GPS测量技术在工程测量中的应用研究

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月8期   作者: 周旭 文博
[导读] 随着技术的推进,GPS因为其具有全天候、全球性、连续定位性、抗干扰能力强、保密稳定等特点, GPS受到了广泛推广和使用,如今已经成为主流的卫星导航和定位工具。
        周旭   文博
        武汉市测绘研究院,湖北武汉 430022
        摘要:随着技术的推进,GPS因为其具有全天候、全球性、连续定位性、抗干扰能力强、保密稳定等特点, GPS受到了广泛推广和使用,如今已经成为主流的卫星导航和定位工具。在测量工程中,精确的测量技术一直是我们关注的重点,自从将GPS引入至测量工程中,不断发展GPS测量技术,现在GPS测量技术在其工程测量中扮演着至关重要的角色。本文简要阐述了GPS技术及GPS测量技术的概况,分析了GPS测量技术的特点,对GPS技术于工程测量中的应用进行分析,笔者进行论述旨在进一步提高现今GPS测量技术的水平。
        关键词:GPS测量技术;工程测量;应用
        GPS测量技术属于新兴发展起来的高新技术之一,从上个世纪八十年代开始,人们才逐渐开始接触GPS,当时GPS应用范围不广,主要用于航天航空领域,但是随着社会的发展,科技技术的不断创新,GPS的优点不断被发觉,因而GPS的使用范围也被不断的拓展。当GPS第一次融入到测量工程中时候,GPS由于其本身优良特点、定位精度高、自动化方便等特点而被逐步认为是测量领域中的一颗新星。在GPS测量技术中,具体测量过程为卫星群是一些已知位置的系列点,通过至少4台卫星同时定位目标,从而可以产生出四组三角形计算面,然后通过相应的数学解方程组,最终求出目标位置。具体的测量技术包括动态和静态两种,动态指的是通过全球定位卫星系统,采取在地面实地放样法来获取测量点的位置坐标信息;而静态是指通过卫星的相关信息进而推算出测量点的坐标信息。
        1 GPS测量技术的特点分析
GPS技术与传统的测量技术相比,具有以下优点:第一,测量站不需要通视。GPS技术应用在工程测量中,不需要测量站之间实现通视,这样减少了测量工作时间;第二,定位精度高。将GPS用于工程测量工作中,在小于50千米的基线上,GPS定位精度达到了1-2ppm;第三,观测时间短。GPS在测量小于20千米的短基线时只需要几分钟;第四,操作简单。GPS技术的接收机设备比较轻,用于户外测量时比较方便。第五,全天候测量。无论在什么时间、地点,GPS技术都可以实现测量;第六,可以提供三维坐标。GPS测量过程中,可以精准定位到站点的三维坐标,随着现代科学技术的进步,有的高程精度已经达到四等水准测量要求;最后,可消除或削弱系统误差的影响?。在变形监测中我们关注的是两期的变形量,而不是变形监测点本身的坐标,两期变形监测中所含的共同的系统误差虽然只会分别影响两期的坐标值,但却不会影响所求得的变形量。即在变形监测中,接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果,只要天线在监测过程中能保持固定不动即可。
        2? GPS测量技术在工程测量中的应用
2.1 建立工程控制网?
采用GPS定位的方法建立工程控制网,具有点位选择限制少,作业时间短,成果精度高,工程费用低等优点。可应用于建立工程首级控制网,变形监测控制网,工矿施工控制网,工程勘探、施工控制网,隧道等地下工程控制网,等等。
?应用GPS技术建立控制网,通常采用载波相位静态差分技术,以保证达到毫米级精度。应用GPS技术建立道路勘探、施工控制网和隧道工程控制网等具有显著的优势,道路勘测、施工控制网,具有横向很窄、纵向很长的特点。

采用传统的三角锁、导线方案,多数需要分段实施,以避免误差积累过大,采用GPS技术,由于点与点之间不需要通视,可以敷设很长的GPS点构成的三角锁,以保持长距离线路坐标控制的一致性。
        2.2 RTK的碎部测量与放样
        RTK (Real Time Kinematic)技术,即载波相位差分技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。RTK系统由两部分组成:基准站(坐标已知)和移动站(用户接收)。其本原理是:将基准站采集的载波相位发送给用户,用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户位置坐标。RTK技术可以应用于测绘地形图、地籍图,测绘房地产的界址点,平面位置的施工放样等。采用RTK技术测图时仅需一人进行。将GPS接收机放在待定的特征点上1. 2 s,同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机,由专业成图软件、在人工适当的干预下,形成所要的成果图。采用RIK技术进行放样,标定界标点,是坐标的直接标定,不象常规放样那样,需要后视方向、用解析法标定,因而简捷易行。
        2.3变形监测
测量工作受外部影响很大,施工环境也非常复杂,不确定因素相当多。常规的测量手段会容易被外界因素干扰,对测量结果会有影响。而GPS技术则不存在这些问题,GPS技术不仅具有无需通视的优点,而且还能够进行全天候的的变形监测,仅仅只需在建筑物内部和外部设置好GPS的接收端,便可以实时监控到建筑物的三维坐标情况和发生的变化。当施工有变动出现时,GPS便能把数据传送给管理人员,管理人员便能根据数据给出相应的解决措施,除此之外,将GPS接收机的接口进行连接,使用的专业软件还能够实现数据的采集、处理和分析的全自动化。
2.4大比例尺地图绘制
        地形图在建筑施工过程中有着重要的作用,它是一种通过一定的手法将实际的情况在图纸上进行绘制,图纸中的比例大小与实际情况相辉映。在传统的制作方法过程中,测量物体之间的距离工作量繁琐,耗时长,并且测量结果误差较大,图纸的制作严重退后的工期的进行。如今,采用GPS动态测量技术,可以实时的获取各个点的位置信息,在测量过程中按照线性测量,线上取若干个点,每个点测量时间2分钟,最后将所有点数据组合起来应用于绘图软件,从而制作出大比例尺地图。
        3 进一步提升GPS技术应用范围的建议
        第一,对工程技术人员展开培训工作,通过科学有效地培训让技术人员可以对GPS技术有一个更为科学并且完整的了解,让他们具备对GPS技术展开应用的能力。第二,进一步增加对GPS技术的相关宣传工作,GPS技术具有操作简单、精度高等诸多优势,通过对GPS技术展开宣传可以让所有工作人员充分意识到的GPS技术的优势并且积极学习GPS技术的相关使用方法。第三,端正相关工作人员的实际工作态度,有效防止各类误差的产生,GPS技术在应用中其精度不可避免地会受到多方面的影响,因此需要每一个人都可以充分意识到自己的工作事项以及工作范围,端正自己的工作态度,避免由于个人失误导致测量精度受到影响。第四,为了可以进一步对GPS技术展开应用,需要企业给予人才培养工作一定的重视,提升GPS技术应用人员的综合素质,有能力对GPS技术展开科学并且有效地应用,真正提升工程测量精度。
结束语
总之,GPS测绘技术在工程测绘工作中有着十分广泛的应用,而且在提高测绘结果的精确性和准确性方面都有着显著的优势。GPS测量技术的功能会趋近于完善,对于促进我国测绘工程的持续发展,有着重要的意义。
   参考文献:
   [1]杨雪樵.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].价值工程,2014,(17):109-110.
[2]宋麟GPS测量技术在工程测量中的应用[J],信息记录材料,2018(3)40-41.
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