GPS技术在工程测量中的应用

发表时间:2021/5/7   来源:《城镇建设》2021年第4卷第3期   作者:朱柯1 侯焕宁2李豹3
[导读] GPS测量技术普遍应用于工程测量领域中,具有测量时间短、技术含量高、精确度高等优点,较好地弥补了传统常规工程测量的不足,极大地促进了工程质量的提高。
        朱柯1 侯焕宁2李豹3
        济宁市勘测院 山东省济宁市 272000
        摘要:GPS测量技术普遍应用于工程测量领域中,具有测量时间短、技术含量高、精确度高等优点,较好地弥补了传统常规工程测量的不足,极大地促进了工程质量的提高。基于此,本文主要结合工程实践,就GPS测量技术的特点,及其在工程测量中的应用做了一些分析系统分析。
关键词:GPS测量技术;工程测量;应用
一、GPS测量技术基本特征
        1.1便捷化操作
        GPS的测量技术,其自动化的程度相对较高,实际操作更具便捷性,体积上日益小型化,实际观测期间,需整平处理中天线,掌握好天线实际高度后,打开电源,借助GPS的测量技术便可进行自动化观测,再看自动接收了相关测量信息数据之后,便可快速获取到被测点三维的坐标,应用便捷性优势较为突出。
        1.2高精度定位
        GPS的测量技术最大特征在于其具备高精度定位这一优势,GPS双频接收装置精度一般为5mm+1*D,相对比红外仪表5mm+5*D较为接近,但长距离的定位方面,GPS的测量技术优越性相对较高,距离约长便越能够体现出该GPS的测量技术精准度优势。借助GPS的测量技术,自动观测能够实现,可自动接收测量信息,获取被测点三维的坐标,测量操作精度性较高。
        1.3可实现全天候的观测
        GPS的测量技术所具备的基本特征,往往决定GPS能够实现任何地点开展观测操作,不会受时间与空间上的各种限制作用,连续性观测能够实现,且还不会受到各方面环境因素所限制。GPS的测量技术,其实际观测时间想到较短,在GPS相应控制网内部,各个观测站实际观测时间均超过40min。若观测期间选用快速静态的定位方法,则能够将GPS的测量技术实际观测的时间缩短。
        1.4可实现快速定位
        GPS的测量技术,属于先进的一种科学技术方法,每项配置均相对完善化,定位期间运用实时化动态定位的模式,可实现快速定位,可提供出三维的坐标,具体期间有着较高效率。观测站相互间无需通视,选点方面灵活度较高,但需保证观测站所在上空开阔,防止其会对GPS接收卫星信号产生不利影响。
二、GPS测量技术的分类
        2.1静态相对定位。
        静态定位技术指的是,对于静态测量点,使用两台及以上接收器,通过全球卫星定位系统对测量点的位置信息进行处理与计算,最后得到测量点的准确空间信息,同时,通过与某已知点位置信息的结合处理,能够得到其他测量点的位置信息。由于静态相对定位技术具有较高的精准度,因此在工程测量领域应用的十分广泛。
        2.2动态相对定位技术
        动态相对定位技术是指运用GPS技术对于移动物体进行位置、速度、加速度以及时间参数的测定。通过在运动物体上安装GPS信号收发装置,便能够通过全球卫星定位系统在该物体移动时获得其运动数据。与静态相对定位技术的区别是,动态相对定位技术需要在测量对象上安装GPS信号收发装置。
        2.3RTK技术
        RTK技术中文全称载波相位差分技术,是目前在我国建设工程领域测量工程中应用最多的GPS相关技术,已经被普遍运用到地图测绘、工程点测设等领域。RTK技术具有操作简单、设备轻便的特点,只需一人便可完成操作。通过手持地面终端,既可以测量被测点的空间信息数据,又可以通过坐标信息测设目标点,同时还可以使用计算机软件将测得的空间信息形成地形图。
三、GPS测量技术在工程测量中的应用
        3.1控制测量
        在进行工程测量时,要根据实际情况的不同来选取不同的测量方式,GPS测量技术中的测量方法主要包括动态测量方法和静态测量方法,这两种测量方法都具有各自的优势。GPS静态测量法可以应用在互通式立交桥、隧道或者特大桥梁等大型建筑的测量上。在控制测量一些大型的建筑物时,还要建立具有特定精密度要求的控制网。

GPS动态测量法可以应用在一般公路的测量上,其相对要求较低,在进行GPS动态测量时,定位精度是波动的,而且其获得的数据是实时数据,当测得的精度达到预期的要求时,测量才会停止。
        3.2施工水准点的测定
        施工水准点的测定是工程测量中不可或缺的技术,在传统的测量技术中没有预先考察和预算这个步骤,在测定施工水准点时常常会出现各种的漏洞,不能保证测量精度。施工水准点测定的测量结果不仅会影响施工,还可能会对整个工程造成影响。而GPS测量技术的应用可以精确定位临时水准点,从而保证测量结果的准确度和精度。
        3.3大比例尺地图绘制
        在建筑施工中,地形图中的比例大小与实际情况关系密切,绘制地形图时要依照实际情况进行。应用传统的测量方法,工作人员的工作量大,测量的速度慢,因此测量时要花费很长的时间,并且准确度也不是很高。GPS动态测量技术的应用,可是实时获取数据,,相应的参数可在沿线的位置上停留的过程中获得,并根据其具体特征和属性进行处理,从而分析出更多的数据,最后,综合所有的数据,应用绘图软件制作出地形图。相比传统的测量技术,GPS测量技术的精度和速度都具有一定的优势,从而使得其在测量和绘图上应用广泛。
四、GPS测量技术应用中的问题
        4.1测站点设置问题
        在设置首级控制网时,测站点的选择发挥着非常重要的作用。GPS测站点应选择基站周围障碍物的高度角小于10°,视野开阔的地段。测站点周围不应当有GPS信号反射物,避免造成多路径误差。此外,测站点周围应当具有利于发播、传送差分改正信号的条件。选取测站点周围应当具有尽可能的开阔空间,在10°-15°高度角之内不能有成片的障碍物。测站点周围大约200m范围内不应当有强电磁波干扰源,如高压输电线、大功率无线电发射设施等,以免电磁波对GPS卫星信号的干扰。测站点不应当设置在对电磁波信号反射较为强烈的地物、地形上。
        4.2 GPS网基准点选择问题
        要把GPS定位成果应用到坐标体系中,GPS网就应当和既有的GPS点进行联测,并且联测的总点数应当大于3个。点的分布和误差直接影响着GPS网的测绘精度,较大的基准点误差将会以系统误差的形式体现在观测值的残差当中,导致GPS的定位结果发生扭曲变形。所以,GPS数据处理的关键环节是选取可用的GPS网基准点。目前,国内只建成了A、B两级高精度的GPS网,由于点位密度相对较小,一直未能推广使用。因此,在进行GPS观测时,应当将国家大地点当作坐标转换时的尺度、方向和位置基准的依据进行联测。必要时还应当对进行联测的大地点做有效的检核,尽量确保基准点的精度。
        4.3环境影响问题
        白天中午,受电离层干扰大,共用卫星数少,初始化时间长甚至不能初始化,达不到测量要求。GPS-半径比其标称半径要小很多,工程实践和专门研究都证明了这一点,解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。
        4.4假值问题
        只有在初始化成功后解的类型不是浮点解而是固定解,利用GPS仪器实施RTK测量才能够到达较高的精度。由于受到环境因素、处理软件等各个方面的影响,接收机的标准初始化程度容易导致平面位置出现偏差。可以采用以下方法防止假值的出现:第一,重新初始化后应当对两个已知点进行复测;第二,在观测前复测两个以上的已知点;第三,作业时观察高程值是否和实际相符合,是否有异常的高程值出现;第四,在进行室内处理时,应当对高程变化异常的点进行复查。
结语:
        总之,GPS测量技术具备操作简单、测量精准、稳定性高等优势,在工程测量中应用GPS测量技术,能够保证工程建设精准度与安全性得到提升,对保护人民生命财产安全意义重大。在工程测量工作中,要根据实际情况合理选用测量方法,不断改进GPS测量技术的应用方式,同时还要积极借鉴国外先进的知识与经验,运用最前沿的测量技术,促使我国工程建设质量不断提升。
参考文献:
        [1]张卫.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].建设科技,2019,(21)
        [2]罗毅.GPS测量技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究,2019,(02)
        [3]李明.工程测量中GPS测量技术的实际应用[J].中国高新区,2019(24)
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