《GPS原理與應(yīng)用》第10章-GPS應(yīng)用

第十章GPS應(yīng)用10.1GPS技術(shù)在大地測量方面的應(yīng)用

①建立和維持高精度三維地心坐標(biāo)系統(tǒng)②局部大地控制網(wǎng)之間的聯(lián)測與轉(zhuǎn)換③檢核與改善常規(guī)地面控制網(wǎng)④測量全球性的地球動態(tài)參數(shù)等地球動力學(xué)研究⑤建立新的地面測量控制網(wǎng)⑥GPS技術(shù)與水準(zhǔn)測量和重力測量技術(shù)相結(jié)合、研究與精化大地水準(zhǔn)面；⑦測圖控制點加密。10.2GPS在工程測量及變形監(jiān)測中的應(yīng)用

10.2.1在普通工程測量中的應(yīng)用

①工業(yè)民用建設(shè)設(shè)計、施工、放樣和峻工測量②各類工程地圖的測繪③陸地和海上鉆井的定位④地質(zhì)勘探普查與詳查⑤礦山測量⑥道路測量⑦一般隧道測量⑧城市規(guī)劃設(shè)計測量⑨港口和河流航道的疏通測量⑩地籍測量等。

10.2.2在精密工程測量中的應(yīng)用

①大型設(shè)備的超精密安裝放樣②大型長隧道、地鐵的貫通測量③大型橋梁的定位定向測量④高層建筑物、水壩的形變或沉降監(jiān)測，滑坡、危巖的災(zāi)害監(jiān)測，沿海大城市地面沉降監(jiān)測以及大量開采地下資源（如抽取地下水、采油、采礦等）的地區(qū)的沉降監(jiān)測等

一、大型設(shè)備的超精密安裝

斯坦福直線碰撞器地面控制

二、大型長隧道貫通測量

大型長隧道貫通測量GPS控制網(wǎng)

三、工程形變監(jiān)測

1.虎門大橋?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)主橋長4.58公里，主航道跨888米，橫架珠江口，共投資30億元虎門大橋單點振動垂直于懸索橋軸線的風(fēng)速分量變化圖及橋變形圖

虎門大橋24小時橋形變化四大型結(jié)構(gòu)物安全性監(jiān)測地王大廈風(fēng)荷載位移測量位于深圳蔡屋圍的地王大廈(信興廣場)樓高69層，樓高383.95米，是目前世界第8高的高樓.位于深南東路、解放路、寶安南路交匯的三角地帶。地王大廈由商業(yè)大樓、商務(wù)公寓和購物中心三部分組成。６９層商業(yè)大樓的建筑體形的設(shè)計靈感來源于中世紀(jì)西方的教堂和中國古代文化中通、透、瘦的神髓，它的寬與高之比例為1:9，創(chuàng)造了世界超高層建筑"扁"最"瘦"的記錄。五、中國四川雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū)

中國四川雅安吳家山滑坡是該地區(qū)最大的一處滑坡，它是由1000萬m3

的古崩塌滑坡堆積體組成。1981年由于暴雨誘發(fā)大規(guī)模滑坡。1995年在復(fù)活滑坡體上又出現(xiàn)了蠕動變形，該變形體長500米，寬300米，是潛在威脅的滑坡。為研究滑坡機理，在該地區(qū)布置了多種監(jiān)測手段?；卤O(jiān)測方法和手段Instrumentofmeasuringslope5個測斜孔中安置了測斜儀Instrumentofmeasuringslope2個孔中安置了地下水位測量儀instrumentofmeasuringwatertable1個自動降雨雨量計ombrometer6個裂縫位移監(jiān)測儀instrumentofmeasuringcrevice17個GPS位移監(jiān)測點點名稱第二次北坐標(biāo)m第一次北坐標(biāo)m北坐標(biāo)變化值mm第二次東坐標(biāo)m第一次東坐標(biāo)m北坐標(biāo)變化值mmYA067753.3997753.405-61610.9491610.951-2YA087656.0227656.024-21690.71690.707-7YA107723.1747723.17221739.6481739.653-5YA117781.8847781.866181741.4781741.486-8YA127700.0917700.099-81758.3431758.347-4YA137662.2367662.237-11752.4331752.438-5YA147675.6657675.65411815.9461815.95-4YA157680.3067680.314-81864.5171864.526-9YA178022.8278022.82701467.2551467.2550六、GNSS水下地形測量系統(tǒng)官廳水庫水下地形圖10.3GPS在地球動力學(xué)及地震研究中的應(yīng)用中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)工程

十一五規(guī)劃重大科技基礎(chǔ)設(shè)施：中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，簡稱陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)，是以全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)為主，輔以甚長基線干涉測量（VLBI）、人衛(wèi)激光測距（SLR）和干涉合成孔徑雷達(dá)（INSAR）等空間技術(shù)，結(jié)合精密重力和精密水準(zhǔn)觀測技術(shù)，對地球巖石圈、水圈和大氣圈變化進(jìn)行實時監(jiān)測的國家級地球科學(xué)綜合觀測網(wǎng)絡(luò)。以多種衛(wèi)星定位系統(tǒng)觀測為主，VLBI、SLR和精密重力測量為輔，連續(xù)觀測與流動觀測相結(jié)合、局部密集與均勻布設(shè)相結(jié)合，布設(shè)由基準(zhǔn)網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成的地殼構(gòu)造運動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)思路多種空間定位系統(tǒng)與觀測系統(tǒng)北斗GALILEOGLONASSVLBISLR重力重力水準(zhǔn)GPS基準(zhǔn)網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模由260個固定連續(xù)觀測的臺站組成，用于連續(xù)監(jiān)測我國一、二級塊體及主要塊體邊界活動斷裂帶、主要地震重點危險區(qū)地殼隨時間的變化。基準(zhǔn)網(wǎng)20個二級構(gòu)造塊體均勻布設(shè)60站主要塊體邊界活動斷裂帶布設(shè)160站主要地震重點危險區(qū)加密32個站南海、東海島礁4個站周邊國家布設(shè)4個站綜合形成260個連續(xù)站構(gòu)成的基準(zhǔn)網(wǎng)基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)基準(zhǔn)網(wǎng)固定GNSS基準(zhǔn)站功能

固定GNSS基準(zhǔn)站用于連續(xù)監(jiān)測中國大陸主要活動構(gòu)造和水汽通道，并提供動態(tài)測繪基準(zhǔn)，其中：25個核心站，配備高精度原子鐘，為整網(wǎng)提供獨立的高精度時間基準(zhǔn)，保障數(shù)據(jù)精度10個海平面監(jiān)測站，與已有的驗潮站并置，聯(lián)測海陸變化關(guān)系5個境外站，拓展網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測范圍固定GNSS基準(zhǔn)站設(shè)備配置全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位接收機：多系統(tǒng)、高精度、高采樣率原子頻標(biāo)：包括銣鐘和銫鐘環(huán)境觀測設(shè)備：溫度、氣壓、濕度、雨量觀測通信系統(tǒng)：廣域高速率實時傳輸專線或衛(wèi)通供電設(shè)備：連續(xù)供電避雷設(shè)備：電源避雷、信號避雷、場地避雷集成系統(tǒng)：站點運行狀態(tài)診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控響應(yīng)、數(shù)據(jù)存儲由2000個區(qū)域站組成，新建1000個站。區(qū)域網(wǎng)采用流動觀測方式，以不定期復(fù)測獲得中國大陸主要活動構(gòu)造活動細(xì)部特征，探索中強地震預(yù)測。部分地區(qū)密集布設(shè)，用于地震應(yīng)急監(jiān)測、軍事測繪、災(zāi)害性天氣監(jiān)測等。區(qū)域網(wǎng)300個用于加密25個地震危險區(qū)，點間距20-70km400個組成50個密集線狀觀測點陣，跨越主要活動斷裂帶其它300個全國均勻分布區(qū)域站平均間距達(dá)到100km左右，有可能監(jiān)測到5級地震產(chǎn)生的變形區(qū)域網(wǎng)布設(shè)區(qū)域網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)以不定期復(fù)測方式監(jiān)測中國大陸主要活動構(gòu)造、提供測繪基準(zhǔn)并監(jiān)測水汽通道。部分地區(qū)密集布設(shè)，用于地震應(yīng)急監(jiān)測、軍事測繪、災(zāi)害性天氣監(jiān)測等。區(qū)域網(wǎng)功能陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)

10.4.1GPS在氣象中的應(yīng)用GPS的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是氣象學(xué)研究。利用GPS理論和技術(shù)來遙測地球大氣，進(jìn)行氣象學(xué)的理論和方法研究，如測定大氣溫度及水汽含量，監(jiān)測氣候變化等，叫GPS氣象學(xué)（GPS/MET）。GPS氣象學(xué)的研究始于80年代后期，最先在美國起步，在美國取得理想的試驗結(jié)果后，在其他國家如日本也逐步開始GPS在氣象中的應(yīng)用。10.4GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

大氣的溫度、壓力、密度和水汽含量，這些參數(shù)值及其變化是氣象預(yù)報的客觀依據(jù)。利用GPS技術(shù)來遙感氣象參數(shù)的基本原理是:GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號穿過大氣層里的對流層時，受到對流層折射影響，會產(chǎn)生信號傳播時間的延遲，而信號的延遲量平均可達(dá)2米左右。在GPS定位測量中，通常采用模型改正的方法來消除或削弱對流層時延對定位結(jié)果的影響。如果GPS觀測站的位置已精確測定，則可通過對GPS衛(wèi)星的觀測，反過來推求對流層的延遲量。

GPS在氣象中的應(yīng)用GPS在氣象中的應(yīng)用根據(jù)GPS/MET觀測站的空間分布來分類，可以分為兩大類：※地基GPS氣象學(xué)※空基GPS氣象學(xué)GPS/MET探測數(shù)據(jù)具有覆蓋范圍廣（全球）、高垂直分辨率、高精度和高長期穩(wěn)定的特點。對它的研究將給天氣預(yù)報、氣候和全球變化監(jiān)測等領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響。2022/12/25氣象預(yù)報（GPS和氣球探空）

GPS氣象觀測儀器GPS氣象觀測儀器10.4.2精細(xì)農(nóng)業(yè)測量系統(tǒng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用:1991年北京農(nóng)科院，北京農(nóng)業(yè)局，清華大學(xué)聯(lián)合試驗a.結(jié)合土壤測量傳感器測定土壤肥力情況建立土壤信息系統(tǒng)b.根據(jù)專家系統(tǒng)進(jìn)行有計