GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究郑仲锦

GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究郑仲锦

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摘要:随着经济社会的持续快速发展和测绘行业技术的日益进步,工程测绘工作也在广泛开展中,许多先进的测绘技术也在不断地应用到工程测绘中,有力的推动了工程建设的进步,促进其得到长足的发展。现阶段GPS测绘技术在涉及工程测绘的领域得到广泛的应用,GPS测绘技术不仅为测绘工作提供了新的测绘手段,有效的提高了测绘成果的精确度。本文主要分析和阐述了GPS测绘技术在工程测绘中的应用特点,论GPS测绘技术在工程测绘中的应用。希望笔者的研究,可以对GPS测绘技术在工程测绘中的应用,有一定的参考价值。

关键词:GPS;测绘技术;工程测绘

目前我国在工程测绘当中对GPS测绘技术的应用逐渐广泛,具有全能型、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,在定位导航、国土规划、气象、水利、环境、农林业等行业发展的前景上也很普及,它的原理是空间距离后方交汇。GPS测量技术在工程建设中的作用愈来愈显著,通过GPS测绘技术的高精度及多功能等优势,对测绘工程的成果质量也能得以保障。加强对工程测绘中GPS测绘技术的理论研究就比较关键。

1GPS的等级划分以及精度要求

GPS工程测绘按照测绘精度和测绘用途可分为A、B、C、D、E级。

A级GPS网由卫星定位连续运行基准站构成,进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨等的GPS测量。B级用于建立国家二等大地控制网,建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量、局部形变监测和各种精密工程测量等的GPS测量。C级用于建立三等大地控制网,以及建立区域、城市及工程测量的基本控制网等的GPS测量。D、E级用于中小城市、城镇以及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量等的GPS测量。以上各等级精度要求见表1、表2

表1A级的精度要求

表2B、C、D和E级的精度要求

1.1GPS技术具有精确度高的特点

在过去很长一段时间内,我国在工程测绘中应用的一直是传统的测量技术,在传统测量技术的应用过程中,我国工程测绘工作取得了一定程度的发展,但由于传统测量技术的精度、效率较低,因此逐渐被GPS技术所取代。相对于前者来讲,GPS技术在精确度方面能够得到很大程度的保证,其测量结果与现实情况也更加接近。GPS技术具有静态测量的功能,通过静态测量,其结果已经达到了能够以毫米进行计算的水平,这在传统的测量技术下是达不到的,由此可见,GPS技术具有很大程度的先进性。

1.2GPS技术具有测量时间短、效率高的特点

除了测量精确度高之外,GPS技术还具有测量时间短以及测量效率高的特点。在传统的测量技术下,由于缺乏对相应软件的使用,因此需要大量的人力去完成具体的测量工作。GPS技术的出现及应用很好的解决了这一问题,同时,对于相应软件的应用也大大的提高了测量效率,节约了测量时间。

1.3操作简单,使用方便

GPS接收机在科学技术不断发展的背景下,也不断地改进和完善,而且其自动化程度越来越高,人员操作简单方便,只需要在测量领域内安装仪器、接通电缆,对天线高度和气象数据进行记录,便可以由GPS设备完成其他的观测工作。当测绘完成后,只需要关闭电源,收好设备,就可以完成数据采集。

2.GPS测绘的原理及在工程测绘中的具体应用

2.1GPS测绘的原理分析

GPS的测量原理是空间距离后方交汇,从GPS测绘的原理上来看,主要就是将GPS接收机设置在某一点上,然后在卫星不间断的发送定位信息,通过计算机来对所接收到的信息进行处理,对接收机的三维位置加以确定。再者就是采用GPS实施测绘,实际工程过程中的测量可通过多种方法进行测量,也就是载波相位和伪距离的测量方法。其中的载波测量主要就是通过GPS卫星载波信号在传播路径上的相位变化计算信号传播距离。而在伪距离的测量则主要就是通过接收机所接收到的GPS卫星发出的测距码和电文内容,并结合信号发射到用户接收信息时间对两者间的距离进行计算。

图1GPS工作原理

2.2实时动态测绘法

在工程测绘工作中,实时动态测绘又称为RTK技术,其主要原理就是在地面上的已经确定的测量点位置安装一台GPS接收机,将其作为测量点的准确基点,通过与GPS卫星的相互连接,实现接收测量信息的目的,进而将测量信息传送给流动测量站和中心测量站。流动测量站不仅接收GPS的卫星信号,还包括其他信息,并将这些信息进行综合整理,然后运用GPS导航原理对这些信息进行对比以及分析,通过计算机系统获得流动测量站的具体位置坐标,这些信息就是动态测绘的相关参数,这样就实现了动态测绘。

2.3GPS外业测绘

工程在实施GPS外业测绘之时,首先需要完成一项工作,那就是要选择准确的测量点。测量点的选择对测绘工程十分重要,能直接影响到测绘工作的准确性以及精准度。工程在进行选择测量点时,要对测量范围进行一定的确定,这也是应用GPS测量技术的前提和基础。由于GPS在测量的过程中,确定了观测点,因此,需要从几个(一般为三个)不同的方位,对相关测量设备予以固定,这样做能够在一定程度上确保标志中心的准确性。

3.应用案例分析

本文以公路工程的设计为例,具体分析GPS测绘技术的重要应用。在公路工程中最关键的就是选线任务,通过采取最优的方案,最大化的减少对农田的占用量,根据科学、合理的勘测设计规范来处理工序,这就需要GPS测绘技术的准确配合,具体就是RTK技术的应用。通过RTK技术的实际应用,可以满足线路选择的要求,有效保障道路中线的准确性。将RTK的接收机作为流动站,每隔一段距离收集一定数据,然后利用已知的点,准确定位其他物质,最后将所有相关数据汇总到接收机中,通过CAD软件实现选线任务。如果利用RTK的放样技术,则需要输入测量点的坐标,在接收机提示下进行相应操作,以保障测量结果的额准确性。

3.1形变测量工作

形变是工程测绘中的主体项目,大部分工程内都存有形变影响,尤其是受到地质、人为等因素的影响,更是增加形变控制的难度。针对形变控制,需通过GPS提供测量信息,便于提出科学的控制途径。测量点的选择需要遵循便捷、安全的原则,尽可能在视野开阔的环境中进行测量点的定位,以便于安装GPS设备,同时避免外界电磁对GPS设备信号传输和接收的影响,完成测量点的定位后,需要在测绘图纸中进行记录,从而为后期测绘提供图纸依据。

3.2城市测绘工作

城市建设是我国经济发展的重点项目,多样化的城市建筑投入施工,由此必须保障测绘达到规范的标准。GPS测量技术在城市测绘中的使用频率最高,其与GIS、RS组合,高效完成城市测绘的定位、遥感等提高城市测绘数据的准确度。能够对城市规划的需要得以有效满足,由于城市的规划在要求上相对较高,以及在控制的面积上也比较大,这就需要对城市建成区和规划区分界能够严格区分。在对城市的整体规划过程中就需要对建筑物的建设进行预计,并要能够对城市布局和公共环境影响最大化的减少。随着城市化进程的进一步加快,对可持续发展理念的落实中对城市的测量就有着要求上的提升,各大测绘的部门也要能够建立相应的CORS站,能够对数据的收集以及要求的调整等都可方便的体现。

3.3网点控制工作

网点控制主要体现在大地测量中,传统的测量技术耗时、耗力影响网点的控制。我国在工程建设中重新规划了控制网点,为保障网点控制的精准度,需要利用GPS测量技术完成长距离的准确测绘。GPS测量技术在网点控制中能够适应大规模的大地测量,在保障效率的基础上快速完成网点测绘。GPS测量技术在网点控制中的应用还要避免对城市控制产生影响,以免干扰整体测绘的精度,造成数据误差。

结论

通过上述文章可以看出,相对于传统的测量技术而言,GPS技术无论在精确度方面还是在应用效率方面都具有很大的优势,这同时也是其被广泛的应用在工程测绘工作中的一个主要原因,想要更好的保证其应用效果,实施相应的策略十分必要。随着科研过程的不断深入,各项技术都得到了不断的完善,GPS技术的应用效果在接下来的发展过程中也必将得到更大程度的提高,这对于我国工程测绘领域的发展具有重要意义。

参考文献:

[1]孙玉松.论GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(10).

[2]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2014(9).

[3]林新超.GPS测量技术在工程测绘中的应用分析[J].科技风,2012(2).

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