江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队 212004
摘要:对于工程建设来说,GPS全球卫星定位系统在工程测绘当中得到应用,可以使测绘结果更加精准,为工程建设的设计开展提供数据支持。本文通过对GPS技术的测量方法概述,将其运用在实际的某工程测绘当中,通过平面控制、高程拟合、特殊环境等方向上的具体应用,对GPS技术在工程测绘中的优劣势进行总结。
关键词:卫星定位;测量精准度;高程拟合;平面控制
前言
在工程测绘的需求当中,GPS技术能够充分发挥其所具有的三维坐标高精度测算特点,并利用高程转换的一系列概念,使工程单位能够得到关于地球重力场的拟合模型。随着技术发展和进步,GPS技术可以在空间、地面、用户设备三个方向上进行协调,使得工程测绘的测量速度得到提高,并且操作简单、定位精准、经济性能良好。
一、平面控制测量中GPS的应用
(一)工程测绘任务
本文所研究的工程项目为某水利工程。作为湖内工程,该工程目的为洪水东调南下,要求开挖子槽,清除输水障碍,提高过流能力。工程测绘的主要任务主要分为两个方面,其一,对湖泊内条形地形图进行测量,长度50km,面积100平方公里。其二为子槽纵横断面测量,沿子槽中心进行实测,并摘取记录左右地面、滩地、堤顶等相关信息。
(二)GPS外业观测
利用GPS技术对测绘目标进行观测,需要首先建立控制网,并利用检验参数进行检验,结合地形、断面的测绘需求,将网型设置为条状,保证测区两侧彼此对称。在开始外业观测时应当注重周边环境,需要保证以下几个方面:GPS设备视野需要开阔,障碍物不能高于10°;远离大功率无线电发射源、具有反射效果的大型建筑物,避免受到信号干扰;保证周围大环境与小环境一致,避免因气象条件差异带来的误差。在观测时,应当按照要求锁定四颗卫星,观测历元15秒,观测时间根据观测对象的基线边长做出调整。
(三)数据整理
完成观测后,需要对观测到的数据信息利用软件进行整理。数据信息应当包含观测点、坐标差、基线量等相关数据,利用软件进行计算,最后得到内部约束网、绝对置信区间、平差数值等具体的信息,再将全部信息进行整理,按照要求绘制出比例尺为1:5000的测绘图,完成测绘。
二、水准测量中GPS的高程拟合
(一)水准测量准备
水准测量在利用GPS技术进行高程拟合之前,应当利用静态网进行对点布设,布设间隔一般为15km。这些布设点引三等水准高程,从而形成静态网的平面控制网,形成测区待定点。依照《技术设计书》的部分要求,将平面控制网进行首级平面控制测量,并利用WGS-1984进行无约束平差,其误差小于0.5cm,符合限差要求[1]。在实际工作中,还需要运用到基准投影的方式对残差进行分析,从而确定静态点、残差影响、参数转换、控制点转换等具体工作。
(二)外业观测
与前文平面控制测量中GPS外业观测的布置不同,在水准测量的高程拟合中,外业观测可以利用一名工作人员完成。在确保了精度能够保证要求时,工作人员可以背负测绘仪器到达待测的基本控制点上,通过数秒中的站立,在仪器当中输入特征编码,再将仪器显示内容利用电子手簿进行记录,即可完成外业观测。
(三)测量结果分析
在工作人员完成外业观测之后,即可将电子手簿中的记录数据上传至平差分析软件当中,通过软件对数据进行精度统计,最终得出四等水准测量结果。这些结果内容可以实现拟合后的GPS高程与水准高程进行对比,再利用公式1的高程误差公式将相关数据代入后进行计算,最终得出相对水准高程误差。
三、GPS技术在特殊环境下的应用
(一)GPS技术在密林地区的测绘
对于GPS技术来说,在茂密的森林当中开展测绘,受到树木、枝叶的遮挡,会使得设备对于卫星的信号接收存在大量的损失,出现频繁失锁现象,接收器所接收到的信号十分片面,且异常微弱。在以往的作业中,通常会选用破坏树木或者在地面点位安置接收器的方式,前者对于环境有着不可逆转的破坏,后者较为适用于落叶期,无法得到广泛应用。经过多年实践,利用绳索将接收器天线吊置在树上,并做好隐藏。这种方式既保证了设备安全,又能够达到最佳的观测效果,同时也避免了砍伐树木造成的自然环境破坏。
(二)GPS技术在近水区域的测绘
近水区域视野开阔,无遮挡物,但通常由于控制点过多,造成较为严重的多路径效应。同时由于缺少重复观测,观测数据的准确度也不高。为了解决这一问题,可以采用航空摄像的方式,对大面积水区域进行反复观测,保证数据真实客观。
(三)GPS技术在高山地区测绘
高山地区的GPS测绘也存在一定的特殊性。在这一地区常常遇到的问题有两个方面,一是山地起伏大,天空视野不够开阔,可接收信号稀少,GDOP值大[2];二是山区光滑岩面在太阳光照射下会反射信号,作业时间收到严重限制。对于高山地区的测绘来说,目前的技术条件智能通过寻找最佳观测点的方式来克服困难,通过时间、位置、可视卫星的选择,最终提高观测效率,保证观测质量。在选点过程中,工作人员可以充分利用现场踏勘、卫星信号范围测量以及卫星预报的精准程度的判断等方式来确定最佳观测点,完成观测作业。
结论
在现阶段的工程测绘当中GPS技术的应用可以保障观测精度,使测量数据更加精准无误,又能够提升测量速度,通常几十分钟的实践就可以完成测量,这些优势使得GPS技术拥有十分广阔的应用空间与前景。但是,GPS技术对于环境的要求更高,相较于传统技术,软件产品缺少成熟的统一规范。这些问题仍旧是研究人员需要面临的重大难题。
参考文献
[1]王霜. GPS测绘技术在工程测绘中的应用探析[J/OL]. 世界有色金属,2017,(09):221+223.
[2]蔡炳堃. 关于GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J]. 山东工业技术,2016,(01):82.
论文作者:成强生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/18
标签:高程论文; 测量论文; 技术论文; 工程论文; 数据论文; 水准论文; 平面论文; 《基层建设》2017年第30期论文;