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关于gps的科技论文3200字以上 篇一
工程测量中的GPS应用
摘要:全球定位系统（简称GPS）以其精密导航和定位功能优势被广泛应用多领域。工程测量工作中GPS以测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、提供三维坐标等特点明显越超于常规测量手段。GPS成功地运用于市镇开发区工程测量工程案例中，技术设计较好并得出了可靠的测量数据数据。
关键词:GPS，工程测量，技术设计
全球定位系统（简称GPS）是美国1973年12月开始研制用于军事部门的新一代卫星导航与定位系统。GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航系统，它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密导航与定位功能，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了应用，并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到了广泛应用。本文介绍GPS在市区工程测量中的应用，并提出几点体会。
1GPS的工作原理
1.1GPS构成
GPS主要由工作卫星、地面监控系统及用户设备三部分构成。1GPS空间卫星由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平面高度为20200km,运行周期为11h58min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断的发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，高度角15°以上的天空能同时观测到4颗以上卫星。GPS地面监控站主要分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS接收机可捕获卫星的信号，跟踪并锁定卫星信号，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，以基线解算、网平差，求出GPS接收机天线中收的三维坐标、速度和时间。
1.2GPS定位原理
GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点架设GPS接收机，在某一时刻同时接收了3颗以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的三维坐标位置。从而用距离交会的方法求得该点的三维坐标。
在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在工程测量中常用地固坐标系统。
1.3GPS测量的特点
相对于常规测量来说，GPS测量主要有以下特点:①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10-8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互能视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
2GPS在工程测量的应用实例
2.1工程概况本工程为本市新开发区，该区位于市西侧，占地面积约12Km2,开发区用地均为小山包及一些旱园，区内未布设控制点，本次为加快开发区建设，计划建设道路5km。道路呈丁字型分布，考虑到开发区树木茂盛、地形复杂、通视困难，行走不便，该工程复杂工期较紧，通视困难决定采用GPS测量。
2.2GPS测量的技术设计
设计依据 GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、GB/T19314-2001标准《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。设计精度根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长小于1km,最弱边相对中误差小于1/10 000,GPS接收机标称精度的固定误差a≤15mm,比例误差系数b≤20×10-6。
设计基准和网形如下图所示，控制网共8个点，其中联测已知平面控制点3个， 采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式，利用静态观测，求出测区内待定点3个，作为本工程的首级点，在工程规划、设计、施工阶段，利用本次求出的首级点，用动态观测，对本工程进行测设。
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。
2.3 GPS测量的外业实施
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，以便后续测量工作的使用；②点周围高度为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，以便观测和日后使用；⑤选项点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。
观测。根据GPS作业调度表的安排进行观测，采用静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min,采样间隔10s。在3个点上同时安置3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。
2.4 GPS测量的数据数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标（见表1），其各项精度指标符合技术设计要求。
3 结束语通过GPS在测量中的应用，得到如下体会。
GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短（平均边长不到300m），基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10 000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。
GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业的强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。
GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度的控制点三维坐标。
参考文献:
1、徐绍铨。 GPS测量原理及应用（增订版）[M]。 武汉：武汉测绘科技大学出版社，2003。
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3、迟运祥。 GPS原理与应用 [M]。 济南：山东省地图出版社，1999。
4、张华海。 GPS定位技术在地面形变测量中的应用 [M]。 徐州：中国矿业大学出版社，2000。
5、顾孝烈等编著。《测量学》（第三版）[M]，同济大学出版社，2006。
6、宁津生等院士编著。《测绘学概论》[M]，武汉大学出版社，2004。
关于gps的科技论文2500字以上 篇二
GPS在汽车中的应用
【摘 要】随着GPS卫星导航系统的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”，操作越来越简单。现在有了汽车GPS卫星导航就不用担心这种以前算得上很严重的问题了，而且它还有定位功能。这是GPS自己的防御系统，车主的安全得到很大的保障。由于GPS卫星导航系统是连接卫星的，所以只要你在车上GPS卫星导航给驾车者带来很大的便利，可以寻找附近的餐厅或加油站，可以指引方向，在分不清方向时不会迷路。跟着时代的进步，GPS卫星导航系统会逐步的代替以前驾车所带的很多设备，并且大大的提高了驾驶者和乘客的安全系数，所以GPS卫星导航系统会逐渐的被人们所认知，所接受。
【关键词】GPS汽车导航系统操作的简便性；快捷性；安全性
以前开车出行旅游或是走访亲戚都要带着地图，毕竟人生地不熟，所以很容易多花一些不该花的钱，不知道自己想要去的地方的具体位置，岔路口一个接着一个，很容易迷路，给出行在外的人带来很多不便。随着时代的进步，科技的变迁。现在有汽车GPS卫星导航设备就不用担心会出现迷路这样的问题了，给人们出行带来极大的方便与快捷。
随着GPS卫星导航系统的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”，操作越来越简单。在观测中，人们只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。结束测量时，仅需关闭电源，收好接收机，便完成了野外数据采集任务。而且，汽车GPS导航的功能不止这些，还有全球卫星定位智能防盗报警功能，紧急援助功能，车载电话功能，等，这些全方位的功能为不认识路的人提供了极大的便利，越来越多的人使用汽车GPS导航，不仅是因为它能指路，还能测速，操作简便。
GPS汽车导航系统操作的简便性、快捷性、安全性是设计者追求的首要目标，实际上这也涉及到一个安全的问题，因为国家的交通法实施细则规定驾车者不允许一边开车一边看电子地图。因此，设计者都考虑针对汽车导航系统应用需求开发语音及语音识别技术，设计者就要设计出使用者通过语音代替按键操作发出指令，避免不必要的交通事故发生，大大的提高了安全性，使导航系统完成相应的工作，导航系统通过语音代替图像文字，向驾车者发出特殊信号个别或指令。设计者是以自己是驾驶者的思想考虑，给驾驶者最大的安全保障，提供最快的服务，保证质量的不变。现在汽车GPS导航很普遍，功能也很多。
如果去一个陌生的地方，去的时候有人带路，但是自己驾驶车辆回来时怎么办？有了卫星导航系统的你就不用担心这种问题的困扰了，GPS带有航迹记录功能，可以记录下汽车行驶当中经过的路线，小于10米的精度，甚至能显示两个车道的区别。回来时，自己就可以启动它的自动返程功能，让GPS带领着你沿着来时的路线顺利回家。在还没有GPS的时候，去一个陌生的地方，总是要不停地问路，有事就会绕远路，或是迷路。现在有了汽车GPS卫星导航就不用担心这种以前算得上很严重的问题了，而且它还有定位功能。在分不清方向、油还所剩无几、有急事需要做的时侯，就怕走错路，GPS通过接收卫星信号，可以准确地定出其所在的位置，位置误差小于10米。如果机器里带地图的话，就可以在地图上相应的位置用一个记号标记出来。同时，GPS卫星导航系统还可以取代传统的指南针，显示方向，取代传统的高度计，显示海拔高度等信息。
当车辆被劫持或车主被抢时，车主在劫匪无所察觉的情况下，轻触紧急报警按钮，无声无息发出警报。监控指挥中心再接到警报之后，被抢劫车辆的位置、速度和运行方向等一切相关的信息会自动在电子地图上直观显示出来。监控指挥中心配合警方对车辆进行实时监控、启动监听装置监听车内动静、锁定车辆位置、反控熄火、发出声光报警、保护车主安全。这是GPS自己的防御系统，车主的安全得到很大的保障。GPS卫星导航系统会自己对丢失的车进行锁定，不让其自动运行，扰乱它的正常行驶，让车主有充分的时间报警。
GPS卫星导航系统的应用功能非常多，而且操作简易，不会很复杂，不会对开车的人造成很大的影响。如果驾驶者想要查一下当地的地图，还要一步一步的确定，会耽误很多时间，而且，会分散注意力，很容易发生事故。所以，GPS卫星导航系统的操作都是非常简便的，省去了途中很多因为寻路而浪费掉的时间，对于驾驶者来说，安全是很重要的。
GPS卫星导航系统不仅能指引方向，不会让我们迷路，无论身在哪个城市，都可以找到附近的餐厅或是最近的一家加油站。GPS导航系统是通过卫星信号，配合电子地图数据来进行定位导航，适时掌握自己的方向和目的地。由于GPS卫星导航系统是连接卫星的，所以只要你在车上。就可以准确的确定自己现在所在的位置、路况等等各种驾车信息。现在买车的人都会安装GPS卫星导航系统，对于刚刚接触车的人，有一个无时无刻的向导，提醒自己，是再好不过的。刚刚学会开车的人，总会紧张，不知不觉中就超速或是太慢，GPS卫星导航就会提醒你，要加速前行或是减速慢行。总是不记路的人GPS卫星导航会帮助你认路，省去看地图的时间，更加快捷的找到方向。如果想去某个地方，却找不到路，在车载GPS卫星导航系统上任意标注两点后，导航系统便会自动根据当前的位置，为车主设计最佳路线。另外，它还有修改功能，假如车主因为不小心错过路口，没有走车载GPS卫星导航系统推荐的最佳线路，车辆位置偏离最佳线路轨迹200米以上，车载GPS卫星导航系统会根据车辆所处的新位置，重新为用户设计一条回到主航线路线，或是为车主一条从新位置到终点的最佳路线。
汽车GPS卫星导航系统给人们出行带来很大的方便，对于生活中的一些问题得到了解决，GPS卫星导航给驾车者带来很大的便利，可以寻找附近的餐厅或加油站，可以指引方向，在分不清方向时不会迷路。跟着时代的进步，GPS卫星导航系统会逐步的代替以前驾车所带的很多设备，并且大大的提高了驾驶者和乘客的安全系数，所以GPS卫星导航系统会逐渐的被人们所认知，所接受。并且车载GPS卫星导航系统在生活中是不或缺的。
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