《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(cè)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(cè)與轉(zhuǎn)換③檢核與改善常規(guī)地面控制網(wǎng)④測(cè)量全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)等地球動(dòng)力學(xué)研究⑤建立新的地面測(cè)量控制網(wǎng)⑥GPS技術(shù)與水準(zhǔn)測(cè)量和重力測(cè)量技術(shù)相結(jié)合、研究與精化大地水準(zhǔn)面；⑦測(cè)圖控制點(diǎn)加密。10.2GPS在工程測(cè)量及變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

10.2.1在普通工程測(cè)量中的應(yīng)用

①工業(yè)民用建設(shè)設(shè)計(jì)、施工、放樣和峻工測(cè)量②各類工程地圖的測(cè)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(cè)量⑥道路測(cè)量⑦一般隧道測(cè)量⑧城市規(guī)劃設(shè)計(jì)測(cè)量⑨港口和河流航道的疏通測(cè)量⑩地籍測(cè)量等。

10.2.2在精密工程測(cè)量中的應(yīng)用

①大型設(shè)備的超精密安裝放樣②大型長(zhǎng)隧道、地鐵的貫通測(cè)量③大型橋梁的定位定向測(cè)量④高層建筑物、水壩的形變或沉降監(jiān)測(cè)，滑坡、危巖的災(zāi)害監(jiān)測(cè)，沿海大城市地面沉降監(jiān)測(cè)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(cè)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(zhǎng)隧道貫通測(cè)量

大型長(zhǎng)隧道貫通測(cè)量GPS控制網(wǎng)

三、工程形變監(jiān)測(cè)

1.虎門大橋?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主橋長(zhǎng)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(diǎn)振動(dòng)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(shí)橋形變化四大型結(jié)構(gòu)物安全性監(jiān)測(cè)地王大廈風(fēng)荷載位移測(cè)量位于深圳蔡屋圍的地王大廈(信興廣場(chǎng))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(gòu)物中心三部分組成。６９層商業(yè)大樓的建筑體形的設(shè)計(jì)靈感來源于中世紀(jì)西方的教堂和中國(guó)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(guó)四川雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū)

中國(guó)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)?；隆?995年在復(fù)活滑坡體上又出現(xiàn)了蠕動(dòng)變形，該變形體長(zhǎng)500米，寬300米，是潛在威脅的滑坡。為研究滑坡機(jī)理，在該地區(qū)布置了多種監(jiān)測(cè)手段?；卤O(jiān)測(cè)方法和手段Instrumentofmeasuringslope5個(gè)測(cè)斜孔中安置了測(cè)斜儀Instrumentofmeasuringslope2個(gè)孔中安置了地下水位測(cè)量?jī)xinstrumentofmeasuringwatertable1個(gè)自動(dòng)降雨雨量計(jì)ombrometer6個(gè)裂縫位移監(jiān)測(cè)儀instrumentofmeasuringcrevice17個(gè)GPS位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)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(cè)量系統(tǒng)官?gòu)d水庫(kù)水下地形圖10.3GPS在地球動(dòng)力學(xué)及地震研究中的應(yīng)用中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)工程

十一五規(guī)劃重大科技基礎(chǔ)設(shè)施：中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)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(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）、人衛(wèi)激光測(cè)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(cè)技術(shù)，對(duì)地球巖石圈、水圈和大氣圈變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的國(guó)家級(jí)地球科學(xué)綜合觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。以多種衛(wèi)星定位系統(tǒng)觀測(cè)為主，VLBI、SLR和精密重力測(cè)量為輔，連續(xù)觀測(cè)與流動(dòng)觀測(cè)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(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)思路多種空間定位系統(tǒng)與觀測(cè)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(gè)固定連續(xù)觀測(cè)的臺(tái)站組成，用于連續(xù)監(jiān)測(cè)我國(guó)一、二級(jí)塊體及主要塊體邊界活動(dòng)斷裂帶、主要地震重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)地殼隨時(shí)間的變化?；鶞?zhǔn)網(wǎng)20個(gè)二級(jí)構(gòu)造塊體均勻布設(shè)60站主要塊體邊界活動(dòng)斷裂帶布設(shè)160站主要地震重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)加密32個(gè)站南海、東海島礁4個(gè)站周邊國(guó)家布設(shè)4個(gè)站綜合形成260個(gè)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(cè)中國(guó)大陸主要活動(dòng)構(gòu)造和水汽通道，并提供動(dòng)態(tài)測(cè)繪基準(zhǔn)，其中：25個(gè)核心站，配備高精度原子鐘，為整網(wǎng)提供獨(dú)立的高精度時(shí)間基準(zhǔn)，保障數(shù)據(jù)精度10個(gè)海平面監(jiān)測(cè)站，與已有的驗(yàn)潮站并置，聯(lián)測(cè)海陸變化關(guān)系5個(gè)境外站，拓展網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)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(jī)：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(cè)設(shè)備：溫度、氣壓、濕度、雨量觀測(cè)通信系統(tǒng)：廣域高速率實(shí)時(shí)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(hào)避雷、場(chǎng)地避雷集成系統(tǒng)：站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控響應(yīng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由2000個(gè)區(qū)域站組成，新建1000個(gè)站。區(qū)域網(wǎng)采用流動(dòng)觀測(cè)方式，以不定期復(fù)測(cè)獲得中國(guó)大陸主要活動(dòng)構(gòu)造活動(dòng)細(xì)部特征，探索中強(qiáng)地震預(yù)測(cè)。部分地區(qū)密集布設(shè)，用于地震應(yīng)急監(jiān)測(cè)、軍事測(cè)繪、災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)等。區(qū)域網(wǎng)300個(gè)用于加密25個(gè)地震危險(xiǎn)區(qū)，點(diǎn)間距20-70km400個(gè)組成50個(gè)密集線狀觀測(cè)點(diǎn)陣，跨越主要活動(dòng)斷裂帶其它300個(gè)全國(guó)均勻分布區(qū)域站平均間距達(dá)到100km左右，有可能監(jiān)測(cè)到5級(jí)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(cè)方式監(jiān)測(cè)中國(guó)大陸主要活動(dòng)構(gòu)造、提供測(cè)繪基準(zhǔn)并監(jiān)測(cè)水汽通道。部分地區(qū)密集布設(shè)，用于地震應(yīng)急監(jiān)測(cè)、軍事測(cè)繪、災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)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(gè)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(cè)地球大氣，進(jìn)行氣象學(xué)的理論和方法研究，如測(cè)定大氣溫度及水汽含量，監(jiān)測(cè)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(guó)起步，在美國(guó)取得理想的試驗(yàn)結(jié)果后，在其他國(guó)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(bào)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(hào)穿過大氣層里的對(duì)流層時(shí)，受到對(duì)流層折射影響，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)傳播時(shí)間的延遲，而信號(hào)的延遲量平均可達(dá)2米左右。在GPS定位測(cè)量中，通常采用模型改正的方法來消除或削弱對(duì)流層時(shí)延對(duì)定位結(jié)果的影響。如果GPS觀測(cè)站的位置已精確測(cè)定，則可通過對(duì)GPS衛(wèi)星的觀測(cè)，反過來推求對(duì)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(cè)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(cè)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(zhǎng)期穩(wěn)定的特點(diǎn)。對(duì)它的研究將給天氣預(yù)報(bào)、氣候和全球變化監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域產(chǎn)生深刻的影響。2022/12/25氣象預(yù)報(bào)（GPS和氣球探空）

GPS氣象觀測(cè)儀器GPS氣象觀測(cè)儀器10.4.2精細(xì)農(nóng)業(yè)測(cè)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(yàn)a.結(jié)合土壤測(cè)量傳感器測(cè)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(jì)