右(主要是由于國內(nèi)的勞動(dòng)力相對(duì)較為廉價(jià)),而且精度也比常規(guī)方法好,因而已得到了廣泛的應(yīng)用。此外,GPS定位技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)、水利建設(shè)、輸電線路施測(cè)、道路(如鐵路、公路)測(cè)量、水下地形測(cè)量(如航道測(cè)量、水庫容量測(cè)量)等方面也都得到了廣泛應(yīng)用。
利用GPS進(jìn)行大壩等建筑物的變形監(jiān)測(cè)時(shí),若采用連續(xù)監(jiān)測(cè)的模式,則可以通過平滑濾波等方式來濾除噪聲,提取變形信息,由此所求得的平面位移精度和垂直位移精度均可優(yōu)于±1mm。
四、在航空攝影測(cè)量、地籍測(cè)量、海洋測(cè)量中的應(yīng)用
航空攝影測(cè)量是制作各種比例尺地形圖的重要手段。在傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量中,需在測(cè)區(qū)中布設(shè)一定數(shù)量大地控制點(diǎn),在困難地區(qū)這是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。此外,利用遙感衛(wèi)星對(duì)他國進(jìn)行航天遙感時(shí),我們更不可能到他國去布測(cè)大地控制點(diǎn)。利用安置在航測(cè)飛機(jī)上的GPS接收機(jī)來測(cè)定航空攝影儀的光學(xué)中心在曝光瞬間的三維坐標(biāo),并將其作為附加觀測(cè)值來參加空中三角測(cè)量的聯(lián)合平差的話,就可大量減少甚至不需要地面的大地控制點(diǎn),從而引發(fā)了航空攝影測(cè)量的一場(chǎng)重大技術(shù)革命。
地籍測(cè)量是調(diào)查和測(cè)定土地(宗地或地塊)及其附著物的界線、位置、面積、權(quán)屬和利用現(xiàn)狀等基本情況及其幾何形狀的測(cè)繪工作。我們不但可以利用靜態(tài)GPS測(cè)量的模式來進(jìn)行高等級(jí)的地籍控制測(cè)量,還可以利用RTK等模式來進(jìn)行低等級(jí)的控制測(cè)量(如圖根控制測(cè)量)以及界址點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定工作。
GPS定位技術(shù)還被用于海洋大地測(cè)量和海底地形測(cè)量。位于海邊、島嶼、暗礁上的控制點(diǎn)可用GPS相對(duì)定位的方法精確測(cè)定。海底地形測(cè)量通常由配備了GPS接收機(jī)和聲吶測(cè)深儀的測(cè)量船來完成。海底地形點(diǎn)的平面位置由差分GPS測(cè)量來確定,高程則根據(jù)測(cè)深儀的讀數(shù)計(jì)算而得。根據(jù)對(duì)海底地形點(diǎn)的密度要求不難確定出測(cè)量船航行時(shí)兩條航線間的距離,根據(jù)船的航速還可以確定合適的采樣率。
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