工程测量中GPS技术的应用研究论文_王浩俊

工程测量中GPS技术的应用研究论文_王浩俊

摘要:工程测量是工程施工的关键环节,关系到后续的设计与施工质量,是为施工提供依据的重要环节。为了达成施工目标,必须要从这一阶段开始,明确技术要点,提升测量的精准度。而GPS技术则是工程测量的基础技术,因此我们需要针对GPS技术的实际应用展开进一步探讨,与同行业人员共同思考。

关键词:工程测量;GPS技术;技术应用;

在工程施工过程当中,工程测量是为后续设计与实际施工提供依据的必要环节,为了做好工程测量工作,必须要首先明确技术特点、优势、存在的不足以及应用要点。以下文章将以此为主题展开讨论,做好工程测量工作,才能确保后续的施工质量得到提升。

一、GPS技术在工程测量中的特点及优势

(一)GPS技术特点分析

GPS系统(即卫星导航系统),其主要特点体现在以下几点。其一是支持全天候作业,在不同的气候、时间与场合之下,都要不间断地进行工程测量作业。其二是各个测站间无需通视,即便各个测站之间有高山或是江海阻隔,只要是测量区域的上空开阔,能够精准收集定位信息,便于接收定位信号,便不会影响工程测量工作的开展,亦不会影响测量结果的精准度。其三是定位的精准度高。一般情况下,双频GPS接收机的基线解算,精度为(5+1*10-6D)mm,而红外仪标称精度为(5+5*10-6D)mm。红外线仪与GPS的测量的精度相近,但是随着测量距离的延长,GPS测量的优势却会更加突出,现对于传统光学仪器来说,其测量精度更高。其四是观测的速度快,在短时间内便能够得到检测结果。利用GPS布设控制网,每个测站的观测时间可控制在半个小时到40分钟左右,利用快速的静态定位手段,能够有效缩短观测的时间。其五是借助GPS系统,能够直接提供位置的三维坐标。利用GPS测量技术,不但能够对平面位置进行精确测定,同时能够得出观测站的大地高程。其六是GPS设备的体积相对较轻,因此携带也更加便利,操作也更加便利。随着社会的不断发展,GPS工程的测量仪器也愈发先进,而且自动化的程度越来越高,我们必须要根据技术特点去合理运用,进而保证技术优势得以体现。

(二)GPS测量的技术优势

GPS技术的主要优势体现在以下几点。其一是相对于常规的测量手段来说,利用GPS技术设置方格网点,能够体现出更强的适应性。其二是GPS方格网点位的精度更高、误差也更好控制,不但能够确保测量结果满足规范要求,此外能够提升测量的精度。其三是相对于相对中误差来说,点位中误差作为方格网测量精度的指标更加合理,更具参考价值。其四是利用GPS技术能够完成大地控制网的布设,因大地控制网的图形强度系数更高,能够有效加快点位的趋近,使得网形优化更加便利。其五是GPS测量的效率相对诸多其他技术来说可提升一倍甚至以上,有效降低相关人员的劳动强度[1]。

二、GPS技术在工程测量中存在的不足

当前GPS技术的实际应用主要存在以下几点问题。其一是测量的地域往往不够空旷,因此会导致信号的接收遭受干扰,影响信息的精准度,很可能导致更大的误差出现,使得信号无法顺利完成非线性传播,计算过程中便难免会产生一定误差。其二是在利用GPS—RTK测量技术进行测试的过程当中,首先必须要对基准点的精度进行确认,确保符合标准,应当保证起算点为高等级控制点,此外要保证起算的基准点与观测点两者之间位置关系的合理性,实际观测过程中,基准点精度要通过对于若干高等级控制点的连续测算、复核去确认,基准点的坐标应当保证在各个方位观测过程中都能保证精度,这样的高要求也使得技术难度进一步提升,相关人员工作量也更大。其三是在针对小型的工程进行测量时,由于区域范围很小,GPS测量技术的优势得不到体现,最终还是要用传统测量方法和常规测量仪器进行联测,增大工程测量的工作量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其四是在利用GPS技术开展测量工作的过程当中,所控制点的位置选择也至关重要,控制点位置的差异也会导致检测点位的精度受到直接影响,并且可能导致电子地图相互不兼容,进而影响测量结果的交流共享。

三、GPS技术在工程测量中的应用

(一)区域差分

在使用GPS系统进行工程测量的过程中,一般需要利用两台GPS接收机,主要原因是两台机器当中其中一台应当具有基准站功能,这样便能够构成差分GPS定位系统。在当前的工程测量过程中,最为广泛应用的技术便是相位平滑伪距差分与伪距差分,定位的精度能够提升到±1.5米,一般情况下,其作用范围为40千米。显然这一技术已经成为差分GPS的最主要技术手段。为了有效提升定位的精度,为了确保伪距差分的可靠性,准载波相位差分GPS开始出现并推广开来,其定位的精度可达到50厘米,对于1:500的大比例尺水深测图以及疏浚、抛石等工程来说,是十分有效的手段。

(二)RBN/DGPS

RBN/DGPS主要是指交通部在我国沿海区域建设的无线电指向标/差分全球定位系统。这一系统由整体构成包含了均匀分布于我国沿海地区的二十一个台站,这些台站能够稳定地为我国沿海提供全天的差分GPS服务,确保用户能够在300千米的海域范围之内接收差分信号,定位的精度可在5米到10米。一般情况下,用户使用免费信号资源只需要利用一台信标GPS接收机便能做到,利用这项技术能够达成实时差分定位的目标。因此这项技术正在得到愈发广泛的重视与推广[2]。

(三)广域差分

GPS系统为了达成定位目标,主要利用全国或是全世界分布的基站去连续观测,获取GPS定位信息,对电离层改正数、卫星轨道的改正数及卫星钟差的改正数等进行修正。在完成修正后,便可以将已经调整的数据利用专用大功率电台或专用卫星传输给用户。利用这些改正后的参数,用户能够对所测出的观测量进行进一步调整,进而更加精准地计算出点位坐标,甚至能够保证精度达到1米。这样的差分手段,在定位精度上不受距离的局限。当前的用户只要持有一台广域差分GPS接收机,便可以对香港上空Omistar卫星广域差分的信号进行接收,并且在获取定位信息后进行精密定位,需要注意的是这一范畴的信号需要付费使用。工程测量过程中,对于GPS技术的应用最为科学有效的途径是实时全球动态定位系统技术,译作GPS—RTK技术。这一体系主要是由基准站及流动站共同构成,建立起无线数据通讯是保证实时动态测量精准度的前提条件,其主要的应用原理是以首级控制点,即点位精度较高的控制点作为基准点,在基准点安置一台接收机,以此作为参考站,连续开展卫星观测,在接收到卫星信号的同时,流动站的接收机能够借助无线电传输设备去完成对基准站观测数据的接收,并且对坐标及测量的精度随时进行校正。这样一来用户便能够实时对待测点数据观测质量以及基线解算结果收敛情况进行监管,并且依据待测点精度指标去对观测时间进行确定,减少不必要的冗余观测,保证工作效率真正得到提升。

四、其他技术要点

时代不断发展,GPS测量技术也要随时代趋势而不断改革,才能确保工程测量定位的精准度,满足新时期的应用需求。并且要确保技术人员对于GPS测量技术的应用要点有充分了解,这样才能够娴熟运用GPS技术,得出更加精准可靠、具备参考价值的测量结果。为此必须要关注新时期的工程测量技术人员培养,确保相关技术人员掌握利用GPS技术要点,同时要确保技术水平的持续升级,保证技术优势得以体现。

结语:

GPS测量技术在工程领域的应用一直以来都是备受关注的课题,通过精准的测量,能够收集到大量工程后续开展设计与施工所需要的原始数据。随着社会的不断发展,科学技术不断革新,我们也要重新思考GPS测量技术的应用,分享经验与见解,才能共同推动技术发展。因此以上文章针对GPS技术在工程测量总的应用进行了分析,分享给同仁共同讨论。

参考文献:

[1]范文涛.GPS测量技术在工程测量中的应用[J].中国新技术新产品,2019(23):112-113.

[2]杨柳青.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].科技经济导刊,2019,27(27):46.

论文作者:王浩俊

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期

论文发表时间:2020/4/22

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