卫星定位技术在工程测量中主要有哪些应用?
展开全部 在测绘领域,随着全站仪的推广普及,传统的经纬仪、测距仪逐渐被取代。
近年来,随着GPS测量技术的发展,工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革。
GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理,从而求定测量点的空间位置,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。
现已成功应用于工程测量、航空摄影测量、工程变形测量、资源调查等诸多领域。
GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。
1、GPS空间卫星星座由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°,卫星的平均高度为2O 200 km,运行周期为11 h 58 min。
卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号,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,在高度角15°以上,平均可同时观测到6颗卫星,最多可达到9颗。
2、GPS地面监控站主要由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 3、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接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。
从工程测量的实施应用中,我们可以充分看到GPS测量的优越性,充分显示了这一卫星定位技术的高精度和高效益。
1、采用GPS技术测设方格网,比常规方法适应性更强。
网形构造简单,点的疏密和边的长短可灵活选取,即使离已知控制点较远也可以连接,并进行控制网的定位和定向。
另外,它解决了点位之间无法通视的困难,选点灵活,不需要高标,同时还可以保证外业施测不受天气影响。
测设大型(长边)方格网和通视条件特别困难时,尤其能够显示其优越性。
尽管GPS本身在进行测量时不受到通视条件的限制,但是,工程测量一般为小范围测量并受到工程成本的限制。
因此,在实际的工程测量中,仍然要考虑使用全站仪、经纬仪、水准仪等常用且投入较少的仪器。
这些常用的仪器一般都需要点与点之间相互通视,特别是在布设控制网时,点与点不能通视将会给测量工作带来较多的麻烦和困难。
特别是大型桥梁控制网中,如果点与点不通视,势必影响网的强度和精度,进而影响到桥梁本身的精度。
因此,在工程测量中布设GPS控制网时,必要时应当尽量使较多的点互相通视。
[NextPage] 2、GPS方格网点位精度高、误差分布均匀,不但能够满足规范要求,而且具有较大的精度储备。
3、采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的,它比用相对中误差表示精度指标更为合理。
4、采用GPS方法布设大地控制网,因其图形强度系数高,能够有效地提高点位趋近速度。
网形优化比较方便。
5、采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比,效率可提高一倍以上,并能大幅度降低作业人员的劳动强度。
一个参考站可有多台流动站作业,流动站不需基准站指挥,单人即可独立作业。
GPS技术以其独特而强大的功能与优点充分显示了它在该领域发展的优越性,以及更大、更广阔的发展空间。
但在该领域实际施工过程中和后续工程的建设和监测中也暴露出了一些不足。
1、GPS系统精确定位的关键就在于对卫星和接收机之间距离的准确计算,按照固定模式:距离=速度*时间,时间确定之后,速度按电磁波的传播速度定。
众所周知电磁波在真空中的传播速度很快,但大气层不是真空状态,信号要受到电离层和对流层的重重干扰。
GPS系统只能对此进行平均计算,在某些具体区域肯定存在误差;在大城市或山区由于高层建筑物及树木等对信号的影响,也会导致信号的非直线传播,计算时也会引入一定的误差;11月11日,研究人员在新疆米兰遗址操作测量仪器,以绘制米兰遗址的最精确卫星地图。
近日,北京特种工程设计研究总院的一支测绘小组携带世界最先进的测绘仪器进驻新疆米兰遗址,在40多平方公里范围内搜集与其有关的详尽数据信息。
在2006年年底前,测绘小组将通过先进的GPS/RTK全球卫星定位系统,最终绘制出米兰遗址的卫星地图,以更好地保护已知的世界最早“带翼天使”的栖身地。
米兰遗址位于新疆南部的罗布泊地区,距乌鲁木齐900多公里,在古丝绸之路的南道上。
据考证,它建于西汉时期,是著名的伊循屯垦古城遗址。
唐朝以后,这里逐渐荒弃。
1907年,英籍匈牙利人奥利尔·斯坦因在这里发现了一幅“带翼天使”的壁画。
斯坦因在其著述中说:世界最早的天使在这里找到了。
天使们大概在2000年前“飞到”了这里。
考古学家们说,米兰遗址的“带翼天使”壁画是新疆境内保存的最古老壁画之一,它是古罗马艺术向东方传播的最远点...
用MATLAB设计低通,带通,高通和带阻FIR数字滤波器 急!!!!
展开全部 低通采样定理实验1.1 实验目的1.了解数字信号处理系统的一般构成;2.掌握奈奎斯特抽样定理。
1.2 实验仪器1.YBLD智能综合信号源测试仪 1台2.双踪示波器 1台3.MCOM-TG305数字信号处理与现代通信技术实验箱 1台4.PC机(装有MATLAB、MCOM-TG305配套实验软件) 1台1.3 实验原理一个典型的DSP系统除了数字信号处理部分外,还包括A/D和D/A两部分。
这是因为自然界的信号,如声音、图像等大多是模拟信号,因此需要将其数字化后进行数字信号处理,模拟信号的数字化即称为A/D转换。
数字信号处理后的数据可能需还原为模拟信号,这就需要进行D/A转换。
一个仅包括A/D和D/A两部分的简化数字信号处理系统功能如图1所示。
A/D转换包括三个紧密相关的过程,即抽样、量化和编码。
A/D转换中需解决的以下几个重要问题:抽样后输出信号中还有没有原始信号的信息?如果有能不能把它取出来?抽样频率应该如何选择?奈奎斯特抽样定理(即低通信号的均匀抽样定理)告诉我们,一个频带限制在0至fx以内的低通信号x(t),如果以fs≥2fx的抽样速率进行均匀抽样,则x(t)可以由抽样后的信号xs(t)完全地确定,即xs(t)包含有x(t)的成分,可以通过适当的低通滤波器不失真地恢复出x(t)。
最小抽样速率fs=2fx称为奈奎斯特速率。
低通译码编码量化抽样 输入信号 样点输出 滤波输出A/D(模数转换) D/A(数模转换)图1 低通采样定理演示为方便实现,实验中更换了一种表现形式,即抽样频率固定(10KHz),通过改变输入模拟信号的频率来展示低通抽样定理。
我们可以通过研究抽样频率和模拟信号最高频率分量的频率之间的关系,来验证低通抽样定理。
1.4 实验内容1.软件仿真实验:编写并调试MATLAB程序,分析有关参数,记录有关波形。
2.硬件实验:输入不同频率的正弦信号,观察采样时钟波形、输入信号波形、样点输出波形和滤波输出波形。
1.5 MATLAB参考程序和仿真内容%*******************************************************************%%f—余弦信号的频率% M—基2 FFT幂次数 N=2^M为采样点数,这样取值是为了便于作基2的FFT分析%2. 采样频率Fs%*******************************************************************%function samples(f,Fs,M)N=2^M; % fft点数=取样总点数Ts=1/Fs; % 取样时间间隔T=N*Ts; % 取样总时间=取样总点数*取样时间间隔n=0:N-1;t=n*Ts;Xn=cos(2*f*pi*t);subplot(2,1,1);stem(t,Xn);axis([0 T 1.1*min(Xn) 1.1*max(Xn)]);xlabel('t -->');ylabel('Xn');Xk=abs(fft(Xn,N));subplot(2,1,2);stem(n,Xk);axis([0 N 1.1*min(Xk) 1.1*max(Xk)]);xlabel('frequency -->');ylabel('!Xk!');%*******************************************************************%假如有一个1Hz的余弦信号y=cos(2*π*t),对其用4Hz的采样频率进行采样,共采样32点,只需执行samples(1,4,5),即可得到仿真结果。
软件仿真实验内容如下表所示:仿真参数 f Fs Wo(计算) Xn(图形) Xk(图形)(1,4,5)另外记录图形,并标图号(1,8,5)(2,8,6)自 选1.6 硬件实验步骤本实验箱采样频率fs固定为10KHz,低通滤波器的截止频率约为4.5KHz。
1、用低频信号源产生正弦信号,正弦信号源频率f自定,并将其接至2TP2(模拟输入)端,将示波器通道一探头接至2TP6(采样时钟)端观察采样时钟波形,示波器通道二探头接至2TP2观察并记录输入信号波形。
2、将示波器通道二探头接至2TP3观察并记录样点输出波形。
3、将示波器通道二探头接至2TP4观察并记录滤波输出波形。
4、根据采样定理,分f=fs /8、f=fs/4、f=fs/2等3种情况更改正弦信号频率,重复步骤2至步骤3。
5、用低频信号源产生方波信号,重复步骤1至步骤4。
1.7 思考题1、 讨论在仿真实验中所计算的数字域频率Wo和Xk的图形中非零谱线位置之间的对应关系。
2、 讨论在仿真实验中自选参数的意义。
3、将在2TP2端加方波信号后的恢复波形,与相同频率的正弦信号的恢复波形相比,能够得出哪些结论?2 FFT频谱分析实验2.1 实验目的 1.通过实验加深对快速傅立叶变换(FFT)基本原理的理解。
2.了解FFT点数与频谱分辨率的关系,以及两种加长序列FFT与原序列FFT的关系。
2.2 实验仪器1.YBLD智能综合信号源测试仪 1台2.双踪示波器 1台3.MCOM-TG305数字信号处理与现代通信技术实验箱 1台4.PC机(装有MATLAB、MCOM-TG305配套实验软件) 1台2.3 实验原理离散傅里叶变换(DFT)和卷积是信号处理中两个最基本也是最常用的运算,它们涉及到信号与系统的分析与综合这一广泛的信号处理领域。
实际上卷积与DFT之间有着互通的联系:卷积可化为DFT来实现,其它的许多算法,如相关、滤波和谱估计等都可化为DFT来实现,DFT也可化为卷积来实现。
对N点序列x(n),其DFT变换对定义为:在DFT运算中包含大量的重复运算。
FFT算法利用了蝶形因子WN的周期性和对称性,从而加快了运算的速度。
FFT算法将长序列的DFT分解为短序列的DFT。
N点的DFT先分解为2个N/2点的DFT,每个N/2点的DFT又分解为2个N/4点的DFT。
按照此规律,最小变换的点数即所...
RFID技术在智能电网中的应用?
rfid在电力方面的主要应用就是电力巡检,智能抄表,电力资产管理。
下面是电力设备智能巡检管理解决方案,由于这里不能附图片,所以图片也没办法上传,文字内容你可以先了解下。
电力设备智能巡检管理解决方案【系统概述】 电力设备巡检有效保证电力设备设备安全、提高电力设备可靠率、确保电力设备最小故障率的一项基础工作。
目前,国内普遍采用的是人工巡视、手工纸介质记录的工作方式,这几种方式存在着人为因素多、管理成本高、无法监督巡检人员工作、巡检数据信息化程度低等缺陷。
如何有效提高巡检工作质量?如何有效地将巡检数据信息化?如何消除巡检工作过程中的安全隐患?这些问题困扰了巡检部门很多年,进行了多方面的尝试,比如采用条码、IC卡、信息钮等手段对巡检人员的工作进行监控。
电力设备手持设备终端巡检系统的推出,彻底改变了巡检工作中的诸多问题,主要体现在以下方面:1、不需要在巡检设备和电力设备上安装任何设备,大大降低了系统的采购和维护成本;2、有效地保证了巡检人员巡检质量,提高了设备和电力设备的安全可靠性,消除安全隐患;3、采用无线网络和RFID技术,实现电力设备巡检工作的信息化管理。
电力设备手持设备终端巡检系统针对巡检工作实际需要及特点,具有路线安排、数据记录、工作状态监督、数据汇总报告等功能,并可与电力设备企业现有信息系统无缝连接,有效的了解、检查巡检工作状态、及时的发现电力设备的缺陷情况,提升电力设备、电力设备设备运行安全性、降低生产运营成本、提高工作效率,具有低成本,轻便易操作,设备使用时间长等显著优点。
经过多次现场实验,实践证明该系统可以有效的降低人为因素带来的漏检或错检等问题。
由于采用了该系统,电力设备检修部门在巡检工作上第一次实现了无纸化数据采集,同时使设备和电力设备管理部门有效的监督巡检人员的工作情况,实现巡检工作电子化、信息化、智能化,从而最大程度提高工作效率,保证了电力设备、电力设备设备的低故障率安全运行,推动电力设备企业的科技创一流工作。
【建设目标】 本线路巡检系统将实现以下目标: (1) 实现电力设备电力设备巡检管理的实时化、科学化,提高维护管理水平及工作效率;(3) 通过使用GPRS网络将巡检数据以及RFID数据实时传输到巡检管理部门。
(4) 通过对巡检系统数据的汇总和分析,及时发现电力设备线路中的故障隐患。
(5) 科学的管理和安排巡检人员的巡检工作。
(6) 为巡检维护管理工作提供一种科学有效的手段。
【系统结构】 示意图巡检人员在外出巡检时,通过手持设备终端巡检器,自动(每隔2分钟,间隔可设置)或手动向中心发送一条信息,汇报当前巡检人员的位置,时间等信息,若发现故障,则把故障类型、设备编号并结合当前的手持设备终端RFID信息发送到监控中心。
监控中心接收机收到上报信息并进行存储。
系统对接收机收到的信息通过系统进行读取,分解出故障发生的时间、地点、设备类型,发现者,并把这些数据信息自动存入数据库服务器,并同时在网上发布。
监控终端借助RFID系统在软件上实时地显示巡检状态,如显示各个巡检人员发现的故障点,各类故障的紧急情况,处理情况,目前状态,各巡检人员在某一时刻的位置和巡检路线。
系统还可以对存放在数据库中的各类历史数据进行统计、汇总、分析,用各类图表或报表的格式显示某种故障在某段时间内发生的频率和发生对象,供管理人员通过预测分析加强管理和制定应对措施。
达到事前控制的目的,以减少事故发生率,确保安全大生产的顺利进行。
你要是想看详细的方案,去深圳市成为信息技术有限公司公司的官网,里面有这3个应用的详细案例。
这家公司是做rfid读写设备的,刚好能用在这方面,你自己可以去问问。
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