工程测量中GPS技术的应用及精度的探讨论文_谢锐明

工程测量中GPS技术的应用及精度的探讨论文_谢锐明

东莞市交建路面工程有限公司 523000

摘要:城市化进程的加快让我国的建筑行业逐渐蓬勃发展起来,这也带给建筑企业更大的竞争压力,而精度和质量则是其发展的根本,更是时代发展的重要标志,在工程测量中GPS技术的应用逐渐繁盛起来,其作为一种新兴的测量技术在工程测量中发挥着重要的作用。

关键词:工程测量;GPS技术;应用及精度

前言:

工程测量是测量学范畴的重要组成部分。测量学的出现是时代发展的产物,应社会实际需求为生的一门科学学科。同时,测量学的出现为人们的生产和生活解决许多实际问题,实质上是人们在自然界得以生存和发展的一种手段和工具。任何一种建筑工程的开展本身是一种涉及范围较广、持续周期较长的工程。因此,要想确保整个工程施工的准确无误,必须做好工程测量这环节的工作。工程测量技术从产生到现在,经历了无数次的升级换代,GPS技术作为新时期在工程测量中频繁应用的新型技术,具备着定位精度高、全天候操作以及操作简单等优势,正在发挥着不可比拟的作用,预示着我国工程测量光明的前景。

1 GPS测量技术的发展

GPS又称为全球定位系统,其最初产生于美国,于1994年获得全面发展。其所应用的领域非常广泛,包括海、陆、空等空间的应用。其实施的是三维导航系统,结合了卫星导航和定位系统,提升了测量的精度和速度。并且,GPS能够提供点、线、面的三维坐标体系构建,并结合相关的数据处理功能,能够提供全天候、高精度、高效益的服务。也正因为GPS所具有的此种优势让其在大地测量、摄影测量等等领域表现出色。GPS技术在工程测量中实现了实地定位、获取实时信息,准确的锁定地理信息,缩短了在此环节耗费的时间。但是,该项技术存在数据丢失等风险,因此,务必要结合其他技术加强对数据的管理。

2 工程测量中 GPS 技术的具体应用

2.1 在公路测量中的运用

现如今,公路的设计实现了CAD 化,同时可以通过运用一些具备特定功能的软件达到地面的数字化测绘。在对公路进行勘测设计的时候,可以将内外业一体化实现,这对于促进公路的发展有着特别重要的作用。但是,目前这也是制约公路设计进步的因素。在进行公路设计的时候,一般的测量方法会使得工作量增加,工作效率也比较低,这样就会造成设计周期延长。而通过运用 GPS 技术在公路测量之后,可以在快速静态或者静态方法的支持下,在公路的沿线将总体控制测量建立起来,从而为勘测奠定基础。在公路进行施工的时候,可以通过GPS技术将施工控网建立起来,以确保隧道、桥梁的质量。在建设公路的时候,也可以通过应用GPS技术提升其工作效率,并且也提升社会效益和社会效益。

2.2在矿山测量中的运用

目前,我国能够运用的土地资源是相对少的,特别是那些在海域附近的城市,如果要将城市的规模进一步拓展,则要通过很大范围的围垦建设。而围垦建设是不与海岸临近的,不过还是会有受到潮汐影响的位置的施工或者在水上建设的施工,这样会造成不能运用通常的测量技术,此时就可以运用 GPS 技术,充分发挥其的作用。在进行的加密矿区控制的过程中,可以运用 GPS-RTK 技术,此技术对于钻孔剖面点、地形测量、取钻孔、探井、坑口位置点、坑口与地质点的坐标求测、放样等都起着特别重要的作用。

2.3 GPS 在水下地形测绘中的运用

在以前进行水下地形图的时候,不仅会运用到很繁琐的方法,也会使用很多专业工具,比如基于超声波原理的潮位仪、测深仪等设备,这些设备很难进行掌控,并且设备的成本也比较高,也很容易受到外界环境影响,从而产生测量误差。不过在运用 GPS 系统之后,仅仅需要将潮位仪、测深仪、差分 DGPS 接收机以及终端设备连接到一起,则能够建立一个自动化水下测绘系统。DGPS 接收机是对差分基站、GPS 卫星的信号进行接收,同时可以运用基台校正数据将船蹬S的误差降低,比如船进行行驶之前,可以先在计算机中将测量的起始坐标输入,在进行测量的过程中就可以通过应用 DGPS 接收机在计算机系统内输入测量的坐标值,之后对坐标间进行转换与计算参数,系统中的显示屏就可以对导航的参数和航行的路线进行实时显示,如定位时间、偏离航线的距离、基线方向角等参数。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在测量的过程中,进行测量的相关工作者就能够根据导航监视器对航向进行修正,并且在定位和测量的过程中,就能够将这些自动记录在计算机中,同时可以进行保存。

2.4 GPS在监测工程变形中的运用

在进行工程建设的时候,常常出现一些问题,比如工程变形问题,这对工程造成了很严重的影响。而造成工程变形的有很多因素,不仅与工程的实施有关联,而且也与环境有关联,这些因素可分成两种,其一是因为建筑物受到外部环境的影响而产生了位移,比如资源开采地面沉降、建筑物沉陷等; 其一是由于人为因素造成的地壳或者建筑物变形,这将建筑局部甚至于整体的受力状态改变,比如因为由于在水负荷的重压下出现的大坝变形。在此种状况下,因为 GPS 技术具备高精度的三维定位效果,从而在监测工程变形获得了很广泛的应用,成为了主要的方法,比如在监测工程变形的过程中,在大坝变形中运用 GPS 测量技术,能够很迅速地将精度范围 1.0PPm ~ 0.1PPm 的数据监测到,这样对于确保大坝安全有特别重要的作用。

3 工程测量中 GPS技术精度分析

3.1 GPS卫星定位影响测量结果

在 GPS卫星定位的作用下,通过 GPS测量技术可以得到测量数据,因此 GPS精度与 GPS卫星的定位精准度有很大的联系。现如今,我们所运用的单点定位会造成卫星星历的测量结果很不准确,与卫星的实际位置不一样,从而造成误差的出现。此种误差会使得 GPS测量精度不准确,所以必须要运用区域性的 GPS跟踪网对 GPS卫星轨道进行准确的定位。因为单点定位具备比较低的精度,没有办法得到高精度的结果,所以在运用 GPS进行测量前,必须对接收设备的天线相位中心的稳定性进行检测,并且要以导航电文所得到的卫星轨道为准,将跟踪站地心坐标的精度保持住。由于卫星在运行的过程中,会受到摄动力的影响,造成复杂多余的卫星轨道的出现,除此之外,要运用加权约束基准获取 5cm以上的相对坐标值。这个时候,仅仅通过数据分析跟踪基站则可以将轨道误差修正,从而将精密的星历传送给客户,提升了 GPS测量的精准度。

3.2 接收设备对 GPS测量精确度的影响

接收设备在进行信号接收的过程中,如果信号的输入强度和方向发生了改变,则会对相位中心的位置造成很严重的影响,使得实际的与理论的相位中心的位置不同,所以接收设备的接收机位置、接收天线相位中心位置与 GPS测量精确度有很大的关联。由于天线相位中心在达到测量稳定值的时候,才可以进行测量,这样就可以得到准确的测量结果。除此之外,也要对接收设备的野外作业性能进行检验,保证接收设备具备野外实地测量的性能。最后,我们需要考虑的是,若测程不一样,精度能否产生更改呢? 如果在测量时间内,测量地点的环境温度出现了改变,精度能否产生更改呢? 并且也要考虑频标的稳定性对于精度的影响。我们在对接收设备的这些问题后进行深入分析后,才可以编制出最佳的、与实际符合的 GPS测量计划,从而确保测量工作的顺利进行,降低接收设备对于精度造成的影响。

3.3 GPS测量精确度受卫星信号传播影响

在卫星信号进行传播的时候,会有很多因素会对传播路径产生影响,比如大气层对信号的折射、电离层的弥散特性等,这些使得传播速度发生改变,传播路径产生偏差,最终会对 GPS测量精度产生影响。所以,要运用实现多路径或者降低电离层的措施将误差降低,从而有效的精致精度。首先,能够通过电离层模型对 GPS测量进行修正。运用导航电文提供的电离层模型可以对单频 GPS接收机进行修正,并且也可以运用到其他电离层模型进行修正; 其次,也可以运用同步观测值求差法将 GPS精确度提升。因为卫星信号在到达各个观测站的时候具备路径相近与相似介质情况的特征,可以通过两台接收机达到同步观测,取其差,使得电离层的折射得到有效的降低。最后,运用双频观测可以测量两个伪距,根据信号频率折射与电离层的特征,通过测量结果获取电离层改正数,从而提升测量精度。

结束语

总而言之,在工程测量工作中应用 GPS 技术之后,可以将其工作效率提升,降低测量误差的产生,有很大的发展前景。不过,在 GPS 测量中,其精度会受到接收设备、卫星信号传播和 GPS卫星等因素的影响,导致误差的出现,我们必须利用有效的对策,对其精度进行控制,从而确保工程质量。

参考文献

[1]杨涛,葛俊洁,李路.GPS 测量技术及其在工程测量中的应用[J].电子测试,2016(06).

论文作者:谢锐明

论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/9

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