GPS实时动态测量技术在工程测量中的应用

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李芳

河北金语馨华地理信息技术服务有限公司

摘要

平面位置的控制与测量放样在工程项目中有着不可替代的作用,尤其在大江、大河、桥梁、湖泊道路等大型工程当中建立高精度平面控制网至关重要。随着GPS测量技术的出现和其在工程项目中的广泛应用,GPS测量技术表现出较显著的高效性和稳定性。GPS实时动态测量技术在工程测量中具有明显的应用优势,本文在概述GPS测量技术的基础上,通过对GPS技术的研究现状,对其在工程测绘中的应用价值进行了分析,最后对其在实际工作中的应用进行了讨论。


关键词

GPS测量技术;工程测量;应用

正文


引言

GPS具备较多技术优势,包括便于操作、精度较高、观测所需时长较短等,被大力推广。伴随经济水平的提高,测绘规模也在不断扩大,该项技术在工程测绘中的运用可以切实提升测绘品质及效率,因此应该加大对其的研究力度,提高技术运用效果。

1GPS实时动态测量技术基本原理

GPS定位分为绝对定位、相对定位,其中绝对定位是在参考点与地球质心重合状态下从地球协议坐标系中观测出地球质心的位置;相对定位是用于确定某一地面参考点与观测站的相对位置。在GPS定位过程中,静态定位主要利用码相位和载波相位,因载波相位波长与码相位波长相比较短,利用载波相位测得的观测值精度高于码相位,而码相位一般用于单点绝对定位;载波相位在测量时不受保密限制,可用于相对定位,在不同点上安装两台GPS接收机,对卫星载波信号同时观测,再运用载波相对测量出差分观测值,减小误差,得出GPS基线向量,其观测值精度较高。

2GPS技术的应用特点

2.1测绘速度快

在现代信息技术支持下,GPS技术得到很大发展,广泛应用于测绘工程。传统测量技术缺点比较明显,测量时间较长,投入的人力、物力较大,测量数据处理比较烦琐。在进行动态测量作业时,测量技术人员可在几分钟内完成测量定位及数字化处理。为了提高工作效率,测绘人员开始全面运用GPS技术。测绘单位可建立测绘标准,实现监控网络的全覆盖,提升测绘效率。

2.2操作便捷

当前,科学技术迅速发展,各种测绘软件的信息化与智能化水平不断提升,GPS接收机技术日渐成熟,从而实现自动化、信息化与智能化。GPS技术的发展为测绘人员提供便利,使仪器操作变得更简单、更方便、更快捷,从而实时采集数据。

2.3经济性好

在测绘工程中,与传统测量技术相比,GPS技术显示出更为强大的应用功能。运用GPS技术进行定位测量,其测量时间短,工作效率高,测量数据精准。GPS技术的应用可大大减少人力物力投入,降低测绘成本。

3GPS测量技术运用流程

3.1明确测量区域

在运用GPS技术过程中,应先明确测量区域,更好地确保信号传输质量。但在具体开展时,通常有大量影响因素,如树木及建筑等,极易导致GPS信号传输质量不佳。因此,应尽可能地选择空旷区域,远离树木及建筑物,远离电离层活跃区域。

3.2建立测量标志

基于GPS的运用,应全面建立测量标志,在待测点位置明确之后完成,以发挥其指示作用。结合工程测绘环境的差异,在对标志进行设置时,也应运用差异性的方法,具体开展GPS测量时,通常会采取埋入标识法。

3.3开展观测

这是保证测量准确性的前提,为实现高精度测量,应全面落实相关测量准备工作,特别是要对信号接收仪开展校验。同时,还应对影响因素开展评估,在适宜的时间内完成测量,最大程度减少不良影响。

4工程测绘中GPS测量技术具体应用

4.1城市测绘中GPS技术应用

GPS技术在城市建设测绘中也得到了大范围应用。由于我国城市化进程的持续推进,大量城市建筑投入建设,工程测绘工作是城市建设的基础,直接关系着城市现代化发展。所以,要将GPS技术科学合理地应用于城市建设测绘中,帮助施工单位获取更加准确有效的数据信息,在准确可靠数据基础上做好城市建设规划工作。将GPS测量技术应用于城市测绘工作中,可以直接通过卫星信号来确定各点的准确位置,不用受到各点位之间的通视限制。GPS技术作为科学技术发展的成果,将其合理地应用于城市测绘中,不但可以将测绘效率、测绘质量提高,同时还可以减少消耗人力与物力。但是,随着城市建设规模的不断扩大,GPS技术应用过程中会花费大量时间来采集数据,无法做到实时定位测绘,所以可以融合GPS技术与RTK技术,使工程测绘数据采集更加迅速。

4.2线路勘测中应用GPS技术

在工程建设过程中,工作人员可以将GPS控制网设置在勘察线路上,然后再通过GPS信号接收机对勘察线路进行动态化观测,通常将观测时间控制在30分钟至90分钟。最后,需要由专业工作人员对测绘数据信息收集分析。与此同时,还可以利用GPS技术来开展大比例尺地形图绘制工作,相较于传统技术,利用GPS测量的结果更加清晰明确,地图绘制更加精细。在工程施工过程中,还可以通过GPS测量技术对施工土石方量进行计算,将计算机技术、绘图技术和GPS测量技术有机地结合起来,对测量数据进行深入分析,以精确地获得土石方量的数量,辅助工程建设。

4.3建筑变形测量中GPS测量技术应用

在工程建设和运营过程中,由于各种因素的作用,包括地震、地下水过度开采等都会造成建筑物变形,所以必须采取相应措施监测跟踪建筑物的变形情况,将GPS测量技术运用到建筑物的变形测量工作中,能够极大地提高测量的精度。当前,随着我国城市建设项目数量与规模的增加,建筑工程面临越来越严重的变形破坏问题,比如地震灾害、地下水过度开采等因素都会导致建筑工程地基出现变形沉降。所以,在具体施工中要求施工单位根据具体施工情况,充分进行建筑变形测绘工作,确保数据采集的准确性与实质性。通过分析处理所采集到的数据,一旦发现存在异常问题及时采取措施,避免建筑结构变形影响建筑工程的正常使用。把GPS技术应用于测量建筑物变形程度中,对于提高工作效率和工作质量具有显著帮助,同时还可以实现作业的自动化,确保建筑物各种数据的精度和完整性。

4.4精密工程测量中GPS测量技术应用

当前,GPS测量技术凭借其自身的优点,已经被广泛地应用于多个领域。在测量精度上,GPS测量技术比传统测量技术拥有更高的检测精度,并且测量效率较高,使用成本较低,更加方便工作人员操作。因此,目前GPS测量技术可以应用于精密工程测量中,比如在贯通隧道施工测量工作中,可以利用GPS测量技术保证隧道贯通精确度。因此,必须由施工单位来决定掘进方向,并对隧洞标高和斜坡进行适当控制,确保挖掘方向始终保持正确。在工程施工中还可以利用GPS技术严格控制开挖顺序,施工单位可以在施工现场设置测量点与后视点,利用GPS技术进行测绘,确保隧道开挖更加准确安全。

4.5水下地形测绘中GPS测量技术应用

目前在水下地形测绘中,GPS测量技术得到了初步应用,并且已经发挥了重要应用价值。工作人员使用GPS测量技术对水下地形进行测绘,首先要建立一套完整的水底测量系统,测量人员要将GPS接收机、探测器、潮位机等设备相连,最后再与终端设备相连。在实际测量中,测量工作系统的GPS接收机利用GPS卫星信号基站和差分基站来获得测量数据,工作人员利用计算机来确定测量线路的初始坐标和终点坐标。通过利用GPS接收机就可以直接获取实际测量坐标,并且将相关数据信息录入计算机系统中,然后通过计算机系统自动转化坐标值参数,并对其进行计算。在实际水下地形测绘过程中,要求测绘人员及时掌握测绘工作状态,对导航监视器所发出的指令信号及时关注,并对测绘线路及时跟踪,修正测绘船航行方向。同时,测绘人员在实际测量工作与定位工作过程中,必须对计算机科学合理利用,将所获取的测量结果自动化记录,并对相关信息有效分析并储存,使数据信息更加完整准确,促使水下地形勘测工作有序开展。

4.6房地产测绘应用

房地产工程测绘工作主要包括工程位置地点测量与房屋界点测量,目前,GPS测量技术已经逐步应用于房地产工程测量中。虽然相较于传统测量技术具有较高的测量准确性,但是在测量实时性方面还存在一定滞后,因此可以将GPS测量技术与RTK技术深入结合,有效提高GPS测量技术的应用实时性,并且可以帮助测量数据的精确性进一步提高,最终达到厘米级。GPS测量技术在结合RTK技术后可以提高房地产工程坐标数据精确性,相较于传统测量技术具有更高精确性与便捷性。部分房地产工程测量还需要在野外环境进行,虽然应用传统的平板仪补测法可以达到一定的土地勘测效果,但是检测效率较低,对技术人员能力要求较高。因此,目前GPS测量技术在房地产工程测绘中应用越来越广泛,通过自身便捷的动态化测量,有效提高土地勘测效率与准确性。

4.7外业测绘应用

在外业测绘中应用GPS测量技术,最重要的是合理科学地选择测量点,只要确定前期测量点选择正确后,才可以保证后期观测工作顺利展开,使最终测量结果更加精确,尽可能避免不必要的步骤造成人力与资源浪费。所以,在开展外业测绘前要求技术人员做好各方面准备工作,比如获取测绘区域地理位置信息、标架与标型收集,只有在做好准备工作后才能准确选择测定点。GPS测量技术在外业测绘中主要通过开机观测与无线安置方式,相较于传统测量项目存在一定差异,在使用GPS测量设备时,必须按照所选择的测量点进行安装,将GPS测量设备与点位保持垂直。除此之外,天线基座也需要与标志上方中心相对准,然后才能开展测绘工作。在实际测量中,要求测量方向必须变更多次,且每次不能相同,以获得多个方向的测量数据。

结束语

在测绘工程中,GPS技术展示出方便快捷、数据精度高、接收数据快、测绘时间短、不受场地限制等特点,大大减轻测绘人员的工作强度,缩短工作时间,可高效地完成测绘任务。同时,可结合无人机航拍技术,制作三维视图,建立空间立体图像,更加直观地反映测区地形地貌特点,更好地指导生产,为工程施工提供极大便利。为更好地服务测绘工程,测绘人员还需要关注软硬件的升级、北斗卫星导航系统的应用。

参考文献

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