發(fā)布時(shí)間:2022-12-30 05:24:30
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的工程測量技術(shù)樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】測繪;工程測量;進(jìn)程
1.工程測量學(xué)新定義
工程測量學(xué)科是一門有著悠久歷史的應(yīng)用學(xué)科,它直接為各項(xiàng)工程建設(shè)服務(wù),并與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合,是測繪科學(xué)中最活躍的一個(gè)分支學(xué)科。對工程測量學(xué)科的一般定義是:城市建設(shè)、大型廠礦建筑、水利樞紐、農(nóng)田水利及道路修建等在勘測設(shè)計(jì)、施工放樣、竣工驗(yàn)收和工程監(jiān)測保養(yǎng)等方面的測繪工作,統(tǒng)稱工程測量學(xué)。為了適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需求,有必要對工程測量學(xué)科進(jìn)行新的定義。對工程測量學(xué)科的新定義是:工程測量學(xué)是研究地球空間(地面、地下、水下、空中)中具體幾何實(shí)體的測量描繪和抽象幾何實(shí)體的測設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論方法和技術(shù)的一門應(yīng)用性學(xué)科,它主要以建筑工程,機(jī)器和設(shè)備為研究服務(wù)對象,工程測量學(xué)科的研究服務(wù)領(lǐng)域主要包括以工程建筑為對象的工程測量和以設(shè)備與機(jī)器安裝為對象的工業(yè)測量兩大部分,在科學(xué)上可劃分為普通工程測量和精密工程測量。
2.工程測量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
2.1先進(jìn)的地面測量儀器在工程測量中的應(yīng)用
20 世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)了許多先進(jìn)的地面測量儀器,為工程測量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀和激光掃平儀等,為工程測量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化和數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)和測距導(dǎo)線網(wǎng)所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量;具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測量點(diǎn)的測距工作;電子速測儀為細(xì)部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.2傳感器的研究應(yīng)用與集成
傳感器是一個(gè)非常廣義的概念,可泛指各種能自動(dòng)化、高精度地采集數(shù)據(jù)的設(shè)備。GPS 接收機(jī)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的全站儀、CCD 數(shù)碼相機(jī)以及工程巖士位移伸縮計(jì)等都屬于傳感器。當(dāng)今,工程測量的高精度和實(shí)時(shí)性是保證結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型工程安全施工和運(yùn)營的重要保障。這就要求不同知識(shí)和專業(yè)領(lǐng)域的科技人員的共同合作,較全面地了解和掌握工程的安全狀態(tài),以綜合分析建筑物的實(shí)時(shí)狀態(tài)。因此,也就需要充分利用傳感器的自動(dòng)化和高精度的特點(diǎn),來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、處理和表達(dá)。這種需求極大地促進(jìn)了各種傳感器的研發(fā),并在各種工程中廣泛應(yīng)用。
2.3激光掃描儀的研究與應(yīng)用
激光掃描儀是近幾年出現(xiàn)的一種新型的傳感器,激光掃描儀的突出優(yōu)點(diǎn)是不需要反射合作目標(biāo),速度快、精度高,主要用于快這、精確地測定物體的表面形狀,尤其適合于形狀和結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的對象,如工業(yè)設(shè)備測定、古跡建筑等。在工業(yè)測量、古跡文物保護(hù)、土木工程文檔和交形雌測等方卣都得到廣泛的應(yīng)用,高速激光掃描儀,每秒可掃l2 萬點(diǎn),酉米之內(nèi)每點(diǎn)精度僅幾毫米。
2.4數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
測量工作者如何更好地使用和管理好長期積累或收集的人量測繪信息,更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù),其最有效的方法足利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)或GIS 技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng)?;鸨壤叩匦螆D和工程的測繪,是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。常規(guī)的成圖方法足一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱莆的野外工作,同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電孑經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪儀三者結(jié)合起米,形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測圖系統(tǒng)。
2.5三維工業(yè)測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求對生產(chǎn)的自動(dòng)化流程、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與監(jiān)控等進(jìn)行快速、高精度的測量、定位,并給出運(yùn)行軌跡或復(fù)雜形體的數(shù)字模型等。因此,興起了三維工業(yè)測量技術(shù),它是以電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影儀或激光掃描儀等為傳感器,在電子計(jì)算機(jī)和軟件的支持下形成了三維測量系統(tǒng)。三維工業(yè)測量系統(tǒng)分為三大類,以電子經(jīng)緯儀或全站儀為傳感器的工業(yè)大地測量系統(tǒng);以近景攝影機(jī)為傳感器的工業(yè)攝影測量系統(tǒng);以激光掃描儀為傳感器的激光掃描測量系統(tǒng)。
2.6大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展
全站儀的問世是現(xiàn)代地面測量技術(shù)發(fā)展的里程碑之,推動(dòng)了傳統(tǒng)地形圖測繪技術(shù)向數(shù)字測圖技術(shù)轉(zhuǎn)換。應(yīng)用數(shù)字測圖技術(shù)測繪數(shù)字線劃圖(DLG),并根據(jù)需要生成數(shù)字高程模型(DEM)。利用遙感影像,采用全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù),測繪大比例尺地形圖,可生成DLG,DOM,DEM 圖及三維景觀模型,為各種工程或城市建設(shè)提供高質(zhì)量,多形式的空間基礎(chǔ)信息支持。
2.7大型與精密工程測量成績顯著
隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,火型工程建設(shè)、超高層建筑物與構(gòu)筑物建設(shè)、火壩變形監(jiān)測以及自動(dòng)化生產(chǎn)線和超高精度的設(shè)備安裝等愈來愈多,對工程測量工作者來說是極大的挑戰(zhàn)。許多工程測量科技人員發(fā)揮了自己的聰明才智,以創(chuàng)造性的勞動(dòng),大膽地進(jìn)行技術(shù)革新或技術(shù)攻關(guān),解決各種技術(shù)難題,為各項(xiàng)大型和精密工程建設(shè)提供了可靠的測繪技術(shù)保障,出色地完成各項(xiàng)工程測量任務(wù)。
3.城市全球定位綜合服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)的興起
隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,信息化時(shí)代已經(jīng)到來??臻g數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(SDI)是支撐并形成信息化社會(huì)的一個(gè)必備的基礎(chǔ)設(shè)施。一個(gè)開放性的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施所要解決的主要問題和具備的基本功能就是實(shí)時(shí)地為所有的用戶提供精確可靠的時(shí)間和空間信息。連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星定位參考站網(wǎng)綜合服務(wù)系統(tǒng)就是當(dāng)代最為有效的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施之一。利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)在一定地域建立若干永久性、連續(xù)性衛(wèi)星跟蹤站(或基準(zhǔn)站),及相應(yīng)實(shí)時(shí)播發(fā)站組成,用戶通過各種數(shù)據(jù)通信手段,結(jié)合自身的衛(wèi)星跟蹤觀測數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)地獲得帶有時(shí)間標(biāo)志的仲置信息,用于.灰時(shí)精密導(dǎo)航、高精度快速實(shí)時(shí)定位、三維放樣和各類變形監(jiān)測。從而為城市規(guī)劃、施工建設(shè)、國土與地籍管理、基礎(chǔ)測繪、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)測、天氣預(yù)報(bào)、交通監(jiān)管、精細(xì)農(nóng)業(yè)等服務(wù),將為城市信息化提供了一個(gè)強(qiáng)有力的基礎(chǔ)設(shè)施和物質(zhì)保障。為“數(shù)字城市”提供重要技術(shù)支撐,這是城市全球定位綜合服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)興起發(fā)展的必然的趨勢。
關(guān)鍵詞:建筑工程 測量技術(shù) 質(zhì)量 現(xiàn)狀 發(fā)展 分析 應(yīng)用
在建筑企業(yè)施工的過程中,工程測量有著極其重要的作用 。因此就需要測量人員在測量的過程中,能夠認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行測量,同時(shí)將測量工作落實(shí)到每一個(gè)施工環(huán)節(jié),只有這樣,才能從根本上保障工程的安全性。
1 建筑工程施工測量概述
人們把工程建設(shè)中的所有測繪工作統(tǒng)稱為工程測量。實(shí)際上它包括在工程建設(shè)勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作。它是直接為各項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目的勘測、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工、監(jiān)測以及營運(yùn)管理等一系列工程工序服務(wù)的。
建筑施工測量的目的是把設(shè)計(jì)的建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程,按設(shè)計(jì)要求以一定的精度設(shè)計(jì)在地面上,作為施工的依據(jù)。并在施工過程中進(jìn)行一系列的測量工作,以銜接和指導(dǎo)各工序間的施工。施工測量的主要特點(diǎn):①測量設(shè)計(jì)精度要求高,其取決于建筑物或構(gòu)筑的大小、材料、用途和施工方法等因素。②施工測量工作與工程質(zhì)量及施工進(jìn)度有著密切的聯(lián)系。③施工現(xiàn)場工種多,交叉作業(yè)頻繁,并有大量土、石方填挖,地面變動(dòng)很大,又有動(dòng)力機(jī)械的震動(dòng),因此各種測量標(biāo)志必須埋設(shè)穩(wěn)固且在不宜破壞的位置。
施工測量的原則是非常重要的,施工測量和測繪地形圖一樣,也要遵循“從整體到局部,先控制后局部”的原則。即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng),然后以此為基礎(chǔ),測設(shè)出各個(gè)建筑物和建筑結(jié)構(gòu)的位置。 施工測量前的準(zhǔn)備工作也需要引起我們高度重視,主要有以下幾點(diǎn):①熟悉圖紙:總平面圖、建筑平面圖、基礎(chǔ)平面圖、基礎(chǔ)詳圖、立面圖、剖面圖等。②現(xiàn)場踏勘:了解現(xiàn)場的地物、地貌和原有測量控制點(diǎn)的分布情況。③平整和清理施工現(xiàn)場。④繪制測設(shè)草圖、擬定測設(shè)計(jì)劃。建筑施工測量的原則:先在施工建筑場地建立統(tǒng)一的平面高程控制網(wǎng),再在此基礎(chǔ)上,測設(shè)出各個(gè)建筑物。
2 建筑工程測量的重要性
在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工、管理各階段進(jìn)行測量工作的理論、方法和技術(shù)稱為工程測量。工程施工測量的主要任務(wù)是采用專用測量器具,通過一定的技術(shù)方法把設(shè)計(jì)圖紙的位置、數(shù)據(jù)、幾何形狀真實(shí)地放樣到實(shí)地。其測量放樣的成果直接影響著工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量等級(jí)、結(jié)構(gòu)、安全及建成后的功能。
測量作為建筑工程建設(shè)最重要的方式之一,在建筑工程規(guī)劃階段,必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃要求,測繪不同類型的文件資料以及比例尺寸,保障建筑工程豎向設(shè)計(jì)、總體平面規(guī)劃以及管道線路。在施工中,根據(jù)圖紙以及施工要求,做好建筑物高程以及平面位置規(guī)劃,將放樣正確的標(biāo)定出來;在測繪過程中,為了避免錯(cuò)誤以及誤差發(fā)生,必須根據(jù)工程環(huán)境以及技術(shù)水平,不斷改進(jìn)測量技術(shù)。
分析建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測量工作主要是為工程建設(shè)提供大比例尺地形圖,通過地面人工測圖與攝影測量成圖方式完成建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測量工作內(nèi)容。地面人工測圖是根據(jù)建筑工程總體到局部的原則,在測區(qū)內(nèi)建立平面和高程控制網(wǎng)點(diǎn),根據(jù)控制點(diǎn)測繪地形、地貌。
3 工程測量技術(shù)現(xiàn)狀
3.1 地面測量儀器 自從1980年以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測量儀器,使工程測量開始向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展,同時(shí)也開始出現(xiàn)了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段,比如:電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、光電測距儀、激光準(zhǔn)直儀、精密測距儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、激光掃平儀等,為工程測量創(chuàng)造了有利的條件,改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。
3.2 GPS定位技術(shù) 目前,GPS精密定位技術(shù)已廣泛地滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域,尤其是在大地測量學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域,如地球動(dòng)力學(xué),海洋大地測量學(xué),地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程測量學(xué)等方面的廣泛應(yīng)用,充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度和高效益。它的主要特點(diǎn)為:GPS點(diǎn)之間不要求相互通視,對GPS網(wǎng)的幾何圖形也沒有嚴(yán)格的要求,因而使GPS點(diǎn)位的選擇更為靈活,可以自由布設(shè);定位精度高,目前采用載波相位進(jìn)行相對移位,精度可達(dá)1ppm;觀測速度快。目前,利用靜態(tài)定位方法,完成一條基線的相對定位所需要的,根據(jù)要觀測的精度不同,一般約為1-3h;功能齊全,GPS測量可同時(shí)測定測點(diǎn)的平面位置和高程,采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量可進(jìn)行施工放樣;操作簡便。GPS測量的自動(dòng)化程度很高,作業(yè)員在觀測時(shí)只需要安置和開啟、關(guān)閉儀器,量取天線高度,監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)及采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù),而其它如捕獲、跟蹤觀測衛(wèi)星和記錄觀測樓數(shù)據(jù)等一系列測量工作均由儀器自動(dòng)完成;全天候、全球性作業(yè)。
在精密工程測量領(lǐng)域,由于工程項(xiàng)目種類繁多,精度需求變化大,工程規(guī)模和觀測的目的、條件、方法的多樣性,使GPS技術(shù)在精密工程測量中應(yīng)用多具有設(shè)計(jì)方案上的獨(dú)特性。
3.3 數(shù)字化測繪技術(shù) 光電測距、GPS以及計(jì)算機(jī)處理能力以及相關(guān)軟件程序的快速發(fā)展直接推動(dòng)了測繪技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展。對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言,數(shù)字化測繪技術(shù)帶來的測繪技術(shù)的革命化變化,具有更加精確、更加高效的測繪能力,是測繪技術(shù)在信息化時(shí)代進(jìn)行自我完善的一種表現(xiàn)。目前,我國建成和完善了數(shù)字化測繪技術(shù)體系,并向信息化測繪體系邁進(jìn)。通過國家財(cái)力、物力上的扶持和自身的努力,如今的我們擁有大量世界一流的數(shù)字化測繪技術(shù)裝備,如:全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)、遙感影像處理系統(tǒng)、圖形圖像編輯系統(tǒng)、1000M數(shù)據(jù)處理傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、高分辨率影像圖形掃描設(shè)備、AO以上幅面彩色噴墨繪圖儀、磁盤陣列存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)、數(shù)字處理和編輯系統(tǒng)等,從輸入到加密、測圖、編輯、輸出的設(shè)備及與之配套的軟件均采用了當(dāng)今國際上最先進(jìn)的裝備和技術(shù)。
3.4 攝影測量技術(shù) 攝影測量技術(shù)起著越來越重要的作用,已越來越廣泛地在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用,它的主要優(yōu)點(diǎn)為:自動(dòng)化程度比較高,方便操作,自動(dòng)影像相關(guān)代替了人眼觀測;功能強(qiáng)大,速度快,全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)不但包含了傳統(tǒng)攝影測量內(nèi)業(yè)處理設(shè)備的所有功能,而且具有傳統(tǒng)攝影測量設(shè)備不具有的一些功能;信息量大,成圖精度高,對1318幅面攝影干板按15um分辨率掃描,采樣間隔為5個(gè)像元時(shí),可得到四百多萬個(gè)離散點(diǎn);成果多樣化和信息化,產(chǎn)品多樣化是全數(shù)字?jǐn)z影測量的又一個(gè)重要特點(diǎn),能生產(chǎn)出地形圖,正射影像地圖,DTM和DEM數(shù)據(jù)等。所獲得的成果都是信息化產(chǎn)品,這樣便于修測、復(fù)制、存檔、資源共享和綜合利用。航空攝影測量是進(jìn)行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。
4 結(jié)束語
總而言之,建筑工程測量是工程建設(shè)項(xiàng)目施工中最復(fù)雜的工作之一,如何控制本工程測量放樣的精度,如何進(jìn)行系統(tǒng)地、高效地、全面地圖紙審核和快速準(zhǔn)確地提供施工測量數(shù)據(jù),是測量工作的重中之重,直接關(guān)系著最終工程的質(zhì)量。從測量工作的逐級(jí)控制原則出發(fā),嚴(yán)格執(zhí)行“項(xiàng)目部測量組施工測量復(fù)核監(jiān)理檢核”的三級(jí)管理程序,高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、高精度,為確保工程質(zhì)量獲結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供基本保障。
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關(guān)鍵詞:工程測量,測繪技術(shù),改進(jìn)建議,應(yīng)用
前言
在工程建設(shè)中工程測量是其中的重要環(huán)節(jié)。做好工程測量是順利實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的必然選擇。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,各種各樣的測繪技術(shù)迅速出現(xiàn)。這些現(xiàn)代意義上的測繪技術(shù)有效提升了測量精度。在工程測量中應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)能夠有效地提升測量水平,為工程施工提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。這對于推進(jìn)工程順利施工有重要意義。
當(dāng)前現(xiàn)代測繪技術(shù)主要指的是3S 技術(shù),3S 技術(shù)主要指的是地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS等。這三種技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用有效提升了測量精度。
1 現(xiàn)代測繪技術(shù)概述
3S 技術(shù)是現(xiàn)代測繪技術(shù)的代表。本文針對現(xiàn)代測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用主要是從三個(gè)方面來進(jìn)行分析的。下面就來詳細(xì)介紹3S 技術(shù)。
1)地理信息系統(tǒng)GIS
GIS 技術(shù)是一種以數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源的,測繪測量為基礎(chǔ)的,利用計(jì)算機(jī)編程為信息平臺(tái)來對工程空間進(jìn)行深度分析的技術(shù)。GIS 技術(shù)是基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立起來的一種以地理空間數(shù)據(jù)為對象的地理信息系統(tǒng)。
2)遙感技術(shù)RS
遙感技術(shù)本身是一種傳感手段。遙感技術(shù)主要是依據(jù)所有物體都在不停吸收、反射的原理創(chuàng)造出的一種專業(yè)化的測繪技術(shù)。遙感技術(shù)主要運(yùn)用幾何形態(tài)、相關(guān)的物理特性以及位置等相關(guān)指標(biāo)來進(jìn)行分析。利用遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別物體的功能,這對于工程測量的發(fā)展具有重要意義。
3)全球定位系統(tǒng)GPS
全球定位系統(tǒng)GPS 主要是一種為用戶提供高精度三維速度和三維坐標(biāo)的定位技術(shù)。全球定位系統(tǒng)自從誕生以來就獲得了廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)本身在陸地和航天方面應(yīng)用非常廣泛。在陸地上它可以應(yīng)用在大氣物理觀測、地球物理資源勘探、變形檢測、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測等領(lǐng)域。在航天領(lǐng)域主要應(yīng)用在飛機(jī)導(dǎo)航、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援等領(lǐng)域。
2 現(xiàn)代測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
當(dāng)前現(xiàn)代測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:高程控制測量和平面控制測量。
1)在高程控制測量中的應(yīng)用
在工程測量過程中一般要每隔一定的距離就設(shè)置高程控制點(diǎn)。相鄰高程控制點(diǎn)還要設(shè)置水準(zhǔn)路線,之后由各條水準(zhǔn)路線構(gòu)成網(wǎng)形就是高程控制網(wǎng)?,F(xiàn)代測繪技術(shù)在工程高程測量中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是建立起完整的高程控制網(wǎng)。在設(shè)計(jì)高程控制網(wǎng)的時(shí)候,一般要運(yùn)用等外閉合水準(zhǔn)路線控制的方法來進(jìn)行設(shè)置。所謂采用等外閉合水準(zhǔn)路線控制方法主要在測量過程中要根據(jù)后前前后的原則來對每一站進(jìn)行觀測。在工程測量中一般要用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀順時(shí)針觀測,然后再利用微傾水準(zhǔn)儀逆時(shí)針觀測。二是進(jìn)行計(jì)算。在這個(gè)階段是要計(jì)算視距和高差。在計(jì)算視距的時(shí)候要按照一定的公式來進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算高差的時(shí)候要高度重視誤差,嚴(yán)格限制兩次高差計(jì)算結(jié)果的誤差。針對兩次高差誤差大于5 mm 的情形,必須要認(rèn)真找出原因。只有這樣才能符合要求。三是要進(jìn)行檢核。在測量過程中還需要水準(zhǔn)檢核。在水準(zhǔn)檢核過程中必須要高度重視閉合差。當(dāng)閉合差超過一定界限的時(shí)候要進(jìn)行認(rèn)真分析,找出其中原因。在工程測量過程中閉合差不超過容許值的時(shí)候,誤差產(chǎn)生的機(jī)會(huì)將會(huì)是均等的。
2)平面控制測量
平面控制測量是工程測量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在工程測量中占據(jù)著重要位置。工程建設(shè)中所有資料的準(zhǔn)確性都與平面控制測量有很大關(guān)系。平面控制測量直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞,針對平面控制測量一般是采用交會(huì)法定點(diǎn)、導(dǎo)線測量以及三角測量等手段來進(jìn)行測量。
針對平面控制測量主要是通過在測量區(qū)域內(nèi)構(gòu)建出一系列的如四邊形、三角形、中點(diǎn)多邊形以及折線形等平面控制網(wǎng)來進(jìn)行測量。在這幾種圖形之中三角形應(yīng)用最為普遍。平面控制測量的主要目的是要實(shí)現(xiàn)對測定控制點(diǎn)的平面位置進(jìn)行精確控制。而要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的就必須要堅(jiān)持分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制、整體到局部的原則來進(jìn)行測量。只有堅(jiān)持這三個(gè)原則才能真正科學(xué)高效的控制。
3 改進(jìn)建議
各種測繪技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)下工程測量的必然選擇。在今后的工程測量過程中我們必須要加強(qiáng)以3S 測繪技術(shù)為主要手段的測量。只有這樣才能在實(shí)際施工過程中實(shí)現(xiàn)有效測量。當(dāng)然我們也要看到現(xiàn)代測繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中還存在薄弱點(diǎn)。在今后的實(shí)際測量過程中還要進(jìn)行不同程度的改進(jìn)。針對測繪技術(shù)的改進(jìn),我們認(rèn)為必須要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行改進(jìn):
1)實(shí)時(shí)性的改進(jìn)
在工程測量中實(shí)時(shí)性非常重要。工程管理人員及時(shí)獲取地理信息有利于及時(shí)做出科學(xué)決策,這對于提升科學(xué)決策水平是非常有利的。在今后的測量過程中要著重從實(shí)時(shí)性的角度來進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)前在工程測量過程中主要是采用內(nèi)頁電腦來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和流通,采用這種技術(shù)雖然能夠達(dá)到工程測量的基本目的,但是這種測量方法的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)。內(nèi)頁電腦的實(shí)時(shí)性不強(qiáng),在今后的測量過程中需要通過增強(qiáng)內(nèi)頁電腦的實(shí)用性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性等來提升內(nèi)頁電腦的性能并最終實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效、可控的數(shù)據(jù)。
2)地下數(shù)據(jù)的改進(jìn)
工程建設(shè)不僅需要明確掌握地上平面數(shù)據(jù),同時(shí)還要深刻了解地下的地理信息狀況。當(dāng)前針對地下地理情形的分析主要是通過平面測量法來實(shí)現(xiàn)的,采用平面測量法雖然能夠獲得一些基本數(shù)據(jù),但是對于實(shí)現(xiàn)整個(gè)目標(biāo)還是非常不利的。因此我們需要對地下地理信息獲取數(shù)據(jù)的手段進(jìn)行改進(jìn)。對地下數(shù)據(jù)的改進(jìn)可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行考慮:一是在利用平面測量法測量之前,要利用支導(dǎo)線進(jìn)行導(dǎo)線計(jì)算。之后要對被測量物的形態(tài)進(jìn)行高精度的設(shè)計(jì),只有這樣才能保證被測量物數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠;二是在測量過程中需要選擇高性能的設(shè)備以及制定科學(xué)的審計(jì)方案,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)有效測量。在測量過程中要深刻把握測量時(shí)間、測量環(huán)境等關(guān)鍵點(diǎn);三是要科學(xué)高效地進(jìn)行測量,在測量過程中要注重?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理,要保證對地下數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
3)水下數(shù)據(jù)獲取的改進(jìn)
在某些工程施工中需要掌握一些水下數(shù)據(jù)。當(dāng)前針對水下數(shù)據(jù)的獲取還沒有一種專門的技術(shù)和設(shè)備。目前主要是采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法與測探儀結(jié)合起來進(jìn)行觀測。還有一種方法是利用GPS 以及導(dǎo)航軟件對被測量船只進(jìn)行定位,然后制定測量船到達(dá)指定位置來實(shí)現(xiàn)對水下數(shù)據(jù)的有效監(jiān)控,在測量過程中還可以通過RTK等技術(shù)計(jì)算出平面坐標(biāo),從而最終實(shí)現(xiàn)測量??偟膩碚f當(dāng)前針對水下數(shù)據(jù)的測量主要是通過旁敲側(cè)擊的形式來實(shí)現(xiàn)的。所測的水下數(shù)據(jù)本身的準(zhǔn)確性并不高。因此針對水下數(shù)據(jù)的測量,在今后的發(fā)展過程中我們必須要加強(qiáng)這方面的研究,在今后的研究過程中必須要研究出一門專門直接測量水下數(shù)據(jù)的方法。
[關(guān)鍵詞]GPS 工程測量 實(shí)踐應(yīng)用
中圖分類號(hào):P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)40-0370-01
美國從上世紀(jì)七十年代開始研制全球定位系統(tǒng),歷時(shí)二十年,耗費(fèi)資金約200億美元,終于在1994年全面建成了利用導(dǎo)航衛(wèi)星測時(shí)、測距,能夠在海陸空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航和定位的全新的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。如今,GPS技術(shù)已經(jīng)成為了世界上最實(shí)用、應(yīng)用最廣泛的全球?qū)Ш?、指揮和調(diào)度的系統(tǒng)。隨著我周交通和建筑事業(yè)的發(fā)展,高速度、高效率、高精度的GPS技術(shù)在我國工程測量中的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大。
1 GPS工程測量技術(shù)的特點(diǎn)
1.1 觀測站之間無需通視
在測量過程中對于通視的要求很高,但是又要保證測量網(wǎng)絡(luò)具有良好的幾何結(jié)構(gòu),二者之間存在著很大的矛盾,這個(gè)矛盾一直困擾著傳統(tǒng)的工程測量。GPS技術(shù)在工程測量中的使用有效的解決了這個(gè)矛盾, 需要觀測站之問能夠通視,也就不需要使用覘標(biāo),極大的降低了測量的成本,同時(shí)提高了測量的效率,除此之外,可以十分靈活的進(jìn)行點(diǎn)位的選擇。
1 2 定位精度高
隨著技術(shù)的不斷的進(jìn)步,GPS的測量精度也隨之不斷的提高,其相對定位的精度存500千米的基線范同之內(nèi)能夠達(dá)到1-2×105,在500千米之內(nèi),100下米之外,其相對定位的精度能夠達(dá)到l06-107 。
1.3 觀測時(shí)間短
隨著GPS技術(shù)的不斷的發(fā)展,其觀測的速度不斷的提高,所用的時(shí)間在不斷的縮短,傳統(tǒng)的靜態(tài)定位方法受到接受衛(wèi)星數(shù)目的多少以及精度的要求的影響,其定位所需要的觀測時(shí)間般在40分鐘到180分鐘之問,而RTK技術(shù)的興起能夠有效的縮短觀測的時(shí)間,只需要幾秒鐘就可以完成觀測。
1.4 提供三維坐標(biāo)
傳統(tǒng)技術(shù)在工程測量中需要分別觀測和計(jì)算高程以及平面坐標(biāo),和傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)相比,GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用能夠有效地同時(shí)獲得平面坐標(biāo)和高程,直接得出三維坐標(biāo)。
2 GPS工程測量原理
GPS工程量在測距體制上使用高軌測距,工程測量最基本的觀測量為GPS衛(wèi)星和觀測站之間的距離。通過兩種方法來得到距離觀測量 第一,偽距測量,即根據(jù)接收機(jī)接收到的GPS衛(wèi)星發(fā)射的測距A/C碼和電文內(nèi)容,通過信號(hào)從發(fā)射到到達(dá)用戶接收機(jī)的傳播時(shí)間,從而計(jì)算出衛(wèi)星和接收機(jī)天線間的距離。但由于GPS衛(wèi)星時(shí)鐘與用戶接收機(jī)時(shí)鐘難以保持嚴(yán)格的同步,存在有時(shí)鐘差,所以觀測的衛(wèi)星與接收機(jī)天線間的距離均含有受到衛(wèi)星鐘與用戶接收機(jī)鐘同步差的影響,并不是真實(shí)值,習(xí)慣上稱所測距離為“偽距”。第二是載波相位測量,測定GPS衛(wèi)星載波信號(hào)存?zhèn)鞑ヂ窂缴系南辔蛔兓?,以確定信號(hào)傳播的距離的方法。其定位精度比偽距測量的精度更高,主要應(yīng)用是進(jìn)行相對定位。
3 GPS在工程測量中的應(yīng)用
與傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)一樣,GPS工程測量技術(shù)的測量的要求十分的嚴(yán)格。因此,在利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測量的過程當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)程的實(shí)際需要來選擇科學(xué)合理的測量方式,從而保證測量的精確性以及可靠性,為工程的順利建設(shè)提供參考依據(jù),同時(shí)也可以減少測量過程中的資金消耗,縮短測量時(shí)間,提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.1 GPS在工程測量點(diǎn)位選擇中的應(yīng)用
和傳統(tǒng)的丁程測量技術(shù)相比,GPS 工程測量技術(shù)的網(wǎng)具有靈活的圖形結(jié)構(gòu),而且在實(shí)際的測量過程當(dāng)中不需要各個(gè)觀測站之間進(jìn)行通視,因此其選點(diǎn)的工作比較簡單 首先對工程現(xiàn)場的相關(guān)的地理信息進(jìn)行收集,掌握原有的控制點(diǎn)的分布的實(shí)際情況,以此為依據(jù),選擇科學(xué)合理的觀測地點(diǎn)。觀測地點(diǎn)的選擇應(yīng)該遵循以下的一些原則:
3.1.1 點(diǎn)位地形利于減小多路徑誤差
GPS的信號(hào)主要通過兩種形式被用戶的天線所接受,一種是直波,另一種是反射波。前者是用戶的天線直接接受來自GPS衛(wèi)星的信號(hào),后者則是GPS信號(hào)經(jīng)過反射后形成的反射波被用戶天線所接受。大多數(shù)情況下用戶的天線都是同時(shí)的接受兩種波。所謂“多路徑誤差”,就是反射波對直接波的干涉而引起的站衛(wèi)距離誤差。它的大小取決于反射波的強(qiáng)弱和用戶天線抗御反射波的能力。而反射波的強(qiáng)弱主要取決于地面覆蓋物的性質(zhì)。如鄰近水面、特別是平靜的水面、平坦光滑的地面和金屬礦區(qū)等,反射波強(qiáng)。此外,還應(yīng)避免往高壓輸電線、變電站以及電臺(tái)、電視臺(tái)等強(qiáng)電波輻射源附近設(shè)站。
3.1.2 點(diǎn)位視野要開闊
視場周同障礙物的高度角,一般小大于10~l5度。以減弱對流層折射的影響。
3.1.3 點(diǎn)位穩(wěn)固,易于通達(dá),便于通訊
3.2 GPS在工程測量觀測時(shí)段選擇中的應(yīng)用GPS定位的實(shí)質(zhì),是利用數(shù)顆衛(wèi)星的瞬時(shí)空間位置作為已知點(diǎn),并觀測其至接收機(jī)的距離,按空間距離后交會(huì)原彈求取接收站的三維坐標(biāo)。為保證以足夠的精度求解,既要求有足夠數(shù)量的可視衛(wèi)星,又要求所測衛(wèi)星對觀測站構(gòu)成的幾何圖形有一定強(qiáng)度,即不超過規(guī)定的幾何精度因子GDOP數(shù),以保證交會(huì)精度。為減弱大氣折射的影響,還要求所測衛(wèi)星的高度角大于10~l5度。據(jù)此,觀測前應(yīng)根據(jù)全部衛(wèi)星星歷和觀測的概略坐標(biāo),選擇相適應(yīng)的觀測時(shí)段和觀測衛(wèi)星。
4 GPS工程測量方法研究
CPS外業(yè)測量即在制定優(yōu)化的布網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,用GPS接收機(jī)野外采集數(shù)據(jù)。岡GPS作業(yè)時(shí)所采用設(shè)備軟、硬件不同,外業(yè)測量的作業(yè)模式亦有所差異。
4.1 靜態(tài)相對定位模式
在工程測量中,采用兩套以上接收設(shè)備,分別安置在一條基線的端點(diǎn),同步觀測4顆衛(wèi)星1小時(shí)左右,或同步觀測5顆衛(wèi)星20分鐘左右當(dāng)基線超過100km時(shí),觀測時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長。定位精度:基線的相對定位精度可達(dá)5mm+1ppm×D,D為基線長度(km)。特點(diǎn):這種作業(yè)模式所觀測過的基線邊,應(yīng)構(gòu)成某種閉合圖形,以便于觀測成果的檢核,提高成果的可靠性和GPS網(wǎng)平差后精度?;€長度可由二十公里至幾百公里。適用范圍:主要用于建立全球性或國家級(jí)大地控制網(wǎng)、地殼運(yùn)動(dòng)或工程變形監(jiān)測網(wǎng)、建立長距離檢?;€、進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測、鉆井平臺(tái)精密定位等。
4.2 快速靜態(tài)相對定位模式
在測區(qū)的中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站,并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站,并且在每個(gè)流動(dòng)站上觀測1~2分鐘。該作業(yè)模式要求,在觀測時(shí)段中必須有五顆衛(wèi)星可供觀測,同時(shí)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距不能超過15km。定位精度:流動(dòng)站相對基準(zhǔn)站的基線誤差,可達(dá)5mm +lppm×D,D為基線長度(km)。特點(diǎn):接收機(jī)在流動(dòng)站之問流動(dòng)時(shí),不必保持對所測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤,而可關(guān)閉電源降低能耗。該模式作業(yè)速度快、精度高。缺點(diǎn)是直接觀測邊不構(gòu)成閉合圖形,可靠性較差。適用范圍:主要用于低等級(jí)控制測量及其加密、精密工程測量、邊界測量、地籍測量、碎部測量等。
5 結(jié)束語
通過上述對GPS技術(shù)及其應(yīng)用的探討,我們可以看到GPS技術(shù)將在工程測量中發(fā)揮更重要的作用,同時(shí)在工程測量領(lǐng)域也有著巨大的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳秀忠.工程測量.清華大學(xué)出版社; 第1版,2013年8月.
關(guān)鍵詞:GPS測量技術(shù);工程測量;運(yùn)用
近年來,隨著GPS測量技術(shù)的不斷發(fā)展,它在工程測量領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,給工程測量技術(shù)帶來了歷史性的變革。GPS測量技術(shù)在接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)后,通過數(shù)據(jù)處理軟件得到測量點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。GPS不僅具有全球性、全天候、連續(xù)精密實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航與定位能力,而且具有良好的抗干擾能力和保密能力,這使得GPS測量技術(shù)受到廣大工程測量工作者的青睞,GPS測量技術(shù)在工程測量中發(fā)揮著越來越大的作用。
一、GPS系統(tǒng)的組成
GPS全球定位系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星群、地面監(jiān)控系統(tǒng)和衛(wèi)星接收設(shè)備組成。24顆20萬公里高的衛(wèi)星組成空間衛(wèi)星群,均勻地分布在地球的6個(gè)軌道面上,每顆衛(wèi)星的運(yùn)行周期是11小時(shí)58分鐘,這樣的空間衛(wèi)星群可以使地面的上監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)隨地同時(shí)接收4~11顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào),保證了全球性、全天候、連續(xù)精密濕濕的三維導(dǎo)航和定位能力。
二、GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)
1、定位精度較高
GPS測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的測量精度,在小于50km的基線上,定位精度可以達(dá)到 ,在100~500km的基線范圍內(nèi),定位精度可以達(dá)到 ,實(shí)驗(yàn)證明,基線越長,GPS測量技術(shù)的定位精度越高。另外,GPS測量技術(shù)不受地形地勢等環(huán)境因素的影響,可以滿足測量工程的需要,適用于各種測量工程。
2、測站之間不需要相互通視
GPS測量技術(shù)不要求測站之間互相通視,這樣使得在選擇測量點(diǎn)的時(shí)候更加靈活,為測量工作節(jié)省了大量的時(shí)間,減少了經(jīng)濟(jì)投入。
3、自動(dòng)化水平較高
目前,GPS測量技術(shù)的自動(dòng)化水平非常高,在進(jìn)行測量工作時(shí),測量人員只需要調(diào)整天線,就可以實(shí)現(xiàn)GPS接收設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測,接收到衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)后,數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)地處理數(shù)據(jù)獲得測量點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)。
4、可以全天候進(jìn)行工作
由于空間衛(wèi)星群均勻地分布在了地球的6個(gè)軌道面上,地球面被連續(xù)全面地覆蓋,因此應(yīng)用GPS測量技術(shù)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行測量工作,并且現(xiàn)代的GPS衛(wèi)星定位裝置和接收機(jī)都有防水功能,所以GPS測量技術(shù)基本不受天氣的影響。
5、提供精確的三維坐標(biāo)
GPS測量技術(shù)可以為測量點(diǎn)提供精確的三維坐標(biāo),滿足各種測量工程的要求。
三、GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
1、靜態(tài)GPS相對定位的應(yīng)用
靜態(tài)GPS相對定位是指通過兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的地面接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,獲得測量點(diǎn)精確的三維坐標(biāo),并且可以根據(jù)其中一點(diǎn)的坐標(biāo),精確計(jì)算出其他點(diǎn)的坐標(biāo)。靜態(tài)GPS相對定位技術(shù)具有很高的計(jì)算精度,最適合應(yīng)用在野外的測量工程中。
靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在我國的公路工程測量中發(fā)揮了巨大的作用。在高速公路的建設(shè)中,需要對線路的勘探有著很高的精度,高速公路綿延數(shù)千里,需要進(jìn)行測量的點(diǎn)數(shù)不勝數(shù),常規(guī)的工程測量方式和手段,不能滿足高速公路工程高精度的測量要求,給我國的公路工程帶來很多麻煩,靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)正好解決了這一難題。
通過靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在我國的公路工程中建設(shè)高精度的控制網(wǎng)。靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以實(shí)時(shí)地定位公路的測量點(diǎn),幾十公里的測量距離,出現(xiàn)的誤差僅僅在2cm之內(nèi),這極大地滿足了我國公路工程的建設(shè)要求。另外,靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)幾乎不受外界環(huán)境的影響,操作簡單,使用方便,可以隨時(shí)隨地全天候連續(xù)地進(jìn)行測量工程,并且具有較高的測量精度,這樣大大提高了測量工程的工作效率和質(zhì)量,在測量工程中有著突出的作用。
靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)還被廣泛地應(yīng)用于我國的大型橋梁測量工程和隧道測量工程中。靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以提供清晰的圖像畫面,不需要全線通視,這點(diǎn)在橋梁和隧道測量工程的支點(diǎn)測量中有著重要的作用。例如在建設(shè)江陰長江大橋時(shí),在進(jìn)行邊角網(wǎng)的檢測時(shí)變應(yīng)用了靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù),最終建立了高精度的邊角網(wǎng)。
2、動(dòng)態(tài)GPS相對定位的應(yīng)用
動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)是指通過GPS實(shí)時(shí)地獲得測量目標(biāo)相對于某一參照系的位置、速度、形態(tài)等數(shù)據(jù)參數(shù),這個(gè)過程是通過GPS定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測來自于安裝在測量目標(biāo)上的GPS接收裝置的天線位置來確定測量目標(biāo)的狀態(tài)信息的,這個(gè)過程稱之為動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量。相對于靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù),動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)的測量目標(biāo)的準(zhǔn)確信息,通一臺(tái)固定GPS接收機(jī),以此為基站,實(shí)時(shí)接收運(yùn)動(dòng)中的另一臺(tái)GPS接收機(jī)的信息,通過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理獲得各個(gè)動(dòng)態(tài)的測量目標(biāo)的位移和準(zhǔn)確的位置。動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在處理接收數(shù)據(jù)時(shí)主要有兩種方式:及時(shí)處理和滯后處理。及時(shí)處理主要應(yīng)用實(shí)時(shí)地導(dǎo)航和定位中,通過實(shí)時(shí)地傳送信息,形成實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)鏈;對于滯后處理主要是不需要及時(shí)地將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送,后期再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
在測量工程的放樣應(yīng)用中,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)有著重要的作用。測量工程中的放樣主要是指把設(shè)計(jì)圖紙上的坐標(biāo)在實(shí)地標(biāo)定出來,之前主要是利用全站儀和棱鏡放樣進(jìn)行放樣測量,這時(shí)需要放樣點(diǎn)和測站點(diǎn)進(jìn)行同時(shí),需要多個(gè)人合作完成這項(xiàng)工作。應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)進(jìn)行放樣工作,只需要將放樣的點(diǎn)輸入到GPS系統(tǒng)中,測量員帶著GPS接受裝置,GPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)測量員目前的位置指導(dǎo)測量員找到放樣點(diǎn)的位置,這種高精度的放樣,給測量工程的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
由于動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)定位并且可以達(dá)到厘米級(jí)的高精度測量,使得動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)很好地被應(yīng)用在地形測量中,之前地形測量主要是利用全站儀采集測量點(diǎn)和地形地貌,再利用電腦繪圖軟件將地形測繪成圖,這要求測站點(diǎn)和測量點(diǎn)相互通視,并且需要3個(gè)人或者3個(gè)以上的人來完成。動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)應(yīng)用在地形測量方面有很大的優(yōu)勢,在進(jìn)行地形測量時(shí),只需要一個(gè)人在基準(zhǔn)站安裝好GPS接收機(jī),另一個(gè)人背著GPS裝置在每一個(gè)測量點(diǎn)立桿并輸入相關(guān)數(shù)據(jù),測定完測量區(qū)域中的地形后,用傳輸線將數(shù)據(jù)輸送到電腦中,通過專業(yè)的繪圖軟件編制成地形圖,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)給地形測量工作帶來了極大地便利。
應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以在地籍測量中精確地測繪地籍圖,精確地標(biāo)定權(quán)屬界址點(diǎn)。由于動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)的采集數(shù)據(jù)的精度非常高,把采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件處理后,直接輸送到GPS系統(tǒng)中,便可以獲得高精度的地籍圖。在對建設(shè)用地進(jìn)行勘探界定測量時(shí),動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)地精確確定界樁的位置,還可以對確定土地的使用界限,計(jì)算建設(shè)用地的面積,在檢測土地的動(dòng)態(tài)利用中,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以隨時(shí)對土地進(jìn)行檢測,提供準(zhǔn)確地土地利用狀況,提高了土地檢測的精度和速度。
結(jié)束語:
GPS測量技術(shù)具有全球性、全天候、連續(xù)精密實(shí)時(shí)測量特點(diǎn)、給測量工程帶來了極大地便利,節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力,GPS技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]賴?yán)^文.GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用[J].湖南省衡陽地質(zhì)測繪院,2013(02)
[2]李俊.GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用[J].黑龍江齊齊哈爾工程學(xué)院,2011(04)
關(guān)鍵詞:工程測量;GPS測量技術(shù);運(yùn)用
中圖分類號(hào):P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
近年來,隨著GPS測量技術(shù)的不斷發(fā)展,它在工程測量領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,給工程測量技術(shù)帶來了歷史性的變革。GPS測量技術(shù)在接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)后,通過數(shù)據(jù)處理軟件得到測量點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。GPS不僅具有全球性、全天候、連續(xù)精密實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航與定位能力,而且具有良好的抗干擾能力和保密能力,這使得GPS測量技術(shù)受到廣大工程測量工作者的青睞,GPS測量技術(shù)在工程測量中發(fā)揮著越來越大的作用。
一、GPS系統(tǒng)的組成
GPS全球定位系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星群、地面監(jiān)控系統(tǒng)和衛(wèi)星接收設(shè)備組成。24顆20萬公里高的衛(wèi)星組成空間衛(wèi)星群,均勻地分布在地球的6個(gè)軌道面上,每顆衛(wèi)星的運(yùn)行周期是11小時(shí)58分鐘,這樣的空間衛(wèi)星群可以使地面的上監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)隨地同時(shí)接收4~11顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào),保證了全球性、全天候、連續(xù)精密濕濕的三維導(dǎo)航和定位能力。
在國內(nèi)工程測繪行業(yè)的形成與發(fā)展過程中,經(jīng)歷了數(shù)次較大規(guī)模的技術(shù)革新,其中GPS測量技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了工程測繪領(lǐng)域的重大變革,而且成為國內(nèi)工程測繪整體工藝與技術(shù)水平發(fā)展的重要影響因素。與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比,GPS測量技術(shù)在速度、精確度、操作程序、費(fèi)用等方面都表現(xiàn)出了較為優(yōu)越,而且GPS測量技術(shù)基本取消了常規(guī)的測距、測角手段,使得其測量范圍逐漸擴(kuò)大。在國內(nèi)工程測繪中,技術(shù)人員通過利用GPS所特有的衛(wèi)星定位技術(shù)構(gòu)建的GPS網(wǎng),可以將實(shí)地測量的各類數(shù)據(jù)通過GPS網(wǎng)傳輸?shù)焦こ虦y繪管理部門,相鄰點(diǎn)的距離可以達(dá)到上萬公里,而且有效保證了測量工作的連續(xù)性和精確性。
二、GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)
1、定位精度較高
GPS測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的測量精度,在小于50km的基線上,定位精度可以達(dá)到 ,在100~500km的基線范圍內(nèi),定位精度可以達(dá)到 ,實(shí)驗(yàn)證明,基線越長,GPS測量技術(shù)的定位精度越高。另外,GPS測量技術(shù)不受地形地勢等環(huán)境因素的影響,可以滿足測量工程的需要,適用于各種測量工程。
2、測站之間不需要相互通視
GPS測量技術(shù)不要求測站之間互相通視,這樣使得在選擇測量點(diǎn)的時(shí)候更加靈活,為測量工作節(jié)省了大量的時(shí)間,減少了經(jīng)濟(jì)投入。
3、自動(dòng)化水平較高
目前,GPS測量技術(shù)的自動(dòng)化水平非常高,在進(jìn)行測量工作時(shí),測量人員只需要調(diào)整天線,就可以實(shí)現(xiàn)GPS接收設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測,接收到衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)后,數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)地處理數(shù)據(jù)獲得測量點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)。
4、可以全天候進(jìn)行工作
由于空間衛(wèi)星群均勻地分布在了地球的6個(gè)軌道面上,地球面被連續(xù)全面地覆蓋,因此應(yīng)用GPS測量技術(shù)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行測量工作,并且現(xiàn)代的GPS衛(wèi)星定位裝置和接收機(jī)都有防水功能,所以GPS測量技術(shù)基本不受天氣的影響。
5、提供精確的三維坐標(biāo)
GPS測量技術(shù)可以為測量點(diǎn)提供精確的三維坐標(biāo),滿足各種測量工程的要求。
三、GPS測量技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
1、靜態(tài)GPS相對定位的應(yīng)用
靜態(tài)GPS相對定位是指通過兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的地面接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,獲得測量點(diǎn)精確的三維坐標(biāo),并且可以根據(jù)其中一點(diǎn)的坐標(biāo),精確計(jì)算出其他點(diǎn)的坐標(biāo)。靜態(tài)GPS相對定位技術(shù)具有很高的計(jì)算精度,最適合應(yīng)用在野外的測量工程中。
靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在我國的公路工程測量中發(fā)揮了巨大的作用。在高速公路的建設(shè)中,需要對線路的勘探有著很高的精度,高速公路綿延數(shù)千里,需要進(jìn)行測量的點(diǎn)數(shù)不勝數(shù),常規(guī)的工程測量方式和手段,不能滿足高速公路工程高精度的測量要求,給我國的公路工程帶來很多麻煩,靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)正好解決了這一難題。
通過靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在我國的公路工程中建設(shè)高精度的控制網(wǎng)。靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以實(shí)時(shí)地定位公路的測量點(diǎn),幾十公里的測量距離,出現(xiàn)的誤差僅僅在2cm之內(nèi),這極大地滿足了我國公路工程的建設(shè)要求。另外,靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)幾乎不受外界環(huán)境的影響,操作簡單,使用方便,可以隨時(shí)隨地全天候連續(xù)地進(jìn)行測量工程,并且具有較高的測量精度,這樣大大提高了測量工程的工作效率和質(zhì)量,在測量工程中有著突出的作用。
靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)還被廣泛地應(yīng)用于我國的大型橋梁測量工程和隧道測量工程中。靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以提供清晰的圖像畫面,不需要全線通視,這點(diǎn)在橋梁和隧道測量工程的支點(diǎn)測量中有著重要的作用。例如在建設(shè)江陰長江大橋時(shí),在進(jìn)行邊角網(wǎng)的檢測時(shí)變應(yīng)用了靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù),最終建立了高精度的邊角網(wǎng)。
2、動(dòng)態(tài)GPS相對定位的應(yīng)用
動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)是指通過GPS實(shí)時(shí)地獲得測量目標(biāo)相對于某一參照系的位置、速度、形態(tài)等數(shù)據(jù)參數(shù),這個(gè)過程是通過GPS定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測來自于安裝在測量目標(biāo)上的GPS接收裝置的天線位置來確定測量目標(biāo)的狀態(tài)信息的,這個(gè)過程稱之為動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量。相對于靜態(tài)GPS相對定位測量技術(shù),動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)的測量目標(biāo)的準(zhǔn)確信息,通一臺(tái)固定GPS接收機(jī),以此為基站,實(shí)時(shí)接收運(yùn)動(dòng)中的另一臺(tái)GPS接收機(jī)的信息,通過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理獲得各個(gè)動(dòng)態(tài)的測量目標(biāo)的位移和準(zhǔn)確的位置。動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)在處理接收數(shù)據(jù)時(shí)主要有兩種方式:及時(shí)處理和滯后處理。及時(shí)處理主要應(yīng)用實(shí)時(shí)地導(dǎo)航和定位中,通過實(shí)時(shí)地傳送信息,形成實(shí)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)鏈;對于滯后處理主要是不需要及時(shí)地將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送,后期再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
在測量工程的放樣應(yīng)用中,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)有著重要的作用。測量工程中的放樣主要是指把設(shè)計(jì)圖紙上的坐標(biāo)在實(shí)地標(biāo)定出來,之前主要是利用全站儀和棱鏡放樣進(jìn)行放樣測量,這時(shí)需要放樣點(diǎn)和測站點(diǎn)進(jìn)行同時(shí),需要多個(gè)人合作完成這項(xiàng)工作。應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)進(jìn)行放樣工作,只需要將放樣的點(diǎn)輸入到GPS系統(tǒng)中,測量員帶著GPS接受裝置,GPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)測量員目前的位置指導(dǎo)測量員找到放樣點(diǎn)的位置,這種高精度的放樣,給測量工程的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
由于動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)定位并且可以達(dá)到厘米級(jí)的高精度測量,使得動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)很好地被應(yīng)用在地形測量中,之前地形測量主要是利用全站儀采集測量點(diǎn)和地形地貌,再利用電腦繪圖軟件將地形測繪成圖,這要求測站點(diǎn)和測量點(diǎn)相互通視,并且需要3個(gè)人或者3個(gè)以上的人來完成。動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)應(yīng)用在地形測量方面有很大的優(yōu)勢,在進(jìn)行地形測量時(shí),只需要一個(gè)人在基準(zhǔn)站安裝好GPS接收機(jī),另一個(gè)人背著GPS裝置在每一個(gè)測量點(diǎn)立桿并輸入相關(guān)數(shù)據(jù),測定完測量區(qū)域中的地形后,用傳輸線將數(shù)據(jù)輸送到電腦中,通過專業(yè)的繪圖軟件編制成地形圖,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)給地形測量工作帶來了極大地便利。
應(yīng)用動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以在地籍測量中精確地測繪地籍圖,精確地標(biāo)定權(quán)屬界址點(diǎn)。由于動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)的采集數(shù)據(jù)的精度非常高,把采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件處理后,直接輸送到GPS系統(tǒng)中,便可以獲得高精度的地籍圖。在對建設(shè)用地進(jìn)行勘探界定測量時(shí),動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)地精確確定界樁的位置,還可以對確定土地的使用界限,計(jì)算建設(shè)用地的面積,在檢測土地的動(dòng)態(tài)利用中,動(dòng)態(tài)GPS相對定位測量技術(shù)可以隨時(shí)對土地進(jìn)行檢測,提供準(zhǔn)確地土地利用狀況,提高了土地檢測的精度和速度。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】全球定位系統(tǒng);GPS測量技術(shù);工程測量;應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡稱GPS)是美國從20世紀(jì)70年代開始研制的用于軍事部門的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。是一種可以通過定時(shí)和測距進(jìn)行空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng), 可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息。
1.GPS系統(tǒng)的組成
GPS定位系統(tǒng)由GPS工作衛(wèi)星組成的空間部分、若干地面站組成的地面監(jiān)控部分及以接收機(jī)為主的用戶部分組成。三者具有獨(dú)立的功能和作用, 又有機(jī)結(jié)合形成完整系統(tǒng)。
1.1空間星座部分
空間部分由7顆試驗(yàn)衛(wèi)星和24顆GPS工作衛(wèi)星組成。
1.2地面監(jiān)控部分
地面監(jiān)控系統(tǒng)由1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)測站組成。
1.3用戶設(shè)備部分
用戶設(shè)備部分包括GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件等。
2.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星定位原理
GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù),采用空間距離后方交會(huì)的方法,確定待測點(diǎn)的位置。
3.GPS測量的特點(diǎn)
3.1測量精度高
GPS觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量,在小于50km 的基線上,其相對定位精度可達(dá)1×10-6,在大于1000km 的基線上可達(dá)1×10-8。
3.2測站間無需通視
GPS測量不需要測站間相互通視,可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位,使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。
3.3觀測時(shí)間短
進(jìn)行GPS測量時(shí),靜態(tài)相對定位每站僅需20min左右,動(dòng)態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。
3.4儀器操作簡便
觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù),接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測和記錄。
3.5全天候作業(yè)
GPS衛(wèi)星數(shù)目多,且分布均勻,可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測,一般不受天氣狀況的影響。
3.6提供三維坐標(biāo)
GPS測量可同時(shí)精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo),其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測量的要求。
4.GPS在工程測量中的實(shí)施
4.1選點(diǎn)與建立標(biāo)志
選點(diǎn)應(yīng)滿足以下條件:點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便、易于安置接收設(shè)備的地方, 且視場要開闊;GPS點(diǎn)應(yīng)避開對電磁波接收有干擾的物體。
4.2外業(yè)觀測
GPS外業(yè)觀測主要包括天線安置、觀測作業(yè)和觀測記錄等。天線安置的內(nèi)容包括對中、整平、定向和量測天線高。觀測作業(yè)的主要任務(wù)是捕獲GPS衛(wèi)星信號(hào)對其進(jìn)行跟蹤、接收和處理, 以獲取所需的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。觀測記錄是GPS定位的原始數(shù)據(jù),也是進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理的唯一依據(jù), 必須要真實(shí)、準(zhǔn)確。
4.3成果校核與數(shù)據(jù)處理
5.在工程測量中的應(yīng)用
工程測量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能: 靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息, 確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo); 動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng), 把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位, 實(shí)地放樣地面上。利用GPS靜態(tài)定位技術(shù)和動(dòng)態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量。當(dāng)前, 用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測量, 為勘測階段測繪帶狀地形圖、路線平面、縱橫斷面測量提供依據(jù); 在施工階段為橋梁, 隧道建立施工控制網(wǎng)。
5.1建立工程控制網(wǎng)
采用GPS定位的方法建立工程控制網(wǎng),具有點(diǎn)位選擇限制少,作業(yè)時(shí)間短,成果精度高,工程費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)??蓱?yīng)用于建立工程首級(jí)控制網(wǎng),變形監(jiān)測控制網(wǎng),工礦施工控制網(wǎng),工程勘探、施工控制網(wǎng),隧道等地下工程控制網(wǎng),等等。
5.2變形監(jiān)測
變形監(jiān)測主要是監(jiān)測像大橋、水庫大壩、高層大樓等建筑物、構(gòu)筑物的地基沉降、位移以及整體的傾斜等狀況。監(jiān)測工作的特點(diǎn)是被監(jiān)測體的幾何尺寸巨大,監(jiān)測環(huán)境復(fù)雜,監(jiān)測技術(shù)要求高。GPS技術(shù)在該領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
5.3實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破, 在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測量模式, 兩種定位模式相結(jié)合, 在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS(地理信息系統(tǒng))前端數(shù)據(jù)采集。速靜態(tài)定位模式一般應(yīng)用在控制測量中, 如控制網(wǎng)加密;工作。
5.4動(dòng)態(tài)定位
關(guān)鍵詞:GPS測量技術(shù);工程測量;應(yīng)用
1、GPS系統(tǒng)概述
1.1 GPS系統(tǒng)的組成
GPS全球定位系統(tǒng)的組成是由空間衛(wèi)星和地面的監(jiān)控系統(tǒng)組成的。此外,測量用戶還有衛(wèi)星接收設(shè)備。
GPS的空間衛(wèi)星群是由24顆大約高20萬公里的GPS衛(wèi)星群組成,并且這些衛(wèi)星群均勻的分布在六個(gè)軌道面上,各個(gè)領(lǐng)面之間成60度角,軌道和地球赤道的傾角是55度,衛(wèi)星的軌道運(yùn)行周期是11小時(shí)58分,以此保證在任何的時(shí)間,任何的地點(diǎn),地平線上,都可以同時(shí)接受到4到11顆GPS衛(wèi)星發(fā)送出來的信號(hào)。(下圖位GPS系統(tǒng)的組成)
GPS的用戶部分是由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件,并與對應(yīng)的氣象儀器的計(jì)算機(jī)等設(shè)備,它主要用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào),使用衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位。隨著時(shí)代的進(jìn)步,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和全球定位系統(tǒng)的不斷成熟,體積小,重量輕,便于攜帶的GPS定位設(shè)備,在工程勘察領(lǐng)域占據(jù)越來越重要的地位。
1.2 GPS測量原理
GPS系統(tǒng)主要是采用高軌測距,其基本觀測量為觀測站至GPS衛(wèi)星之間的距離,主要采用兩種方式來獲取距離觀測量,即偽距測量和載波相位測量。偽距測量是指測量GPS衛(wèi)星所發(fā)射的測距碼信號(hào)到達(dá)用戶接收器所用的傳播時(shí)間,其測量定位速度非常快;而載波相位測量是測量有載波多普勒頻移的GPS衛(wèi)星載波信號(hào)和接收器所產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差,其測量定位精度很高。
2、GPS測量技術(shù)的特點(diǎn)
2.1定位精度高
其測量的數(shù)據(jù)精度可達(dá)到厘米級(jí)別,大大超過了導(dǎo)航型手持機(jī)所測量成果的精度,能夠完成除高等控制測量以外其它所有的測量工作。普通的雙頻GPS接收機(jī)的基線解精度是5mm+lppm,紅外儀標(biāo)稱的精度達(dá)5mm+5pmm,GPS的測量精度和紅外儀基本相同,所以,如果加長距離,GPS更具有優(yōu)越性。
2.2測量時(shí)間短
在采用布設(shè)控制網(wǎng)的方式時(shí),每個(gè)測站點(diǎn)的觀測時(shí)間一般都在30~40min以內(nèi),如果采用快速靜態(tài)定位的方式,所需的觀測時(shí)間將縮到更短。在完成GPS測量時(shí),動(dòng)態(tài)相對定位中,每站點(diǎn)定位所需要時(shí)間僅為幾秒鐘,而靜態(tài)響對定位需20min左右。
2.3測站之間無需通視
在測量學(xué)中,測站之間進(jìn)行相互通視一直以來都是一個(gè)難題。然而,GPS的這一特點(diǎn),極大地方方便了選點(diǎn)環(huán)節(jié),使選點(diǎn)更加靈活。
2.4全天候作業(yè)
GPS衛(wèi)星分布均勻并且數(shù)量較多,使得觀測不受天氣狀況的限制,能夠在任何地方、任何時(shí)間進(jìn)行。
2.5提供三維坐標(biāo)
GPS測量不僅能精確地測量觀測站的平面位置,而且能完成觀測站大地高度的測定。GPS測量能實(shí)現(xiàn)觀測站點(diǎn)空間坐標(biāo)的精確測定。
2.6操作簡單
GPS測量擁有極高的自動(dòng)化程度,對于作業(yè)的條件要求不是很高,信息的輸入、計(jì)算、儲(chǔ)存能力較強(qiáng),能方便地與計(jì)算機(jī)以及其它測量工具進(jìn)行通信。當(dāng)前,GPS接收機(jī)不斷趨向于操作傻瓜化和小型化。觀測人員僅需把天線整平、對中,量取天線高,再打開電源即能完成自動(dòng)觀測,然后通過數(shù)據(jù)處理軟天線高,再打開電源即能完成自動(dòng)觀測,然后通過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析就能求出測點(diǎn)的空間坐標(biāo)。對于跟蹤觀測、捕獲衛(wèi)星等觀測工作,儀器可自動(dòng)完成。
3、GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用
3.1 GPS測量技術(shù)在點(diǎn)位選擇中的應(yīng)用
GPS測量技術(shù)的應(yīng)用中,其測量觀測站不需相互通視,其點(diǎn)位選擇范圍較廣,而且便于控制。
(1)點(diǎn)位選擇的準(zhǔn)備工作
在采用GPS測量技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)位選擇之前,應(yīng)當(dāng)首先收集、了解工程測量區(qū)域的具體情況,包括地理位置、點(diǎn)位數(shù)量、點(diǎn)位分布情況及原有點(diǎn)位的實(shí)際分布情況,便于在進(jìn)行點(diǎn)位選擇時(shí)選擇最恰當(dāng)?shù)挠^測位置,為工程測量項(xiàng)目的順利開展拉開帷幕。
(2)GPS測量技術(shù)在點(diǎn)位選擇中的具體應(yīng)用
a.為了保證GPS測量技術(shù)在整個(gè)工程測量項(xiàng)目中能順利進(jìn)行觀測,減少多路徑誤差及便于發(fā)播傳送差分改正信號(hào),應(yīng)當(dāng)選擇視野較為寬闊的地方,而且周圍障礙物的高度角必須在10°以下。
b.為了保證在GPS測量過程中,GPS衛(wèi)星信號(hào)不被各類電磁波所干擾,必須保證所選擇的觀測點(diǎn)位穩(wěn)固,而且周圍兩百米以內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源,包括高壓輸電線及無線電發(fā)射設(shè)施等,即點(diǎn)位的選擇應(yīng)避免處于大片水域或者高層建筑之中。
3.2 GPS測量技術(shù)在靜態(tài)相對定位中的應(yīng)用
(1)靜態(tài)GPS相對定位分析
GPS靜態(tài)相對定位主要是指通過兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行衛(wèi)星信號(hào)的接受,接著對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,求解出精確的測區(qū)空間位置,即三維坐標(biāo)。GPS靜態(tài)相對定位的高精度性,可以根據(jù)測量區(qū)域中某點(diǎn)的具體坐標(biāo)位置,從而求出其他點(diǎn)的精確坐標(biāo)位置。
在工程測量中,靜態(tài)GPS測量技術(shù)一般用于建立工程控制網(wǎng),接著使用其他測量方法對附合導(dǎo)線進(jìn)行加密測量。當(dāng)前,靜態(tài)GPS相對定位技術(shù)應(yīng)用于我國野外工程測量愈來愈廣泛,包括地球定位測量、大型工程野外涵洞、隧道定位測量、位移監(jiān)測等工程測量項(xiàng)目。
常規(guī)的工程測量技術(shù)不僅程序復(fù)雜,而且測量成果精度性比較低,而靜態(tài)相對定位技術(shù)的使用,使得我國工程測量事業(yè)發(fā)展前景更為廣闊。同時(shí),靜態(tài)GPS相對定位技術(shù)的使用不受天氣環(huán)境、氣候所限制,不僅減少了成果干擾因素,而且提高了整體觀測精確度及觀測效率。
(2)靜態(tài)GPS相對定位應(yīng)用實(shí)例分析
在我國的工程測量項(xiàng)目中,航空攝影測量對精度及技術(shù)的要求是相當(dāng)高的,靜態(tài)GPS相對定位技術(shù)的使用,提高了航空攝影測量圖像的控制點(diǎn)數(shù)量及精度,以便圖像可以自行糾正。GPS靜態(tài)相對定位技術(shù)使得所觀測的圖像簡便易懂,便于工作人員對其進(jìn)行分析、處理、研究。
3.3 GPS測量技術(shù)在動(dòng)態(tài)相對定位中的應(yīng)用
(3)動(dòng)態(tài)GPS相對定位分析
GPS動(dòng)態(tài)相對定位指的是通過使用GPS信號(hào)對觀測目標(biāo)相對于其他參照物的位置、時(shí)間、形態(tài)、速度、加速度等動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行觀測、分析。GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位主要是利用設(shè)置在運(yùn)動(dòng)載體上的GPS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)對GPS信號(hào)接收機(jī)天線所在的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。動(dòng)態(tài)GPS相對定位主要是通過一臺(tái)固定的信號(hào)接收機(jī)作為基準(zhǔn)站,而其他的接收機(jī)則處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中,作為流動(dòng)站,它通過求解基準(zhǔn)站與流動(dòng)站直接的信號(hào)差別,得出各個(gè)流動(dòng)站在各個(gè)時(shí)刻的位移及空間位置坐標(biāo)。
a.動(dòng)態(tài)GPS相對定位通過及時(shí)將基準(zhǔn)站的觀測信息、數(shù)據(jù)傳播到流動(dòng)站,形成數(shù)據(jù)鏈,便于基準(zhǔn)站將觀測的信息及時(shí)傳播至流動(dòng)站,從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比,此種數(shù)據(jù)分析方法稱為及時(shí)處理方法。
b.動(dòng)態(tài)GPS在觀測后期對所測得的差分?jǐn)?shù)據(jù)僅作相關(guān)數(shù)據(jù)處理,而非傳輸至流動(dòng)站,即滯后處理方法。
(4)動(dòng)態(tài)GPS相對定位的應(yīng)用實(shí)例
動(dòng)態(tài)GPS相對定位主要用于對道路的勘測工程之中,為道路勘測作出直線及曲線的定位,對于道路的維修與養(yǎng)護(hù)具有極大意義,不僅可以減少工程量,還可以降低整體養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,提高效率。
參考文獻(xiàn)
[1]李俊.GPS測量技術(shù)及其在工程測量中的應(yīng)用[J].齊齊哈爾工程學(xué)院學(xué)報(bào),2012,03