GPS測量在南水北調(diào)線性工程中的應用

熊 別,張清明,汪小雷

(中國水利水電第五工程局有限公司第五分局,成都,610225)

1 GPS測量技術(shù)的發(fā)展

1.1 GPS系統(tǒng)的建立

1973年12月,美國國防部批準陸、海、空三軍聯(lián)合研制新的衛(wèi)星導航系統(tǒng)NAVSTAR/GPS,全稱“NavigationSatelliteTimingandRaning/GlobalPositioningSystem”,其意為“衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)”,簡稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導航定位系統(tǒng),具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能,能為用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。自1974年以來,GPS計劃經(jīng)歷了方案論證(1974～1978年),系統(tǒng)論證(1979～1987年),生產(chǎn)實驗(1988～1993年)三個階段。整個系統(tǒng)分為衛(wèi)星星座、地面控制和監(jiān)測站、用戶設備三大部分,GPS系統(tǒng)由此為基礎(chǔ)改建而成。

1.2 GPS系統(tǒng)的組成

GPS系統(tǒng)包括空間部分(GPS衛(wèi)星星座)、地面控制部分(地面監(jiān)控系統(tǒng))和用戶部分(GPS信號接收機)。

1.2.1 空間部分。由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成,分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行,能使全球任何地方、任何時間都可以觀測到四顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖形(DOP),從而提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?/p>

1.2.2 地面控制部分。由分布在全球的若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成,包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。主控站對地面監(jiān)控部分實行全面控制,收集各監(jiān)控站對GPS衛(wèi)星的全部觀測數(shù)據(jù),利用這些數(shù)據(jù)計算每顆GPS衛(wèi)星的軌道和衛(wèi)星鐘改正值。注入站是在每顆衛(wèi)星運行至上空時,把導航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星。監(jiān)控站設有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進行數(shù)據(jù)初步處理的計算機,能取得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)傳送至主控站。……