GPS工程测量技术原理及应用论文_刘建忠

GPS工程测量技术原理及应用论文_刘建忠

乐昌市不动产登记中心 512200

摘要:伴随着我国综合国力的提升,我国科学技术不断提升。涉及计算机和卫星等高端化技术开始融入到工程测量领域当中,优化和改善了工程建设的效率和水平,顺势带动社会整体的现代化建设和发展。随着我国通信技术快速的发展,GPS技术被广泛运用在了各个领域中,GPS技术是一种定位技术,尤其是在工程测量中占领着重要的地位,其推动着我国工程测量的有序的开展,提升了我国工程测量的质量与工作效率。

关键词:GPS;工程测量;技术原理;应用

引言

作为一种新型的测量技术,GPS之所以在工程测量中获得广泛的应用,主要是因为这种新型测量技术与传统的测量技术相比,具有许多明显的优势:不仅可以全天候作业,也能够无视是否通视,同时可以实现自动化操作,使测量人员的操作更简单,更重要的是它可以在较短时间内获得测量结果,并且测量结果精度也非常高。GPS具有简便的操作、高的精度而逐渐应用于工程测量中,如矿山工程测量,建筑工程测量、水利水电工程测量、地质灾害形变监测等领域,均取得了显著的应用成果。

1GPS定位技术的推广

事实上,自从上世纪八十年代后期开始,包括不同类型的地面测量仪器开始得以衍生和普及,令对应的工程测量技术也变得愈加完善。特别是持续到九十年代后期,工程测量和计算机等技术得以有机融合,其间一些传统的光学仪器逐步被全新的电子测量设施替换。如现阶段工程测量技术已经变得愈来愈数字化和智能化,能够针对测量活动和结果予以自动化控制,这些都为今后工程测量范畴实时性拓宽,提供了保障。截至至今,涉及卫星定位系统等高端化测量技术,在各个工程控制网络中普及,特别是经过GPS定位技术持续优化调整、对应软硬件资源不断更新健全后,开始形成一类能够快速且精准性确认三维坐标,同时又不会消耗过多成本经费的定位技术。这类基于GPS的定位技术,已然朝着国家大地网和城市工程控制网等深入使用,对于石油勘探、隧道贯通、地震形变检测、海岛和海域测量等,有着极为理想化的能效。如经过GPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统开发应用,加上美国AS技术成功解除后,涉及各类工程的单点定位精度全面增加,这些为日后我国石油物探点定位、地质勘查剖面测量等活动高效率组织,提供了持续推动力。

2GPS工程测量技术原理

2.1GPS系统的定位原理

在待定位置架设GPS接收机,将待定位置与已知位置的卫星距离进行测量,且按照两点间的距离公式组成方程组,最终计算出待定位置的三维坐标,这是GPS系统的定位原理。定位技术作为GPS测量技术中应用最为广泛的一项技术,可以在时间地点提供位置信息服务。定位技术主要包括三种:(1)CellID定位技术。利用基站Cell的信息让用户位置得到定位,利用基站定位用户位置,但是定位数据精度受到基站位置的分布以及覆盖情况的影响。(2)AFLT定位技术。通过对基站导频信息以及码片的方式,使用三角定位法获取最终位置。(3)AGPS定位技术。通过辅助无线网络让定位功能得以实现。

2.2GPS技术适应性强,测量精准度高

传统的工程测量方法容易受到外界环境的影响,无法实现全天候的测量,工作效率较低。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆GPS技术的适应性就很强,不会受到外界环境的影响,而且能够保持全天候工作,大大提高了工作效率。在工程测量的工作中,GPS技术能够应对各种环境条件,适应性极强。同时在工程测量中使用GPS技术,可以通过精确的范围定点,提高测量精准度。

2.3实时动态技术

实时动态测量技术也就是RTK技术,这项技术是一种新型的测量技术,这项技术不需要后续解算工作,可以实施获得厘米精准度的定位,常使用载波相位差分法。在地形测图以及工程放样工作中实时动态技术也得到了广泛的应用,让外业的作业效率出现了明显的提高。这项技术最大的特征就是测绘效果好、自动化程度高,对于外界环境的要求比较低,能够有效控制人为误差,减少外部因素的干扰。

3GPS技术在工程测量中的应用

3.1GPS技术在矿山控制网中的应用

矿山控制网的测量工作是矿山建设必不可少的环节之一,GPS系统在矿山控制网中的应用要根据矿山的实际情况制定,如在某金属矿山中选用GPS定位系统作为矿区的首级控制网,在首级控制网布设过程中一般采用边相连接的方式进行,控制网的平均长度应严格按照相关要求进行,一般控制在0.2~0.5km之间,在控制最弱的边上其相对误差也应不大于1/40000。此外,在制定控制网的过程中要尽可能的考虑其他测量手段的配合使用,将首级控制点布设在交通位置便利,视野开阔,易于保存的区域,可以有效的提高GPS的定位精度。在进行处理GPS定位获得的测量数据时,需要对数据进行基线解算和检核工作,可以避免人为误差导致测量精度降低。

3.2GPS测量技术应用到方量测量

方量测量计算也是工程施工中的一个重要环节。特别是路基取土场的方量,在征场地时,如何能更准确的计算出取土场的含土量,直接关系到是否征收问题。但用传统的测量方法,不仅需要观测点能够被观测仪器看到,同时在实际观测时,由于场地地貌或大小问题,不得不不断的改变测站位置以求测量全面,但还是经常出现有些必测的特征点观测不到的现象。这就为测量和计算带来难度。GPS测量则不然,无需通视走哪测哪的特点决定了它肯定比传统测量要简洁,使用GPS测量,观测的数据更准确,更全面,更能够反映现场的特征,从而为方量的计算做出了有力的技术保证。

3.3GPS技术在矿山、桥隧测量中的应用

GPS技术在矿山、桥隧测量中可以发挥很多重要的作用,包括探井、钻孔取样、确定坑口位置点、探槽、测量地形、测量钻孔剖面点及坐标放样等,从而保障矿区的控制点加密活动。另外,GPS-RTK技术在矿山、桥隧工程中的作业调度、地质填图等工作中也发挥了重要作用。GPS-RTK技术作为GPS技术的新发展,对提升工程测量的精确度具有重要意义。GPS-RTK技术准确性高、操作简便,可以借助卫星技术对三维坐标进行实时的准确测量,这些测量数据可以应用于测量对象的放样、中桩、点位等工作中,对桥隧、矿山勘测工作具有积极作用。

3.4GPS技术在施工水准点测定中的应用

精确测定施工水准点是保障工程顺利施工的基础,GPS测量技术在施工水准点测定中具有不可替代的作用。传统的普通测定技术会有预算方面以及提前考察方面的工作内容,在这一过程中便会产生很多漏洞,直接就导致了测量结果的不准确性,这对后续开展工程施工埋下了很多隐患,无法保障工程施工的顺利进行,同时对工程质量也有严重影响。GPS测量技术的应用可以消除这些隐患,实现对施工水准点的精确测定,保障工程质量与工程施工进程。

3.5海上工程

后处理差分GPS技术可以进行大比例尺测量,在海上工程测量工作中,为了达到更好的效果,要使用差分基站和船站的接收机,两个站点同时使用接收机测量导航信号,再经过基站展开校正,在测量之后及时修正数据。后处理拆分GPS技术需要接收站处理超过三个导航信号,将信号和数据在一个计算机中进行分析处理。最后使用后拆分软件对处理结果进行校正,观测数据的校正要使用时间对应法,来获得精准坐标。最近几年,国家资源短缺愈发明显,对于海洋资源的开发成为了能源开发的重要项目,随之海上工程逐渐增多,让后处理拆分GPS技术获得了更加广阔的应用空间。

结语

综上所述,GPS技术具有独特的优势,具有高效的定位效率、高的定位数据精确度、灵活的定位时效和宽泛的应用环境等特点,致使GPS技术因自身的优势而广泛应用于矿山工程测量、建筑工程测量、水利水电工程测量、权籍调查、地质灾害监测等领域。

参考文献:

[1]陈帅,袁顺新.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].江西建材,2018.

[2]鲍捷,王志华,孙熙.GPS技术在工程测量中的应用[J].经纬天地,2018.

[3]洪嘉霖.GPS测量技术在工程测量中的应用研究[J].建材与装饰,2018.

论文作者:刘建忠

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第24期

论文发表时间:2019/6/24

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