海洋测绘论文精品(七篇)

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篇(1)

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篇(2)

关键词；市政工程 GPS 技术，测量

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：

如今GPS 技术在工程应用中更加普及，比如矿山测量，交通土建选线,城市建设等等。但是GPS 由于布设价格的昂贵，所以不会被大范围应用到一般的土建和交通建设中，它只是作为提供控制用，例如:在工程建设开始阶段，交付几个GPS 控制点，作为导线和三角网的基线，由它们向外扩展，用全站仪引出加密点或是作为静态的GPS 基线，配合RTK 来进行动态图籍测绘。但是在90 年代以后，平面控制测量基本都被GPS取代。

1、GPS技术概述

GPS定位是以GPS 卫星和用户接收天线之间的距离为基本观测量，根据已知的卫星瞬时坐标，确定用户天线所对应的位置，其实质是空间距离后方交会。在一个测站上只需3个独立距离观测量。GPS 采用的是时差测距原理，即通过测量GPS 信号从卫星传播到用户接收机的时间差计算距离，由于卫星钟与用户接收机钟不同步，因此，观测的测站至卫星间的距离称为伪距。卫星钟差可以通过卫星导航电文提供的钟差参数修正，接收机钟差难以预先准确确定，可将其作为未知参数与观测站坐标在数据处理中一并解出。在一个测站上，除了三个待定位置参数外，还需要增加一个接收机钟差参数，因而至少应有4个同步伪距观测量，即至少必须同步观测4颗GPS 卫星。

GPS 技术相对于其他的定位、测量技术，其技术优势是很明显的，主要表现在以下几个方面：

1.1 功能多、用途广。

GPS 系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1 m／s，测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。

1.2 定位精度高。

GPS 可为各类用户连续提供动态目标的三维（立置、三维速度及时间信息）。随着GPS定位技术及数据处理技术的发展，其精度还将进一步提高。

1.3 实时定位。

利用GPS 进行导航，既可实时确定运动目标的三维位置和速度，由此可实时保障运动载体沿预定航线运行，亦可选择最佳航线。特别是对军事上动态目标的导航，具有十分重要的意义。

2、GPS 的定位方式

按定位方式，GPS 定位分为单点定位和相对定位（差分定位），单点定位就是根据一台接收机的观察数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位.相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相对观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位，对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式， 而按照用户天线可分为动态定位和静态定位。

2.1 动态定位

在定位观测时，若载体上的接收机在跟踪GPS 卫星的过程中相对于地球表面运动，接收机用GPS 信号实时的测得运动载体的状态参数，则称为动态定位。动态定位的特点：逐点测得，多余观测量少，精度较低。依目前GPS 定位的精度动态定位可分为：a. 20m左右的低精度定位，如用于车船等概略导航定位的伪距单位定位；b. 5m 左右的中等精度定位，如用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位；c. 厘米级的高精度的定位，如用于测量放样等的厘米级的相位差分定位（RTK），其中实时差分定位需要数据将两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。

2.2 静态定位

在定位观测时，若接收机在跟踪GPS 卫星的过程中相对于地球表面静止，则称为静态定位。接收机高精度的测量GPS 信号的传播时间，联合GPS 卫星在轨的已知位置，从而解算出固定不动的接收机所在位置的三维坐标。静态定位的特点；多余观测量大，定位精度高，可靠性强，在进行控制网观测时，一般均采用这种方式由几台接收机同时观测，它能最大限度地发挥GPS 的定位精度。

3、GPS在市政工程测量中的应用

GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging／Global Positioning System的字头缩写词NAVSTAR／GPS的简称。其含义是导航卫星测时测距／全球定位系统。

GPS是全球性的卫星定位和导航系统，能够提供连续的实时的位置、速度和时间信息。整个系统包括空间(卫星)、地面控制站和用户(接收机)三个部分。它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。下面是GPS在市政工程中的应用实例。本工程为某工业园工程，该工业园属于一个比较方方正正的地形，由于工业园里有很多树，而且通视比较困难，工期比较急，考虑种种因素，决定采用GPS测量。

3.1 GPS测量的技术设计

(1)设计依据

GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部的行业标准《城市测量规范》和应采用的《全球定位系统城市测量技术规程》及工程测量合同有关要求制定的。

(2)设计精度

根据工程需要和测区情况而定。

(3)设计基准和网形

控制网共6个点，其中联测已知平面控制点2个。采用4台GPS接收机观测，网形布设成边连式，等级为一级。

(4)观测计划

根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。

3.2 GPS测量的外业实施

(1)选点

GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活。因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：①每点最好与某一点通视，以便后续测量定向使用；②点周围高度角15。以上，不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方；⑤选点结束后，按要求埋设标石，并填写点记之。

(2)观测

根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态模式定位，卫星高度角≥15。，时段长度45min，采样间隔10s。在4个点上同时安置4台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。

3.3 GPS测量的数据处理

GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，基线解算采用随机软件，网平差采用武测宝威GPS―Adj3.0软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的二维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。

4、结束语

GPS 技术的发展日新月异，包括GPS卫星静态和RTK都深入到生产生活中，随着GPS，GIS，RS及其他科学的不断相互渗透，它的应用也将越来越广泛。这里也有我们需要注意的，GPS由于参数设定的问题,在测量高程是产生的误差也是很大的，这个跟球体有关。总的来说现在的GPS 可以用在，土建，交通，地籍测绘，海洋测绘，国土资源，城市规划，空间测量，急救等等领域，是一种多元化学科，以后的发展会更加的广阔。

参考文献：

[1]黄声享，郭英起，易庆林，等、GPS在测量工程中的应用[M]，北京：测绘出版社。2007

[2]王立富，王永国，周晓愚，GPS 基线评估与优化[J]；东北测绘；2000年04期；

篇(3)

关键词:移动雷达;应急通信;卫星通信

Thesatellitecommunicationofmobilemeteorologicalradarsystem

DouYiwen(BeijingmeteorologicalBureau,Beijing100089)

Abstract:Inordertotranslatemobileradar'sdatatoserverofBeijingmeteorologicalBureau.Thistextcomparedadvantagesanddisadvantagesofwirelesscommunication'smethod.Theaboveanalysisnaturallyleadsustothesystemofthesatellitecommunicationcreated.Theresultsshows:thesystemcansatisfythecommunicationrequirementofmobileradar.Thesystemhasagoodexampleforcreatingemergencycommunication.

Keywords:Mobileradar;Emergencycommunication;Satellitecommunication

1引言

随着气象信息自动采集的不断发展,自动采集数据越来越成为气象信息采集的主流。新一代天气雷达系统,可以进行较大范围降水的定量估测,获取降水和降水云体的风场信息等,在短时灾害性天气预报和应急服务中发挥巨大的作用,特别是对风害和冰雹相伴随的灾害性天气的监测和预警[1]。为了把移动雷达实时数据传输到北京市气象局,通信方式的选择成为信息采集的重要环节,目前气象应用通信方式有很多种。如CDMA/GPRS/3G、北斗卫星、无线局域网(WLAN)、专线等,还有下面要讨论的基于亚洲卫星通信线路。移动雷达对通信的主要需求是网络质量可靠;带宽至少要达到双向2Mbps;移动雷达采集数据地点不固定。如何满足移动雷达的要求是本系统需要解决的问题。

2通信方案的设计

2.1气象信息传输通信方式对比分析

目前气象应用通信方式有很多种,如CDMA/GPRS/3G、北斗卫星、无线局域网(WLAN)、专线等。由于天气雷达数据量大,要求网络质量高,固定地点天气雷达的数据传输一般都是利用专线传输。表1是常用无线通信方式传输气象数据的对比。无线局域网传输距离短,安全性差,一般只能作为数据的传输中继;北斗卫星是我国自主研制的卫星导航定位系统,安全性高,用于传输字节少如自动站等的数据比较适合;CDMA/GPRS,运行成本低,但是其通信速率要求低,不能满足雷达数据传输要求;3G下行速率理论值是2.8Mbps,实际传输效果没有达到此值,而且网络质量与基站覆盖有很大关系。天气雷达如果地点固定,而且在市内或县城内,使用专线较好,有充足的时间建立专线的话,应用2Mbps专线传输雷达数据是一种好的选择。卫星通信作为天气雷达数据的备份是一种最佳选择,因为它的网络带宽、移动性、实时性、开通周期等方面都能满足要求。

2.2卫星通信特点分析

卫星通信是以人造通信卫星作为中继的一种微波通信方式。卫星通信的优点:通信距离远,建设成本与通信距离无关;不受地理环境影响;广播方式,卫星覆盖区域内的任何点可实现通信;通信容量大;可自发自收。卫星通信的缺点:信号极弱(毫微微瓦级),对技术和设备的要求较高;时延;多址问题;存在单一故障点;雨衰。

3卫星通信的应用

综合考虑雷达数据传输的速率在2Mbps以上,支持视频、移动、应急等方面的要求,选择亚洲卫星通信是本系统的最佳选择。本系统采用等效口径为0.95m的偏馈型椭圆抛物面天线,天线面使用四片碳化纤维面板组成。天线系统工作在Ku频段。天线控制系统内置高性能信标接收机,可在5分钟内自动对星,通过对中卫一号、亚洲二号、亚洲三号、亚洲四号四个卫星两种极化方式的上百次测试,寻星准确率100%,配置40W功放时具备传输速率大于等于3Mbps,保证传输速率大于等于2.048Mbps,完全具备传输多路话音、2路视频图像、2路数据的业务能力。图1就是本系统建立的移动雷达卫星网络结构图。从图中可以看到移动雷达系统采集数据到数据处理服务器(192.168.3.5/24)或模拟语音经过语音网关,通过网络交换机和IP加速器(192.168.3.3/24),由调制设备(192.168.3.2/24)调制信号传输到卫星,再由卫星接收站传送到地面,通过调制解调器(192.168.3.10/24)和IP加速器(192.168.3.11/24)指向路由器(192.168.3.1/24,192.168.2.1/24),由路由器转发到防火墙(192.168.1.1/24),在防火墙上作语音网关和数据服务器NAT地址转换。最后在服务器(192.168.2.254/24)上可以看到雷达系统上传的数据,在电话终端上可以进行语音通话。这个网络是双向的,不仅数据可以双向传输,而且在北京市气象局可以监控到卫星通信系统的状态。本系统因为经费有限,建立了电话通信模式,并留有视频接口。

图1移动雷达卫星网络结构图

4结论

本系统采用的亚洲卫星通信系统具有一键对星功能,天线能够自动展开/收藏,自动定位、自动捕获和自动跟踪卫星,5分钟内完成寻星任务并建立卫星通讯链路。在传输速率、网络安全、天线对星时间、网络接口、应急通信等方面都能满足实时雷达传输数据的要求。

致谢:国家气象信息中心网络室和视频与卫星室、西安瑞兴通信有限公司、北京市人工影响天气办公室、北京市气象信息中心、北京市大气探测技术保障中心在系统建设中给予的大力支持。

参考文献

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