摘要:现阶段,我们大部分的工程测量工作都会运用到GPS技术,这种技术的利用不但成功的提高了工程测量的进度,而且增加了工程测量的可信度,进而让工程测量的精确性进一步得到提高,并且在使用GPS技术时能确保使用者的信息不泄露,有可观的抗干扰性。
【关键词】GPS测量技术;工程测量;广泛应用
我们所运用的GPS也就是人们生活中常见的全球性的定位系统,GPS技术的实现主要取决于环球通讯卫星系统以及与之有关的无线设备,通过系统性的技术为使用者提供精准的导航数据。现阶段,科学技术水平不断得到完善,人们也把很多前沿的科学技术运用到了GPS系统中,这样一来,GPS技术的精准性得到了改善。
1 GPS测量技术的简介
1.1GPS系统的构成
GPS系统的构成单位主要是空间卫星、监控设备和卫星接收信息仪器,这三种构成单位严重影响着整个GPS系统的运转。一方面,空间卫星的作用是给GPS提供相关的卫星信息,人们还专门建立了卫星群,以确保卫星信号的接收,这样一来人们就能随时获取卫星信号了。另一方面,人们把GPS系统中的地面监控设备以及卫星接收信号器看作是使用者的使用设备,主要被用来接收信号,并且通过信号做出定位分析,让使用者更清楚当时的地理信息以及交通情况。
1.2利用GPS系统进行测量的原理
利用GPS系统进行测量的原理并没有想象中的困难,通常是根据高轨测距体系,把需要测量的地点与空间卫星的距离看成基本的观测量,进而测量与之有关的观测数据。通常情况下,人们会优先考虑使用伪距测量或载波相位测量来获得有关的观测量。伪距测量是根据接收仪器获得的卫星信号来测量观测站与空间卫星间的距离,这样人们便能获得基础观测量。但是在实际使用时,伪距测量法容易出现很大误差,所以,现阶段在利用GPS进行测量时很少用这种方法。相反,载波相位测量是利用GPS卫星信号的传播来判定位置的,和伪距测量方法相比较,这种方法的测量结果更加精准,因此在人们的日常工程测量中,会优先考虑使用载波相位测量方法。
1.3 GPS测量技术的特征
(1)定位准确性高,观察时长短
GPS测量技术在广泛运用中得到了不断提高,为了让GPS技术的定位功能更加完善,人们还利用了很多前沿技术来改进,使得现有的GPS测量技术更有优点;通常大多数人在使用GPS测量技术进行工程测量的时候,都会使用快速静态定位方式,以此来节省观测时长。
(2)操作较为简单
在进行具体操作时不难发现,GPS测量技术有自动化优势,操作流程简便,使用者只要能做到以下要求就可以了。首先,认真收集气象数据;其次,认真安装并检查好开关设备;第三,测量设备的高度;最后,及时检测设备在运行时的状态。比如:部分工程通过卫星获取信息、观测及跟踪等这类工作都可以利用GPS测量技术的自动化来完成。观测好后,工作人员关闭电源、收好仪器,数据采集就轻松的完成了。因此,利用GPS测量技术进行工程测量既能提高精准性,又可以缩短工作时间,有利于工程测量朝着自动化方向发展。
(3)面面俱到
利用GPS测量技术进行观测时不会受到时间、地点的影响,也不会因为天气而耽误测量工作,在任何情况下都可以工作。目前,我国的GPS测量技术在不断提高,被运用到了各个领域,如:开采石油、修建隧道、修建地铁等。
2 GPS测量技术在工程测量中的应用
2.1 GPS测量适应性强
GPS技术测设方格网在适应性上强于常规方法,网形构造简单,点的疏密和边的长短灵活性强,不受局限,可以连接较远的已知控制点,实现对控制网的定位和定向,不受点位之间无法通视的影响,点位选取灵活,高标可以不用选择,不受外界天气的影响。
GPS卫星的数目较多,均匀分布在地球周围,全球地面连续覆盖,使得地球上任何地方的用户在任意时段内可以同时观测到4颗以上的GPS卫星,可以在任意时间和地点连续观测。测设大型(长边)方格网和通视条件有困难时,GPS卫星体现出其优越性。GPS不受限于通视条件,小范围测量时工程成本较高,根据工程的实际情况,必要时选用投入少的仪器,常用的仪器有全站仪、经纬仪和水准仪,点和点之间可以实现相互通视,布设控制网时必须要达到通视的条件,否则会给工程测量工作带来很大的麻烦和困难,尤其在大型桥梁的控制网中表现尤为突出,将使强度和精度大打折扣,影响到桥梁工程的质量。
2.2 GPS测量精度高
GPS方格网点位具有精度高的优点,误差分布较为均匀,符合规范要求,进行测量作业时受环境和距离的影响较小,即使是在地形差、局部重點工程中也可以全方位地完成测量工作,可以精确地完成目标的定位,确定其三维位置,并且可以测量运动中的速度,60s可以将精度保持在±0.1m距离,体现了其定位精度高的优势,对于载波相位的相对定位也会在20min以内完成定位,精度可以达到±5mm,若采用实时差分定位,可以将精度达到厘米级。在对方格网测量精度指标时,使用点位中误差比使用相对中误差来表示精度更为合理。
2.3 GPS方法布设大地控制网在工程测量中的应用
在使用GPS方法布设大地控制网时,具有图形强度系数高的优点,可以显著提高点位趋近速度。在网形优化方面也便利。目前,常规测距、测角手段的大地控制网方法已逐渐淘汰,GPS测量技术控制网在我国20世纪90年代已开始,它利用GPS定位技术重新测量我国基础控制网。由于全国性的大地控制网点之间相距数千至上万公里之间,一般的测量工具远远不能满足高精度控制点的测量要求,不仅仅效率低,而且消耗人力,劳动强度大,并且得不到准确的结果,而采用GPS控制网,可以将相距几十公里的测量点测量出来,并且测量出来的数据具有精度高、面积大、使用频的优势特点,这是传统测量方法远远不能够完成的,由于其测量精度均匀性差,效率低,存在费时费工的缺点,一些控制点经常性地被破坏去掉,GPS测量可以很好地完成这些难题,在工程测量中得到了广泛应用,取得突破性发展。若采用GPS-RTK测设建筑方格网,比常规测量法提高一倍以上的效率,还能大幅度降低作业人员的劳动强度,提高了数据的准确性。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,可以及时将数据反馈给基站,完成测量工作。
3 结论
在工程测量领域中,由于GPS定位技术自身独特而强大的功能,充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性。随着该技术的飞速发展和普及,以及相关技术的应用,GPS定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用和发展。
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