现代测绘技术的概念与基本原理课件.ppt

1、 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统全球定位系统的组成： 空间卫星星座：由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上分布有4颗卫星。 GPS的地面监控部分，目前主要由分布在全球的5个地面站所组成，其中包括卫星监测站、主控站和信息注入站。 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统 监测站，是在主控站直接控制下的数据自动采集中心。站内设有双频GPS接收机、高精度原子钟、计算机各一台和若干台环境数据传感器。接收机对GPS卫星进行连续观测，以采集数据和监测卫星的工作状况。原子钟提供时间标准，而环境传感器收集有关当地的气象数据。所有观测资料由计算机进行初步处

2、理，并存储和传送到主控站，用以确定卫星的轨道。 主控站协调和管理所有地面监控系统的工作 注入站的主要设备，包括一台直径为3.6米的天线、一台C波段发射机和一台计算机。其主要任务是在主控站的控制下，将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等，注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。 用户设备的主要任务是接受卫星信号，以获得必要的定位信息及观测量，经过数据处理后达到导航和定位的目的。用户设备由传感器、控制器和无线通讯设备三部分组成。 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统GPS卫星的信号 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统 GPS卫星所发播的信号，包括载

3、波信号、P码（或Y码）、CA码和数据码（或称D码）；P码和CA码统称为测距码。 数据码即导航电文，卫星通过它向用户提供卫星星历、GPS时间、卫星钟差改正、大气折射改正、卫星工作状态和轨道摄动改正等参数，是利用GPS进行导航和定向的数据基础。 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统 测距码和数据码都是采用调相技术调制到载波上的，用户可以用两种技术来恢复载波相位：一是将接收的卫星码信号与用户接收机产生的复制码在两码同步的条件下相乘，就可恢复原来的载波又保留了导航电文；二是利用平方解调技术，即将接收到的卫星信号自乘就可达到解调的目的，但同时导航电文（数据码）也被去掉了。GPS定位方法绝对定位：

4、（或单点定位）即在地球协议坐标系统中，确定观测站相对地球质心的位置，这时，可以认为参考点与地球质心相重合。相对定位：即在地球协议坐标系统中，确定观测站与某一地面参考点之间的相对位置静态定位和动态定位： 如果按用户接收机在作业中所处的状态，则定位方法可分为静态相对定位与动态相对定位。而在绝对定位和相 对定位中，又都包含静态与动态两种方式 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统GPS绝对定位原理 绝对定位也叫单点定位，通常是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标系原点（地球质心）绝对坐标的一种定位方法。利用GPS进行绝对定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离（或距离

5、差）观测量为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。 应用GPS进行绝对定位，根据用户接收天线所处的状态不同，又可分为动态绝对定位和静态绝对定位。 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统 当用户接收设备安置在运动的载体上，并处于动态的情况下，确定载体瞬时绝对位置的定位方法，称为动态绝对定位。动态绝对定位，一般只能得到没有（或很少）多余观测量的实时解。这种定位方法，被广泛地应用于飞机、船舶以及陆地车辆等运动载体的导航。 另外，在航空物探和卫星遥感等领域也有着广泛的应用前景。 当接收机天线处于静止状态的情况下，用以确定观测站绝对坐标的方法，称为静态绝

6、对定位。这时，由于可以连续地测定卫星至观测站的伪距，所以可获得充分的多余观测量，以便在测后，通过数据处理提高定位的精度。静态绝对定位方法，主要用于大地测量，以 精确测定观测站在协议地球坐标系中的绝对坐标。 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统GPS技术在线路工程中的应用1、平面控制测量2、高程水准测量3、线路测量4、精密控制测量5、运营与行车控制 GPS定位技术导航卫星授时测距/全球定位系统 航空胶片摄影 地面摄影 数字摄影测量 模拟摄影测量 立体摄影测量 机载数字相机摄影 航空数字扫描系统 航空摄影测量 航空摄影测量的应用 航空摄影测量在公路与铁路等线路工程勘测设计中已得到广泛应用。

7、在可行性研究阶段可利用航测资料辅助进行线路方案研究。当有纸介质1:1万地形图时，首先在纸介质地形图上研究出合理的线路走向位置，然后将1：1万比例尺地形图纸上定线的位置，参照地物地貌特征，搬到航片上，并进行室内判释，结合各专业提出的意见修改纸上定线。 对于山区、高山区地段，如无1：1万比例尺地形图，可根据线路方案研究的需要，提出利用既有航测资料测绘1：1万比例尺地形图的范围，制定踏勘计划。 在踏探过程中，地物地貌有重大变化而有影响到线路方案的地段，在航片上标绘其范围并注记，以便定线时考虑，研究解决。 航空摄影测量 在整个线路方案研究过程中，以线路专业为先导，会同各专业，以航、卫片为主要联系手段，

8、反复修改线路平、剖面，提出合理的方案。 在初步设计与初测工作中，用航测方法测绘线路沿线的大比例尺带状地形图，并利用航测获取的数字、影像信息完成线路勘测设计一体化工作。 线路专业的航测工作主要包括： 航带设计航带设计 根据各专业需要拟定大比例尺航空摄影范围。 确定航摄范围确定航摄范围着重研究越岭地段、河谷线、桥渡、接轨点、水库地区、地质不良地段、通过经济控制点、湖泊两岸等地段，从而确定航摄范围。 航空摄影测量 大比例尺像片概略选线大比例尺像片概略选线 航飞结束后，直接在大比例尺像片概略选线，以便在没有初测地形图（l：20001：5000比例尺）时可收集初测资料，并确定控制测量和测图范围。 专业调

9、绘 根据修定的线路方案，进行专业调查、布设路线点确定测图范围。调查工作可利用航片在现场进行。 路线控制点布置路线控制点布置 在线路附近和重点工程地段布设一些线路点，以便控测时联测。线路点可选在明显地物处，进行像片刺点并在航测内业中获取其坐标。 航空摄影测量 航测大比例尺地形图上定线和方案比选航测大比例尺地形图上定线和方案比选 图上定线和方案比选的基本原则与传统的地面勘测方法相同。 航测地形图属于线划地形图，会损失大量影像信息，因此纸上定线时应充分利用像片资料，提高定线质量。 铁路勘测设计专业较多，线路专业需向各专业提供线路平剖面图以便进行初测、采用航测方法，线路专业可以不等地形图出来，先提供像

10、片概略选线成果，使各专业初测工作提前开始。 航空摄影测量遥感分类：航天遥感、航空遥感和地面遥感三大类航天遥感资料： 利用人造卫星或航天飞机作为遥感平台，对目标物进行遥感，所获得的遥感资料统称为航天遥感资料。 航空遥感资料： 采用飞机（特殊情况下使用气球）作为遥感平台，对地面的目标物进行遥感，所获得的资料称为航空遥感资料。地面遥感资料：主要是汽车、船只作为遥感平台，或由人直接操持遥感仪器，对地表、地下或水下进行遥感，获得的资料称为地面遥感资料。 遥感技术 线路勘测设计中，需要查明主要线路方案沿线的区域地质、水文地质、工程地质条件。对控制性的重大不良地质工点和工程，初步查明其工程地质条件，为方案比

11、选和编制初步设计文件，提供准确可靠的地质基础资料。 遥感图像可直接或间接地提供大量的有关地表各种地物属性的信息，为判释各种地质现象要素，创造良好的条件。 遥感技术在线路工程中的应用 工程地质判释工程地质判释 利用遥感图像进行工程地质判释的判释内容主要为：地质构造，岩性（或岩组）和不良地质现象。 遥感技术在土壤与地貌判释中的应用遥感技术在土壤与地貌判释中的应用 土壤的判释、植被的判释、森林和灌木的判释、草地的判释、耕地的判释、分水岭的判释、地形等级的判释、 遥感技术遥感技术在铁路与公路洪水灾害防治中的作用 采用先进的遥感手段，对多片种、多波段、多时相的信息进行影像增强、彩色合成等处理，可以得到铁路沿线与水害有关的各种水系形态、洪水泛滥线。泥石流扇、渠网、湖泊，沼泽或盐碱湿地、水工建筑物等地表特征。利用多时相遥感图像进行动态分析，了解沿线自然环境的变化情况、预测对铁路的危害性；遥感技术用于防治公路水害，不但能查明公路沿线重点桥梁和路基所处河段特征、河床稳定性、历史与现状水害，判断隐患，分析水害成因，预测发展趋势，及时提出防范及治理措施，为技术改造工程规划的决策（即利用、加固、扩建、重建）提供科学依据，达到防灾减灾目的，而且可缩短宏观管理决策周期，加快防护，抢修，复旧工程实施进度。 遥感技术