基于

GPS 的航道工程测量应用研究

    摘要：航道是重要的水运基础设施，要发展水运，必须加强航道的维护和开发建设。通过
GPS 现代先进的测绘技术的设备，再配合先进数字测深仪同时进行测量，从而大大提高了
航道测量的周期和精度。本文首先概述了

GPS 技术的优越性及其局限性，深入探讨了 GPS 

在航道工程测量中的应用。

 

　　关键词：

GPS、航道工程测量、应用 

　　一、前言

 

　　随着科技发展，在航道工程测量大量应用了

GPS 技术，主要是由于 GPS 是一种全天候、

高精度的连续的定位系统，并且具有定位速度快、费用低、方法灵活多样和操作简便等特点，
所以它不仅在测量学，而且在导航学及其相关学科领域，获得了及其广泛的应用。

 

　　

 

　　二、

GPS 技术简介 

　　全球定位系统

 (GPS)的出现已引起了测绘技术的一场革命，它可以高精度、全天候、快

速测定地面点的三维坐标，使传统的测量理论与方法产生了深刻变革，促进了测绘科学技
术的现代化。

 

　　

GPS 系统由以下三部分组成： 

　　

1、空间星座部分： 

　　全球定位系统的空间星座部分由

 24 颗工作卫星，3 颗可随时启用的备用卫星。工作卫

星均分布在

6 个近园形轨道内，每个轨道面上有 4 颗卫星，卫星轨道面相对地球赤道面的

倾角为

 55°，各轨道平面质检相距 60°，即轨道的升交点赤经各相差 60°，同一轨道上两卫

星之间的升交角距相差

 90°，轨道平均高度为 20200km，卫星运行周期为 11h58min。同时在

地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少

 4 颗，最多可达 11 颗，由此可见 GPS 是

一种全球性全天候的连续实时定位系统。

 

　　

2、地面监控部分： 

　　主要由分布在全球五个地面站组成

GPS 地面监控系统，并以其功能为依据划分为主控

站、注入站和监测站三种。主控站负责协调和管理所有地面监控系统的工作，例如：按照所
有地面监测站的观测资料推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层修正参数等，并将以上
数据及导航电文传送到注入站；调整卫星状态和启用备用卫星；提供时间基准等。监测站主
要是用来连续观测和接受所有

GPS 卫星发出的信号并检测卫星的工作状况，将采集到的数

据连同当地的气象观测资料和时间信息经初步处理后传送到主控站。

 

　　

3、GPS 信号接收机： 

　　任务是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪这些卫星运
行，并接收到

GPS 信号进行交换、放大和处理，以便测量出 GPS 信号从卫星到接受天线的

传播时间，解译出

GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维

速度和时间。接收机硬件和机内软件以及

GPS 数据后处理软件包构成了完整的 GPS 用户设

备。

GPS 信号接收机的结构分为天线单元和接受单元两部分。 

　　

 

　　三、

GPS 技术的优越性及其局限性 

　　

1、GPS 技术的优越性