摘要:GPS是一种被广泛应用的全球定位系统,该技术的实现主要是依赖于环球通讯卫星系统,通过与地面接收装置的遥感传递为用户提供经由技术架构定位出的时间、导航与三维坐标。社会的发展推动着数字化时代的变革,全球定位系统技术水平的提升使GPS技术成为了各个行业领域当中的有效工具。本文结合GPS测量技术的原理,分析GPS测量技术在工程测量应用中需要注意的问题,GPS测量技术在工程测量中的应用。
关键词:GPS测量技术;工程测量;应用
一、GPS测量技术原理及特点
1.1 GPS测量技术原理
GPS是Global Poaitioning System的简称――即全球定位系统,全球定位系统拥有的优势特点是:全天候、精度高、操作简便、高效益。GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点架设GPS接收机,在某一时刻同时接收了三颗以上的GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。
1.2特点
1.2.1定位精度高。一般的双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,红外仪的精度则为5mm+5ppm,GPS测量出的精度相当于红外仪的精度,但距离越长,GPS测量的精度优势就越明显。
1.2.2观测时间短。在布设GPS控制网时,各个测站的观测时间大概是30min~40min,如果应用快速静态定位方法,其观测的时间会更短。若是应用实时动态差分法(RTK-Real-time kinematic)能在5s内求得测点坐标。
1.2.3提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。
1.2.4操作简便。GPS测量系统接收机也在不断的改进、完善,其自动化的程度也在逐步提高:接收机的体积越来越小,重量越来越轻,这在很大程度上减轻了外业测量人员的工作紧张程度和劳动强度。
二、GPS测量技术在工程测量应用中需要注意的问题
2.1观测点的设置
GPS观测点的设置需要严格按照相关标准规划,只有保证观测点设置的科学性,才能真正发挥其应有的作用。为降低信号反射误差,应于开阔地区设置,并保证周围障碍物不超过高度角的10°,并远离强力的电磁波干扰源。
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2.2基准站的定位
RTK放线过程中一旦遇到不合适的基准站,则应当及时通过基于两点已知的多点定位法对基准站进行重新定位,保证基准站能够位于更好的观测区。对此,可以先行对已知点同流动站之间的WGS-84坐标进行定位,而后利用后方交会原理来测算基准站坐标,在此基础上根据相关点的独立坐标计算出参数,为基准站的定位提供更科学的依据。
2.3 GPS网基准点的选择
GPS的工程测量应用过程中,网络的架构是必要手段,唯有将GPS点整合并保证其网络构成中的总数大于三个,才能保证其应用效率。而该分布一旦出现误差,则将直接对测量精准度造成影响。因此GPS网基准点的选择具有着至关重要的作用。我国当前GPS网基准点的选择仅实现了两级,未被推广的原因在于点位密度不足。因此GPS的观测应当重新定位坐标转换的方位、尺度以及基准位置,整合成新的联测方案,最大程度保障基准点的完善定位。
2.4基线的解算
首先为保证基线解算的精确性,应选择精确度较高的基线作为起点;其次,鉴于GPS的观测时间限制,为了保证解算结果的准确性,应当在此过程中删除时间过短的卫星数据;再次,倘若卫星发生周跳的频次过高,应当将该时段的结果删除,确保解算结果的质量;再次,观测值还会受到多路径效应的影响,对此应根据实际情况对影响严重的数据予以删除;最后对受到对流层、电离层折射影响过大的解算数据予以删除,或者对出现的延迟情况进行更正。只有保证基线解算质量良好,才能提升GPS测量数据的精准。
三、GPS测量技术在工程测量中的广泛应用
3.1虚拟现实技术的广泛应用
相对落后的工程测量技术都是由工作人员进行实地操作,不管是什么施工环境都需要亲身实践,这种方式在非常复杂的地理环境中很容易发生事故,危及测量人员的生命安全,造成重大损失。然而GPS虚拟现实技术能够在计算机技术的帮助下描绘出模拟工程现场的地理环境,呈现一幅清晰的、逼真的三维图像,利用这些相关数据信息,能够制定出科学合理的工程测绘流程,能够明确在工作中可能遇到的困难和故障,做好充分的前期准备工作,以避免人员伤亡以及不必要的损失,GPS虚拟现实技术能够高效的完成工程测量工作,并且能够保证测量方案的可操作性、技术性以及安全性。
3.2 GPS定位技术的广泛应用
在工程测量中需要将观测对象进行多角度的定位才能准确掌握相关信息,而这就用到了GPS定位技术,它将结合几何学的知识以及物理学相关内容,通过太空中的卫星测量以及地面的接受设备进行精确的、全方位的考察。如今在工程测量领域广泛应用的GPS定位技术大致可分为两种,分别是静态和动态的相对定位,其中动态相对定位主要是利用载波相位测量,这种技术需要一个比较精确的控制点作为工程测量工作中的控制基站,对观测对象施行动态的连续观测,这有这样才能确保数据信息的准确性;而静态相对定位是通过多个地面接收装置通时对观测目标进行观测,最后由专门工作人员对结果进行对比分析。一般情况下GPS系统都是由24颗卫星构成的,它们围绕地球进行动态监控,在不受周围建筑的影响下,10°以上的水平角能够收到七个卫星所发出的信号,由于较高的物体会对信号的传播造成一定的阻碍,因此有时将惯性导航技术以及GPS定位技术结合起来,能够发挥更强大的测量效果。
3.3在测量施工水准点中的广泛应用
工程建设单位大多采用的是比较落后的水准测量技术,在准确度以及严密性上存在很大不足,因为技术缺陷造成的失误也时常发生,因此很多施工单位将水准点制定在100米和500米之间,这样距离较远同样也会给施工带来很多麻烦。但是通过GPS测量技术就可以确定水准点的范围,能够更好的保障施工建设,提高其工作效率。
四、结语
随着现代信息技术水平的不断提升,GPS的卫星导航系统精准性越来越高,定位能力也在精密的三维作用下实现了全天候与全球化。并且技术的保障也提升了GPS技术的保密性以及抗干扰能力。凭借着诸多优势,工程测量对于GPS技术的应用,将有利于直接推动工程测量质量的全面提升。
参考文献
[1]李刚.探讨GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].低碳世界,2014(11).
[2]张国强.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2014(02):41-42+45.
[3]胡云.GPS卫星定位技术及其在工程测量中的应用[J].科技创业月刊,2014(07
论文作者:齐佳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/26
标签:测量论文; 技术论文; 工程论文; 坐标论文; 基准论文; 基线论文; 基准点论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;