摘要:近年来,随着计算机信息技术不断发展,GPS技术越来越完善,并且在多个领域得到了广泛应用,工程测量行业也不例外。除了普通工程测量,GPS技术在精密工程测量领域也发挥着越来越大的作用。相较于GPS普通控制测量,GPS精密工程测量存在很大差异,包括坐标基准、精度要求、数据处理以及外业测量等。因此,测量人员应当深入研究GPS技术在精密工程测量中的应用,充分发挥该技术的优势,有效提高测量数据的精确性、可靠性,推动精密工程测量行业健康、稳定发展。文章探讨了GPS技术在工程测量中的应用原理与应用优势,并针对GPS在精密工程测量中的应用进行具体分析[1]。
关键词:工程测量;GPS技术;应用
引言
当今世界科学技术发展迅速,许多行业都逐渐应用现代化的科技元素,极大的推动了行业的发展进程。就GPS技术而言,其本身是作为一种全球定位导航技术,通过融入多种现代化的计算机与信息技术,使得其在工程测量领域大放异彩,凭借操作简便、测量精度高等优势迅速渗透到各个行业领域,已经成为当代工程测量中一种非常重要的测量技术。
1GPS概述
1.1系统组成与原理
GPS中译为全球定位系统,其组成包括三个部分:第一,空间部分,即卫星群;第二,控制部分,即地面监控系统;第三,用户部分,即用户GPS接收机。空间卫星群共有24颗卫星,其中工作卫星21颗,备用卫星3颗,在六个不同的轨道面上分布着;在整个系统中,地位最为重要的是应属地面控制部分,其组成部分有三个,分别是监测站(5个)、注入站(3个)和主控站(1个),其主要的分布地点集中于美国,并且其军事基地也有分布。用户GPS接收机的组成包括电源、天线和主机三个部分,其主要功能在于对GPS信号进行获取、追踪以及测量。GPS的工作原理是基于距离交会法,通过在某一地点布置GPS信号接收设备,然后至少三颗卫星会进行GPS信号的发射,并被接收设备所接受,通过分析所接收的全部信号数据,进而对卫星和接收器之间的距离进行计算,同时对发出信号卫星的具体位置进行计算,最后形成方位的三维坐标。
1.2GPS测量技术
GPS定位系统包括地面监控系统与卫星系统两种。通过这一系统进行测量所获得的数据能够进行传输至工程监控站,然后这些数据通过工作人员的整理分析后,对卫星进行控制,实现相关指令的发送。通过专业的数据处理设备的使用,并在GPS系统的定位下,工程测量人员实现对测量数据的计算,最终获得测量结果数据。通过距离交合法的使用,GPS系统能够快速的定位需要测量的位置,由于是分析大量的信号才得出的结果,因而具有较高的准确度。并且GPS技术测量过程中采用的是固定坐标,这一坐标系统的优势在具有较高的稳定性,能够在测量数据进行传输的过程中保持稳定的信号,同时对于测量结果准确性的提高也具有明显的帮助。GPS测量技术无论是在航空导航领域,还是工程测量、土地测量等方面,都能够适用,具有比较广的适用范围,而且测量过程中自动化、智能化水平较高,便于使用,同时定位也非常准确。
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2技术特点
GPS技术有着很多的特点,下面对他几个主要的特点做以简单的介绍;(1)不受限,不管在什么地方,什么时间都能够全面的检测到,其主要的原因是由于在近地面中设置的卫星能够覆盖到地球中所有的地方,通常情况下,在任何一条公路上,在任何的地方都能够在同一时间观察到四颗侦察卫星,所以在进行定位的过程中不会受到位置和时间的限定。(2)不会受到自然环境的影响。在工程测量中,以前使用的比较传统的测量方式,在天气环境比较恶略的情况下会很容易被影响,没有办法保证测量的准确性和测量人员的安全,但是现的GPS技术很好的避免了此类的问题,纵使在自然环境,或是天气状况很糟糕的情况下依旧可以进行准确的测量,让测量人员能够在足够在规定的时间内完成测量任务。(3)节省时间,在工程测量中使用GPS技术早操作上非常的方便,从而节省了大量的时间,在目前公路测量的过程中,使用GPS技术可以在很短的工作时间内就能够测量出大量的数据来进行使用。除此之外,当今社会互联网技术快速的发展,很大程度上优化了GPS技术的使用,在只能平台的推动下,有些相关的设备已经实现了傻瓜操作,参与测绘的工作人员只需要把设备安放到需要测量的地方,仪器就会自动进行测量,工作人员只需要做好后期的养护与维修。
3GPS测量技术在工程测量领域中的常见方式与应用
3.1常规静态测量
常规静态测量主要利用两台或者两台以上的GPS接收机作为主要测量设备,分别安置一条或者多条基线位于GPS接收机两端。这种方式基本上可以实现同步观测4颗以上卫星的要求,且每时段可根据基线长度或者测量等级,观测四十五分钟以上的时间。结合实践经验来看,常规静态测量方式更加适用于建立全球或者国家级大地控制网体系当中,同时也比较适用于建立长距离检校基线当中,能够为工程测量工作提供更加安全、可靠的数据[4]。
3.2快速静态测量
快速静态测量方法主要在已知测站上安置一台GPS接收机,并作为基准站,完成连续跟踪所有可见卫星的方法。其中,移动站接收机可逐步作用于待测测站当中,结合GPS测量技术完成监控工作。一般来说,快速静态测量方法比较适用于工程测量与地籍测量当中,取得的效果较为显著。需要注意的是,测量人员必须全面掌握快速静态测量内容与应用要求,以夯实最终测量效果。
3.3准动态测量
准动态测量与快速静态测量有一些共同之处。也有着很大的差异,其中最大的差异就是在准动态测量是在接收机初始完成之后才开始测量的,要映射到每个站和每个站Cece几个观测时期数据,另外,为了确保移动台在移动期间不会丢失锁定,有必要在已知点采取措施进行初始化(除非使用启用OTF的软件时)。此模式可用于开放区域中的加密控制测量,轮廓测量,线路测量,工程定位和碎片测量。需要注意的事项也与快速静态测量一致。
3.4连续动态测量
连续动态测量与准动态测量基本相同。流式接收器在初始化后开始连续运动,需要定期自动记录数据。比如,在对在对移动的目标进行精准测量,公路中线测量确定,公路轮廓测量以及隧道的测量中都可以使用连续测量的方式,这样会使得测量的准确性更高。
4GPS测量技术在工程测量工作中的发展趋势
GPS测量技术在未来的发展中,将会朝着更加智能化、自动化的方向驶进。为进一步确保GPS测量技术在工程测量领域中的应用效果,本人认为研究人员应该加强GPS测量技术对信息方面的处理能力。结合目前来看,GPS测量技术在信息方面的处理能力显得有些薄弱,某些时候无法适应不断变化的工程测量需求。与此同时,GPS测量技术应该切实提升自身的精准性与高效性,可以从全面提升网络技术水平方面入手,切实加强业内网络性能,为工程测量数据的精准性、安全性提供基础保障。
结束语
GPS技术作为一种具有较高科技含量的现代化技术,由于一些其他因素的干扰,其测量精度仍然会受到一定的影响,无论是GPS系统中的接收设备、GPS卫星,还是卫星信号的传播,都会影响测量精度。因此,在应用的过程中需要引起注意,采取恰当的措施避免测量精度受到这些因素的影响。
参考文献:
[1]冯宇华.GPS技术在工程测量中的应用[J].四川建材,2016,42(01):252-253.
[2]林真勇.GPS技术在水利工程测量中的应用[J].河南水利与南水北调,2015(08):27-29.
[3]邓绍云.GPS技术及其在工程测量中的应用研究[J].科技视界,2015(06):50-51.
[4]吴迪军.GPS在现代桥梁工程测量中的应用综述[J].铁道勘察,2006(02):1-2+7.
[5]吉星升,董军,卢秀山.GPS技术在工程测量中应用现状及其局限性[J].山东科技大学学报(自然科学版),2001(04):85-88+102.
论文作者:吕坤,王迪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/22
标签:测量论文; 技术论文; 工程论文; 接收机论文; 静态论文; 数据论文; 精密论文; 《防护工程》2018年第34期论文;