工程控制测量中GPS技术的应用和测量精度剖析论文_唐兆晖

工程控制测量中GPS技术的应用和测量精度剖析论文_唐兆晖

唐兆晖

(盐城天一建筑设计有限公司,江苏盐城224000)

摘要:在科学技术飞速发展的带动下,GPS测量技术正在朝着自动化的方向发展,在工程测绘中有着广泛的应用,能够简化测量流程,提升数据测绘的功能,应该得到相关技术人员的重视和推广。

关键词:工程测量;GPS技术;测量精度

前言

当前,GPS技术在大地测量、航空摄影测量以及航洋测绘等领域都有着非常广泛的应用,在全国高精度GPS控制网测量中,控制网中两个相邻测量点的距离可以达到数千乃至上万公里,极大得拓展了测量范围。如今GPS测量技术已经成为了工程测绘中很重要的一部分,它在很大程度上促进着工程测绘行业的蓬勃发展。

1工程控制测量中GPS技术的应用优势分析

1.1定位精度高

大量的应用实践表明,在50km内,GPS测量技术的相对定位精度能够达到10~6m,在100~500km的范围内,定位精度达到10~7m。而在工程精密度为300~1500m的范围内,一小时以上的观测结果平面位置误差小于等于1mm,基本上可以无视。

1.2测量速度快

伴随着GPS配套软件的发展,其测量速度也在不断提高,就目前来看,在 20km范围以内的相对静态定位,一般只需要15~20min 的时间;在快速静态相对定位测量中,若流动站与基准站的距离不超过15km,则流动站观测时间只需要1~2min,在初始化观测后,可以进行实时定位,每一个流动站的观测时间为数秒,能够极大的提高测量效率。

1.3操作便捷

一方面,GPS测量设备的自动化程度高,在实际测量工作中,操作人员只需要对设备进行安装、连线,对气象数据进行收集并输入即可,设备自动完成卫星信号接收、跟踪观测和记录等工作。另一方面,GPS测量设备的体积和质量不断缩小,不仅方便携带,而且能够减轻操作人员的劳动强度

2工程控制测量中GPS技术的应用

2.1在公路控制测量中的应用

近年来,我国的公路建设得到了快速的发展,随着人们对公路使用要求的提高,勘测设计也面临了更加严峻的挑战。当前,公路设计已经实现了自动化化,而且在一些功能强大的软件的支持下,可以实现地面数字化测绘,在公路勘测设计的过程中,逐步实现了内外业一体化,这在很大程度上促进了公路设计的发展。

在公路设计常规的测量方法中,测量的工作量非常大,而且测量的效率也不高,使得设计周期延长了许多。但是在应用了GPS技术之后,通过静态或快速静态方法,在公路的沿线建立起总体控制测量,为勘测阶段打下坚实的基础。在公路建设施工阶段,利用GPS技术建立起施工控网,从而有效地提高桥梁、隧道的施工质量。在进行公路建设时,应用GPS技术可以有效地提高建设的效率,同时,工程测量的经济效益也得到了保证。

2.2工程形变测量中的应用

在面对项目建设施工中引发的构筑物以及周围环境变化的情况,尤其是在对构筑物地基下沉和位移进行了解的时候,为了保证项目的安全性以及稳定性,就要采用变形检测技术。一般来说,巨大的建筑物都是使用变形监测技术,而且对于测量的结果要求很大的精确度,在检测过程中还会出现各种不同的测量环境,使测量难度加大。然而,使用GPS技术就可以科学有效地实行变形监测,还可以加大测量的效率,保证测量结果的精确度和科学性。此外,GPS技术通常是在形变的地区设置测量点,并以几个基准点来测量,然后使用GPS来接收基准点和测量点的数据,这样可以实现监测的自动化技术,运用科学的传输技术来发送信息到处理中心,然后再分析数据并进行处理,这样可以随时控制变形的情况。

2.3城市建设测绘

在城市化进程不断加快的背景下,城市建设是我国社会发展中实施的重要项目,而要想实现城市建设的现代化和多样化,就必须首先保证测绘工作的标准化和规范化。在城市建设测绘中,GPS测量技术有着非常广泛的应用,其中最为常用的功能包括了遥控、遥测以及城市测绘系统定位等,能够有效提高城市测绘中各种数据信息的全面性和精准度。

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例如,在某城市测绘中,由于涉及大范围的控制,包括了三级测绘导线,传统的测绘方式不仅效率低下、耗时耗力,而且由于建筑施工的原因,对于测绘工作造成了一定的影响和阻碍。在这种情况下,应用GPS测量技术,能够直接定位到城市的任何区域,进行静态测绘,也可以排除城市测绘中的基本测试点,直接进行测量,不会对城市测绘基点造成负面影响,具有非常显著的效果。

2.4水下工程测绘中的应用

在海洋资源开发、港口码头建设、航道整治等水下工程建设中,对于地形测绘图的精度有着极高的要求,一旦精度达不到相应的标准,会给工程的建设带来很大的影响。对此,可以采用GPS测量技术中的三维测定技术,实现对水下工程横向及纵向位置的高精度测量,以测量数据为基础,结合相应的计算机软件,就能够对水下地形图进行绘制。在实际操作中,对于水下工程的横向位置,可以采用差分GPS技术进行测量,能够解决经纬仪等传统测量定位仪器操作繁琐、抗干扰能力差等问题,提升测量精度;对于纵向位置,可以利用专业的测探仪,发射超声波,根据超声波的传播时间和传播速度,计算出水体深度,同时利用潮位仪进行潮位测定,对水深以及地形高程进行相应的校核,确保测量结果的准确性。

2.5房地产测绘中的应用

在地籍和房地产工程测绘中,常用的GPS技术为实时动态差分法,即GPS RTK 技术,其能够在户外观测中,快速得到高精度的定位信息,在房地产测绘中有着非常突出的应用效果。应用GPS RTK技术,可以测定每一宗土地的权届界址点,以及一些地物点的位置,测量精度可以达到厘米级。将GPS测量得到的数据信息进行初步处理并输入到GIS系统中,能够获得准确可靠的地籍和房地产图。不过,在一些可能影响GPS卫星信号接收的地带,应该使用全站仪、经纬仪等传统测量工具,结合解析法或者图解法,进行细部测量,以确保测量结果的精度和准度。在建设用地勘测定界测量中,RTK技术能够对界桩的位置进行实时测定,对土地的使用界限范围进行确定,计算出土地面积,能够在很大程度上简化用地勘测定界工作的流程。

3工程测量中GPS技术精度分析

3.1卫星对GPS测绘的影响

GPS土地测绘会受到卫星的影响。在GPS定位系统中配置有一种原子钟,会与现实的标准时间产生一定的误差,就会出现卫星钟差的作用,影响到测绘的

精确度。另外,由于地面测量相位中心与GPS卫星发射天线的相位有一定的偏差,GPS测绘的准确性还会受到发射天线相位中心偏向的影响。此外,GPS测绘还会受到星历误差的影响,使用者对某一时间的卫星运行轨道进行参数提供就是星历。反映到现实中测绘地点的卫星星历信息有偏差的,会导致GPS测绘数据也存在偏差,进而影响到测绘的精准性。

3.2信号传播途径方面的因素

卫星信号的传播依附于电磁波的传送,而电磁波在进行卫星信号传播的过程中会产生电磁波效应,电磁波效应会被电离层折射,影响电磁波的频率和电子的总含量,导致电磁波传送到地面的卫星信号与原来的卫星信号存在误差。在进行卫星信号的传播过程中,要经过对流层,而对流层中的折射会对信号的传播速度产生很直接的影响,除此之外,信号传播经过对流层时,信号传播本身也会有传播的温度、湿度与气压的不同,在不同的温度、湿度与气压条件下,卫星信号传播的速度会随之产生不一样的变化,从而影响GPS的定位速度。整个大气层的传播条件以及地面的接受环境都是在不断变化的,地面接收机在对卫星信号进行接受的时候,也会因为周围环境的变化而产生一定的误差,降低土地测绘的精确度。

3.3信号接收机的影响

信号接收机对GPS测绘的影响主要有以下三方面:第一,GPS定位过程中采用的相对观测值,在实际的测量过程中,1~5周的内容容易被忽略,进而影响测量坐标的精确度;第二,接收机天线的相对中心与测站标识的中心位置也可能存在一定程度的偏差,对土地测绘的精确度产生影响;第三,接收机设备及软件有时候出现故障问题同样会影响到GPS土地测绘的精确度。

4结语

GPS测量技术应用到工程测绘中的各项实践都表明,这一选择是非常正确的,是顺应了时代发展需要的。因为这种测量技术依其自身的高精度、高效率、低成本费用等的各项优势能够很好的完成现代工程测绘工作中的各项任务。通过GPS测量技术的广泛应用,带动了我国工程测绘行业的不断发展和进步。

参考文献:

[1]张飞.工程测绘中GPS测量技术的应用[J].科技与创新,2015(11)

[2]彭渊,黄宗健.GPS测量技术在工程测绘中应用剖析[J].江西建材,2015(14)

[3]郭倩倩,李辉.工程测绘中GPS定位测量技术的重要作用分析[J].中国高新技术企业,2014(16)

论文作者:唐兆晖

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月上

论文发表时间:2016/9/5

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