GNSS测绘技术在工程测绘中的应用研究论文_林泽荣

GNSS测绘技术在工程测绘中的应用研究论文_林泽荣

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摘要:GNSS是一种应用广泛的全球卫星导航定位技术,在工程测绘工作中有着很重要的地位。和传统的测绘技术相比,GNSS定位技术有着很大的优势。随着经济的快速发展,各类工程规模不断扩大,而测量工作也越来越复杂,要求的精度也逐渐增高,传统的测绘技术显然已经不适应时代发展的需要,逐渐被新技术的使用而取代。本文简单地介绍GNSS相对于传统测绘技术的优点以及GNSS技术在工程测量中的应用,来使人们了解GNSS技术。

关键词:GNSS测绘技术;工程测绘;应用

1.GNSS技术简介

卫星定位系统原来是利用卫星来传送相关信号,准确定位。后来被发现在生活工作当中也有着巨大的意义,例如在车辆的导航系统当中,在海运当中,在工程测量方面。这都是因为GNSS可以实现对观察目标的准确定位,以三维的目标建立工作模型。

GNSS是全球导航卫星定位技术建立测量控制网或测量定位等测绘活动的简称。使用GNSS定位技术进行测量的系统有很多,比较常用的有美国全球卫星定位系统(Global Positioning System)简称GPS,中国卫星导航定位系统(北斗BeiDou[COMPASS] Navigation),俄罗斯全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)简称GLONASS和欧盟全球卫星定位系统(Galileo导航系统)。目前高精度平面控制测量主要使用GPS系统。

2.GNSS测绘技术的特点

2.1 可以实时定位

GNSS测绘技术采用的是全球卫星定位系统的定位功能,利用差分定位技术可以实现对目标位置进行实时精确的定位。

2.2 定位的精度高

根据相关的工程测绘具体规范可以得知,工程测绘中GNSS测绘技术的应用在定位精度上可以达到相邻点间平均距离50km基线水平分量中误差5mm,距离越远精度越高,GNSS测绘技术采用实时的动态定位以及实时地差分定位方式,使工程测量的精准度可以按厘米级以及分米级来进行计算,几乎可以满足工程测量中的所有测量要求,现阶段GNSS测绘技术依旧在不断的发展,因此GNSS测绘技术的精度还可以得到进一步的提升。

2.3 观测所用时间短

现阶段进行测量的模式选用的是经典静态相对定位模式和RTK动态相对定位模式,静态定位模式在精度要求较高时使用,一般测量时间为45分钟,而动态定位模式为图根级精度,只要架设好基准站,就可以实时对观测目标进行测量,观测所用的时间只有几秒钟,因此可以得出结论,GNSS测绘技术可以将工程测绘的观测时间降到最低,从而有效地提升工程测绘的效率。

2.4 操作难度较低

伴随着国家各种测量技术的不断发展,GNSS测绘技术也在不断更新,现阶段GNSS测绘技术已经基本可以实现完全的自动化,因此在对GNSS测绘技术进行操作时难度相对会比较低,只需要了解并且掌握一些基本的监测仪器、量取仪器,采集数据以及安装仪器的技术,接下来的一些测绘工作系统可以自动展开,操作的简便也促进了GNSS测绘技术在工程测量中的进一步应用。另外,GNSS接收机的重量比较轻体积非常小,方便携带。

2.5 可以用于长期作业

因为GNSS卫星的分布数量非常多并且分布非常均匀,所以GNSS测绘技术的覆盖面非常广,除去在比较恶劣的雷雨天气下,地球上的几乎任何一个位置都能够接收到观测信息,因此GNSS测绘技术,受所用地点以及时间的限制非常少,具有可以用于长期作业的特点。

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3.工程测绘中GNSS测绘技术的具体应用实践探讨

3.1 工程变形方面GNSS测绘技术的应用实践

工程变形主要是指建构筑物及其地基、建筑基坑或一定范围内的岩体及土体发生位移、沉降、倾斜、扰度等一系列的变形,工程变形在工程中是一种普遍存在的现象,工程会发生变形也就给了GNSS测绘技术应用的实践空间,GNSS测绘技术拥有可以三维定位的技术优势,因此可以实现对工程变形的监测。在具体的工程建设中,工程变形可以分为陆地上的建筑物的变形、大坝的变形以及一些海上的建筑物的沦陷等方面。另外,利用GNSS测绘技术也可以实现对建筑物变形的监测,在具体的应用实践中,需要选取一个特定的位置,在该位置上设立几个监测点以及一个基准点,然后再安装GNSS接收机,不断地接收数据并且对数据进行分析,从而利用GNSS测绘技术实现对建筑物的自动化监测。

3.2 GNSS在建筑工程竣工验收测绘中的应用

随着测绘技术的不断进步,在工程竣工验收测绘中对精度的要求也越来越高,按照老方法需要以导线的方式进行布设平面控制点,该方法需要大量的人力、物力以及时间,而且对导线边长、角度、通视情况都有严格的限制。GNSS定位技术的出现,使得布设平面控制点的工作大大减轻,GNSS的优点就是可以实现单点定位,不存在误差累积,而且实时定位,几秒的时间就可以得到图根级精度的控制数据,同时,为了确保GNSS测量精度,还需要能够接收到最少4颗以上的卫星,PDOP值应小于6,卫星高度角不低于10°等。

3.3工程施工中GNSS测绘技术的应用实践

现阶段伴随着GNSS测绘技术的不断发展以及应用范围的不断扩大,建筑工程、市政工程、公路工程、隧道工程等工程的平面控制测量基本都已使用GNSS测绘技术。因此GNSS测绘技术在工程测量中发挥了较大作用。在进行平面控制测量工作时,特别是市政工程、公路工程和隧道工程如果采用传统的控制测量方法费时、费力,而且对各方面的要求很多,如通视、距离、人力等,但如果借助GNSS测绘技术就可以完美解决。例如,在隧道的贯通控制进行测量中,老的方法是使用三角控制网的方式进行布设头尾平面控制,对三角网的结构、边长等都有严格要求,需要大量的人力物力还有时间才能够完成,而使用GNSS测绘技术就能够方便快捷的得到高精度的平面控制点,这样不仅可以使隧道工程的测量变得足够简单,同时还可以将隧道工程质量得到有效提升。现阶段,GNSS测绘技术已经充分借助自己高效益以及高精度的优势,在很多的工程测量中均得到了应用实践。

4.GNSS在测绘工程中的误差来源及处理方法

GNSS在测绘工程中的误差主要分为三部分,一部分是对每一个用户接收机所公有的,例如,卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。第一部分误差用差分定位技术可以完全消除,第二部分造成的误差在控制基准站与流动站的距离小于15KM和差分定位技术也基本能够消除;而第三部分的误差就只能在GNSS观测时,对观测环境的选择来消除或减小,如:

距易产生多路径效应的地物(如高大建筑、树木、水体等)的距离应大于200m;

应有10°以上地平高度角的卫星通视条件;

距微波站、高压线穿越地带等电磁干扰区的距离应大于200m;

尽量避开铁路、公路等易产生振动的地带;

虽然GNSS在实际应用中会遇到各种各样影响精度的情况,但只要对能够影响测量精度的因素进行处理,就可以避免一些不必要的误差影响。

结束语

随着社会发展的不断进步,对测绘技术的要求也在不断的提高,GNSS技术的发展也是日新月异,从简单的GNSS静态测量模式,到基准站加流动站(1+1)动态RTK测量模式,以及基于CORS系统网络RTK测量模式,GNSS测绘技术已经在向互联网+模式快速发展,越来越多的行业正在使用这一技术,相信在不久的将来GNSS测绘技术在测绘行业的使用会更加普及。

参考文献

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[2] 张宝杰.工程测绘中GNSS测绘技术的实践探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017,03:134-135.

[3] 郭潇然.关于GNSS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].门窗,2017,02:255.

[4] 李卢乐.测绘工程技术中GNSS技术研究[J].黑龙江科技信息,2017,06:2.

论文作者:林泽荣

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/2

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