工程测量GPS动态监测应用与数据处理探究

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:吴佳伟
[导读] 摘要:GPS技术水平的快速提高意味着当前工程测量GPS动态监测技术愈发成熟,已广泛应用于工程测量中,尤其是在高层建筑的变形测量的应用收获了较高成就,为进一步保障高层建筑工程质量和安全,需要做好各方面工作。
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        摘要:GPS技术水平的快速提高意味着当前工程测量GPS动态监测技术愈发成熟,已广泛应用于工程测量中,尤其是在高层建筑的变形测量的应用收获了较高成就,为进一步保障高层建筑工程质量和安全,需要做好各方面工作。本文从GPS技术在工程应用中的积极作用和独特优势入手,分析GPS技术进行动态监测的具体策略并提出数据处理的有效措施。
        关键词:工程测量;GPS动态监测;数据处理
        引言
        GPS的定位在逐渐快速发展的科技水平进程中不断提高,因此它在工程平行测量中的应用范围愈发广阔,在全新的经济发展背景下,工程建设迎来了全新的发展机遇,许多大型工程正在建设当中,为进一步保障工程建设质量水平和安全性,并确保工程在建成之后能够稳定运作,因此要对其开展变形监测。GPS技术有着独特的优良性能和积极作用,例如测量速度快且准确率高,因此在工程变形观测中有着十分重要的关键意义,也正因GPS技术的独特优势取得了大范围应用。
        1GPS技术在工程测量中应用的积极作用
        1.1未对观测站通视提出要求
        在过去,对于建设工程来说,若想在实际的工程中进行工程测量时需要保证观测站间的通视条件能够达到工程测量技术所需要的要求,同时也要保证测量控制网中的图形结构较为良好,然而在建设工程中利用GPS技术来开展工程测量工作的时候,则对各站点直接通视条件未设有明确要求,只需利用GPS定位确认各站点位置,GPS技术的优势能够提高工程测量效率和整体工作质量,保障各个控制站点的选择有着较高的灵活性和便捷性。
        1.2作业时间长
        在工程测量中使用GPS技术就能够最大程度上减少气候和天气对工程测量准确度的影响,因此,可以说在GPS技术的帮助下,工程测量这一环节可以忽视天气、气候、时间和地点等外部环境因素,几乎在任何条件下都可以正常开展,这就有利于满足工程作业的全天作业需求,能够极大地对工程推进的效率予以提升。除此之外,将GPS技术应用于工程测量中能够加快测量的速度。传统的工程测量技术都有着耗时长的一大劣势,而如今利用GPS技术进行工程测量时,大多完成一项测量所消耗的时间非常短,能够有效节省工程测量时间,缩短测量周期,进一步提升工程测量整体效率。
        1.3定位准确度高
        GPS技术在进行工程测量时对静态基准线定位精准度要求较高,在测量时可以达到毫米级别,而GPS的这一独特优势能够提高工程测量精准度和可靠度,为工程结束后的后期应用提供较高保障,并为后期各项工作提供精准数据支持,推动整个工程顺利落实。
        2工程测量GPS动态检测应用
        2.1RTK技术
        RTK系统是由基准站与流动站相互组合来实现的,若想尽可能地保证动态测量工作的精准度,首先需要做好对无线数据通信系统的建立和完善,将具备高精度点位的首级控制点作为基准点,设置接收机为参考站实现连续观测,延长观测周期。接收机在接收卫星信号时通过无线电传输设备接收观测数据相对定位原理,通过计算机对流动站三维坐标测量精准度进行实时计算,与此同时,与相关精度指标结合起来看,以此来对其做到相应的确定,从而保证最大程度上减少冗余观测量,这对于工作效率的提高也有着很大的好处。在实际应用过程中,RTK主要分为静态定位、动态定位两种测量模式,在实际工程中可有效结合两种不同测量模式,发挥各个测量模式的独特优势。


        2.2准动态测量
        GPS技术的准动态测量大多应用于较为辽阔的地区,侧重于地区控制、线路以及剖面测量,是在一个测站上安装一台GPS接收机,利用接收机对卫星进行连续追踪,随后按照设定时间间隔来记录获取数据,达到连续测量的最终效果.这种测量方法有着独特的应用特征,即将流动性测站进行初始化后实现连续运动,这一测量技术在当前工程测量中有着较为广阔的应用范围,应用频率较高。
        3工程测量GPS动态监测数据处理方法
        3.1工程测量GPS动态监测数据处理要点
        GPS就是在进行工程测量动态监测时获取数据的一种方式,它利用相对精准的坐标计算出工程测量坐标的坐标系,并通过有效控制坐标之间的转换参数,保障相对精度的坐标和工程测量坐标之间的相互关联以及坐标点的可靠性和准确性。若坐标是未知的,则需通过换算来获取坐标,这时若坐标转换参数范围较大,需利用较多已知点数,只有这样才能保障坐标的精准度。从客观的角度出发来讲,为进一步确保动态测量准确度,此时应当得到相应的坐标,并且还要采取有效方式确保控制网测量精准程度,借助于GPS动态检测做好相应的测量工作,在此基础上把相关GPS测量值当作有价值的参考信息。与此同时,还应当在有关坐标中做好无约束平差处理工作,紧接着在全面了解相关数据信息的基础上加大软件处理力度,科学计算数据结果以得到三维坐标后,还要结合该坐标得到相应的空间坐标,紧接着对相关坐标系做好无约束平差计算工作,在整个环节中需要对相关内部精度是否达标进行全面、细致的检查,并在此基础上充分展示数据中可能存在的误差,为了从源头上降低可能影响控网计算时的精准程度,此时需要全面剔除多余测量误差。在此基础上将 GPS动态监测系统的数据精确度提高,平面监测的精确度可达毫米级,充分利用 GPS动态监测技术,特别是工程变形测量数据量的迅速增加,使 GPS动态监测系统更加精确、平稳性更好,能得到更接近工程实际的曲线图,从而提高整体工程测量质量水平。
        3.2工程测量GPS动态监测数据处理方法分类
        工程测量gps动态监测数据处理方法有很多种,不同的数据处理模式有着不同的数据获得结果。针对第一种数据处理模式来说,其实际上是在数据处理方面把GPS基线向量慢慢过渡到相应的平面上,目的是为了令其衍生出与之相匹配的二维基线向量,最后还要在这一平面之上联合平差。此时需要在此平面之上做好变换工作,旨在快速实现相关数据处理,在实际处理期间要在充分结合基线向量具体观测值的基础上对每一个点做好计算工作,目的是为了得到相似值,紧接着在全面了解GPS具体基线向量位置信息的同时对某一端点加以固定,并结合相关观测值科学计算另一个端点。随后通过平面直角坐标、大地坐标间转换公式将两个端点进行转换,随后利用高斯投影正反公式计算各相应点平面坐标,方便计算各平面上的基线向量,求得相应方差-斜方差这种变换过程,经过转换后将之前观测值、方差-斜方差正转换到工程坐标系中,从而获得误差方程,要全面考虑到已知点数据的误差,将其作为虚拟观测值,得到误差方程后求取按照最小二乘法得到的方程获得各点坐标、控制网质量指标。第二种数据处理模式是将纯粹的GPS数据实行三维无约束化平差,将其三维坐标方差-斜方差正转换为指定平面,以得到一个平面上三维坐标以及方差-斜方差正将求取出的实际坐标作为联合平差,按照最小二乘法原理对GPS虚拟观测值以及地面其他观测值进行相应的平差处理,从而提高整体数据处理水平。
        结语
        在工程建设中总会受到各种方面的因素的影响,导致工程发生严重损坏,再加上大型建筑项目数量的增加,导致一些地质灾害发生频率愈发频繁,这对工程测量动态监测提出更高要求和更高标准,而工程测量动态监测的重要性日益突出,要不断发展其变形监测理论、监测技术并提升数据处理水平,扩大GPS动态监测在工程测量中的应用范围,实现测量实时性提高测量结果精准度,尽可能满足工程测量需求。
        参考文献:
        [1]吴丰波.GPS动态变形监测数据处理模型研究[D].中国矿业大学,2014.
        [2]赵宜行.GPS变形监测技术及其数据处理方法研究[D].西安科技大学,2009.
        [3]李旋.GPS动态变形监测数据的多尺度分析[D].中南大学,2007.
        [4]戴吾蛟.GPS精密动态变形监测的数据处理理论与方法研究[D].中南大学,2007.
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