工程测量GPS动态监测应用与数据处理研究 李鹏程

发表时间:2020/5/14   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:李鹏程
[导读] 摘要:GPS测量技术是当前科学技术不断进步的重要体现,其应用范围较广,作用性强,能进一步提高工程在施工中的准确性,为人们合理展开施工奠定了良好的基础。
        福建金地勘测规划有限公司  福建省福州市  350003
        摘要:GPS测量技术是当前科学技术不断进步的重要体现,其应用范围较广,作用性强,能进一步提高工程在施工中的准确性,为人们合理展开施工奠定了良好的基础。本文对工程测量GPS动态监测应用与数据处理进行分析,以供参考。
        关键词:工程测量;GPS动态监测应用;数据处理
        引言
        随着GPS技术的产生出现与持续发展成熟,位于民用领域的引用变得愈加普遍与广泛,并发挥着十分关键的影响和作用。GPS技术因为具备的优势特点,位于工程测量方面发挥着非常关键的影响和作用,测量速度相对更快,测量精度相对更高,测量成本相对较为低廉等优势特点,对传统工程测量发展产生重要促进作用,向着数字化以及科学化与现代化快速发展。
        1GPS系统的概念
        GPS系统,即全球定位系统,最早主要是应用于无线导航中,为交通工具或者个人用户提供全天候、全球性、续航性高的实时精准三维坐标服务。现今GPS不断地发展,除了导航也开始拓展到其它各行各业中,比如现今各种运输交通工具中的定位以及路线查找;勘探行业中观测周边环境,了解需要装备的各项物品;地址海洋变化的实时监控;对于国界以及领土海洋边间的确定和标记;测算大地的水准面等等,都可以用到GPS系统,尤其是在工程测量方面,不仅能够精准测量,还能够有效降低测量成本。
        2关于GPS测量技术的优越性
        首先,GPS测量技术具有高精密性,这就可以让这项技术在工程测量过程之中得到具体应用时可以很好的满足工程测量的各项精密性要求,当前我国的GPS测量技术已经处于厘米级甚至是分米级的状态,而这种状态也就让最终的其现处于被拉长的时间,这就让工程测量的精密度得到不断的提升。其次,GPS测量技术的监测时间相对其他技术来说要短很多。一般来说,GPS测量技术的静态定位时间仅仅需要40min左右就可以完成,而GPS测量技术的动态时间可以在几分钟之内就能够完成,一些监测任务甚至可以在几秒钟之内得到实现和完成,这就让GPS测量技术的监测时间相对其他监测技术要短很多。最后,GPS测量技术的操作也较其他技术来说要简单便捷一些,GPS测量技术具备十分良好的自动化以及智能化程度,便于操作人员的日常使用。针对静态导线而言,技术人员仅需对接收器具体工作状态做出相应的调整,对接收参数做出具体设置,便能够位于控制点进行架设,并进行开机工作。系统能够自动对完成对信息数据的采集以及整理,测量完成之后,仅需关闭按钮,并合理保存便可。现场应用阶段,通过接收机配置标准,技术人员可以对所需坐标做出计算和设置,完成即时现场定位。同传统技术进行对比,不但使操作更加方便,且作业时间得到明显的减少,增加工作效率。
        3工程测量中GPS技术的具体应用
        3.1RTK技术应用
        RTK定位技术是GPS测量技术发展的一项新技术,是实时动态定位技术,在公路工程中有着良好应用优势。在数据处理方面,静态定位和准动态定位模式都存在一定滞后性,难以将定位结构实时解算处理,在检核观测数据方面的效率也很低,因此,其观测数据质量往往得不到保证,需要返工重新而延长观测时间,可以更好地解决这一问题,使测量数据的可靠性得以保证,但也降低了实际测量工作效率。RTK系统组成主要是基准站、流动站,要保证实时动态测量,就要建立无线数据通信,将具备高精度取点位的首级控制点作为基准点,并设置接收机为参考站,可实现连续观测。接收机在接收到卫星信号时,通过无线电传输设备接收观测数据,根据相对定位原理,由计算机对流动站三维坐标、测量精度实时计算,用户可以实时掌握待测点数据观测质量、基线解算结果,结合精度指标来确定具体实践,以使冗余的观测减少,从而提高其工作效率。


        3.2静态GPS测量技术的应用
        对于GPS1+N模式的相对定位,首先通过两个以上已知点,进行处理,将一台GPS接收机设置为基准站,另外一台或者多台设置为移动站,可以通过移动站与基准站之间的相对位置关系,再通过已知点可以获得绝对位置。GPS1+1的模式通常在进行一定区域范围内快速进行地形测绘,工程放样作业等使用,其最大优势在于,相对于常规测量速度快,无需通视,测量精度高,相对于RTK技术而言信号强,其缺点在于可控制范围与已知点有关,且有最大可控制范围。
        4关于动态相对定位之中GPS测量技术的具体应用
        对GPS信号进行具体应用是动态相对定位技术的主要物质基础,将相对于观测目标的其他参照物的位置、距离、时间和具体定点等内容进行具体的分析。GPS动态定位实现的是实时监控状态,它是通过对设置在卫星载体上的GPS信号进行利用,通过信号接收机来对GPS定位天线实现实时的监测。在动态相位对定位技术之中,GPS技术会采用基准站来将所收集到的信息转发到流动站。之后再通过流动战队信息和数据的处理形成科学的数据链,这样可以更加方便基准站将所收集到的相关信息在短时间之内传播到流动站。根据现实情况来看,这种GPS动态相对定位主要是被应用在了道路的勘探之中。GPS动态相对定位技术可以很好地对道路勘测的直线和曲线进行观测,这样就可以更加便利于道路的工作人员在短时间之内对道路进行维修与养护工作的开展。而且在道路勘测过程之中应用这种GPS动态相对定位技术,还可以在一定程度上对整体工程量进行缩减,这主要是由于GPS动态相对定位技术已经在事先完成了对工程测量的部分内容,但后期就可以减少对这部分测量内容的完成。因此,该项技术在道路勘测之中的具体应用,可以在很大程度上实现对道路开发与勘测维修和养护等费用的节约,从而更好地提升道路使用的整体效率和效益。
        5工程测量GPS动态监测数据处理
        这种模式在数据处理方面,就是将GPS基线向量转化到指定平面,使其成为二维基线向量,在此平面上联合平差。在此平面上需进行合理变换,以实现具体数据处理。在具体处理过程中,要先根据基线向量的具体观测值,对各点实际三维空间直角坐标计算,获得其近似值。然后根据GPS具体基线向量位置信息,将其中一个端点固定,并根据该基线向量观测值,对另一个端点进行计算。之后,通过空间直角坐标、大地坐标间转换公式,转换这两个端点,然后利用高斯投影正算公式计算各相应点平面坐标,以计算其平面上基线向量,可求得相应方差-协方差阵变换过程。经过转换,将之前观测值、方差-协方差阵转换到工程坐标体系中,进而获得误差方程,要考虑到已知点数据误差,将其作为虚拟测值来得到误差方程,然后求取按照最小二乘法得到的方程,以获得各点坐标、控制网质量指标。
        结束语
        总之,在科学技术的不断推动下,GPS测量技术获得了广泛的应用。GPS测量技术可以在更为安全的情况下获得更加准确的信息和数据,极大地提高了测量效率。另外,运用这一技术还可以对现场进行逼真的模拟,以及时发现实际施工中的问题,避免施工中不必要的麻烦,提高施工效率。随着基础设施工程要求的不断提高,需要利用信息技术推动其建设的发展,尤其是测量技术,由于传统的人工在测量的过程中不可避免地受到一些客观条件的限制,进而造成数据的不准确,影响了工程的顺利进行。
        参考文献
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