GPS测量技术在工程测量中的应用研究

发表时间:2020/11/5   来源:《建筑实践》2020年第18期   作者:孙鹏
[导读] 本文将对GPS测量技术的主要特征加以介绍,同时阐述此项技术在工程测量中的主要应用思路,进而结合实际案例指出应用要点,以期为有关部门提供可靠参考。
        孙鹏
        中铁建大桥工程局集团西北工程有限公司 宁夏回族自治区银川市 750004
        摘要:本文将对GPS测量技术的主要特征加以介绍,同时阐述此项技术在工程测量中的主要应用思路,进而结合实际案例指出应用要点,以期为有关部门提供可靠参考。
关键词:GPS测量技术;工程测量;定位;观测;

引言:将GPS技术应用于工程测量当中,能使项目建设更为高效、便捷和精准,从而使测量效率、精度更高,这便能够使工程测量总体效率、质量得到全面提升,将更为可靠的信息数据支撑提供给建设项目,继而使建设水准实现有效提高,最终为我国的工程测量行业健康、长远发展夯实基础。
1GPS测量技术主要特征
        如今常被应用于工程测量当中的全球定位系统主要为GPS-RTK技术,其最为关键的组成部分包含了软件系统、用户接收装置以及传输数据装置等。此项技术的主要工作程序为:将GPS动态接受装置装设于基准站,使之实施观测范围内的可见卫星,同时借助无线电向观测站传送测量数据。当前常见的RTK测量法主要包含了键入参数以及无投影无转换这两类方法[1]。
        在多年实践过程中可知,GPS测量技术的主要特征包含了:
        (1)便于操作,有较高的自动化水平。事实证明,GPS测量技术充分结合了许多先进的技术,拥有良好的操作性,测量人员能够借助其有效采集信息数据,且便于操作。
        (2)能够较为精准地定位:当前社会各领域都对GPS定位技术加以应用,而在远距离测量过程中,相应的GPS测量技术自身精准度愈发明显。
        (3)GPS测量技术的观测耗时并不长。借助此项技术来观测工程项目并不会浪费较多时间,关键需要对控制网进行设置以便有效观测控制点,一般集中观测时间约为30-40min。
2GPS测量技术在工程测量中的主要应用思路
2.1结合传统测量技术
        如今我国所应用的GPS技术依然存在一部分缺陷,其中:我国部分施工区域不具备较强卫星信号,甚至个别区域会屏蔽卫星信号,因此GPS测量技术自身作用难以被充分发挥出来。因此,有关企业应当借助传统的测量技术展开测量,例如图解法与解析法等。一般GPS测量技术会利用接收器与卫星信号落实相应测量工作,并且借助电磁波信息传输技术来反馈测量相应信息数据,因此其精准性会受到一定影响;除此之外,如果现场遮蔽物较多,同样会影响测量结果精准度。而充分结合GPS测量技术和传统技术,能够使特定范围内工程测量工作精准度实现有效提升。
2.2应用虚拟现实技术
        在实践过程中可知,GPS测量技术的应用,能够确保无需测量人员到现场进行勘测,提升了测量安全性,这主要是因为此项技术能够利用虚拟现实技术将可以测量的虚拟环境提供给测量人员。在应用中,此项技术能够借助计算机软件对工程模型进行构建,而测量人员仅需要对所展现出来的三维模型进行测量,而不用前往现场勘测;除此之外,借助虚拟现实技术还能帮助测量人员对测量重点加以明确[2]。
2.3测量工程水准点
        以往的测量技术难以有效控制工程测量的相应水准点,尽管测量人员会进行实地勘测,却依然不能将水准点有过大距离的问题展现出来;而GPS测量技术则能够有效测量工程的水准点。实践证明,GPS测量技术在测量、明确水准点的过程中作用明显,这是因为此项技术能够在第一时间接收到卫星信号,从而展开较为精准的测量作业。例如在某项工程当中,为了能够确定其水准点,现场优先将天线设备以及操作接收机安装到指定位置,使其能够顺利接收卫星信号,同时可以有效记录下所观测到的各项信息数据,如此便确保得到稳定、精准的基准点,使项目总体施工进度得到有效保障。由此可见,将GPS测量技术应用于对工程水准点的测量工作中,能够充分提升项目整体施工质量以及效率。


2.4应用定位技术
        在此项技术当中,主要有几何图形与物理学等重要知识,这些知识也属于在工程测量中应用GPS定位技术的重要理论基础。在应用此项技术的过程中,其接收测量信号的主要对象即地面接收装置。在实际的工程测量当中,主要的GPS定位技术包含了动态相对定位技术以及静态相对定位技术。例如某项工程,测量人员在开展工程测量工作的过程中,主要采用了静态相对定位技术,正式测量前,测量人员在施工现场范围中成排摆放接收设备,随后对其展开定位观测,通常会观测40-45min左右。当完成静态相对定位时,现工程的测量人员应当及时分析定位的最终结果,以便确保其和现实间差别较小。此工程采用的定位方法便于操作。然而需要注意的是,动态相对定位技术的测量基础主要是载波相位观测,而在实际测量时,现场需要装设相应的控制基站,所用接收器为连续接收设备,如此便能从各角度进行观测,将充足的动态数据提供给测量工作人员。
3应用案例
        某项目需要测量征地范围内地形,总计应测量的面积为35km2左右。由于现场拥有极为复杂的地势,如果测量人员运用传统的测量技术,便难以快速完成全部任务。最终测量人员选择借助GPS-RTK技术展开测量。现场放置了双频的GPS接收设备,垂直向RTK的标称精度是±(基线长度×1ppm+20mm),而水平向RTK的标称精度是±(基线长度×1ppm+10mm)。
3.1架设基准点
        在架设基准站前,测量人员必须对架设的位置进行合理筛选。此项目应将测量基准站设置到没有遮挡物且开阔的位置,并且确保周边没有无线电干扰以及高压线影响,同时确保基准站可以彻底覆盖整个工程现场。在具体操作过程中得知,不能长时间读取GPS-RTK的测量信息数据。现场测量人员经过排查得知,现场周边存在水库,其水面的反射作用对GPS测量技术产生了干扰,使得范围内接收信号的能力变弱。将各类影响因素排除掉之后,对接收设备展开重新调整。对移动站以及基准站进行连接,在此过程中应当确保二者所设置参数统一,同时确保能够顺利应用数据链接的重要功能。
3.2控制基础、测量各点
        测量人员应当根据测量实际要求设置网状的点位,以便对测区内部点位加以有效利用来加密控制点,从而确保总体GPS控制网的安全性能得以提升。需要测量的点主要有坑道、地质点、钻孔和槽探端点。其中,在测量坑道口的时候,测量人员必须严格遵循设计要求的坐标展开测量,同时把2个图根点设置到坑道口,以便顺利架设全站仪,最终合理管控坑道的方向与深度[3]。
3.3统计精度
        此项目的测量人员在检验野外测量结果精准性时主要应用了以下几类方法:
        ①将移动站架设至已知点,以便对有关的信息数据加以采集与归纳,随后合理比对相应坐标以及测量数值。此项目对8个已知点进行了检测,最终得到的数据精准、真实;
        ②测量人员在不同的时间多次测量特点相同的81处点位,同时对各时间段差值进行比对,继而经由反复核对和整理以确保所得数据真实、准确;
        ③借助全站仪对相邻地质点(总计点位36个)的高差以及距离进行检验。
        以上几类方法一共检验的点位为125个,最终的检测精度与项目实际工程测量需求相符和。
结论:总体而言,在工程测量当中合理应用GPS-RTK测量技术,除了能够使项目的野外工作质量、效率提高,也可以在一定程度上确保测量值精准可靠。在实际应用过程中可知,GPS技术观测耗时不长、所测数据较为精准且拥有强大的功能,因此其在测量阶段优势极为明显。
参考文献:
[1]任士峰.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].世界有色金属,2019,No.538(22):261-262.
[2]于文辉.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].门窗,2019,No.163(07):114-114.
[3]汤栋梁.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].科技经济导刊,2019,v.27;No.679(17):83-83.
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