阐述工程测量中的GPS技术工程测量

阐述工程测量中的GPS技术工程测量

Summary：GPS作为一种新型应用技术，具有测量时间短、精度高等特点，在工程测量中得到普遍应用，为保证工程项目规划建设的精度和质量提供强有力的技术保障，还可满足降本增效的新要求。但是，在实际应用中还存在着些许问题，如点位选择难度较大、高程精度稳定性不足、受电离层干扰较大等，需要从外业和内业工作中共同着手进行优化，通过合理选择观测时段、适当增加测回频率、内业数据优化等方式，使GPS技术的测量精准度进一步提升，在工程测量领域实现长远发展。基于此，本文将对工程测量中的GPS技术进行分析。Keys：GPS测绘技术；测绘工程；工程测量1GPS测量技术相关定义工程测量是指贯穿整个建设工程全过程，对工程进行测量所依据的理论、采用方法和使用的技术。其结果为整个工程设计、施工提供依据，是最基础也是最重要的工作，其结果准确性直接对整个建设工程质量产生影响。GPS测量技术是基于人造卫星所进行的点位测量技术，应用GPS测量技术时，可在人造卫星数据的指导下，建立精密的控制网，随后根据控制网内的点位对地面的公路、建筑物、隧道、大坝进行测量。相较于其他测量技术，GPS测量具有实时性、实用性强的特点，且测量结果精度高，所需时间短。据了解，基于GPS测量技术的工程测量，测量数据的精度可保持在分米级、厘米级；实际测量过程中，动态GPS测量仅需几秒、几分钟，静态GPS测量可控制在50~180min。另外，GPS测量操作流程简单，可选点位范围广，测量成本低，可满足建筑工程、路桥工程、隧道工程等不同类型工程项目测量的基本要求。2GPS系统构成要素伴随GPS测量技术的出现，最早GPS测量技术仅用于建设军事项目，随着软件工程的不断发展，近年来，GPS测量技术因其测量精度高，易操作，受作业环境影响小等优点在工程施工中得到了有效运用，在确保工程进度的同时保证了工程施工质量。GPS系统是由地面监控系统、空间卫星群构成，且卫星接收设备属于基础内容，技术构成要素如下：1)地面控制系统。该系统由主控站、注入站、监测站构成，且系统间的作用不尽相同。主控站的作用在于修改卫星钟参数、计算卫星星历，且计算所需参数由监测站供给，将修改后的参数传递给注入站，由注入站接收后才可发挥修改作用；监控站的作用在于接收GPS卫星中发射的各类信号。2)卫星接收设备。该设备由气象仪、接收机以及计算机信息处理软件等组成，作用在于采集GPS卫星中传递的信号，且经过综合分析后确定位置。气象仪针对外界气候条件进行测量，避免气候因素对测量产生干扰，提高测量结果的准确性；信息处理软件是将数据收集起来综合分析，是接收设备的基础。3)空间卫星群。由6个轨道面上分布的24颗GPS卫星构成，且每个GPS卫星与地面的距离均为2×105km，彼此间的夹角为60°。卫星所处轨道面与地球赤道面的交角约为55°，通过此种形式的分布，可保障接收到4~11颗卫星传递的信号。3工程测量中的GPS技术的应用3.1实时动态测绘法实时动态测绘技术RTK技术(ReadTimeKinematic，RTK)需要确定测量位置后进行使用。将GPS接收机安装好之后，将其所在位置进行确定，之后在确认测量站与GPS卫星连接后，将收集的测量信息进行记录，并将测绘信息输送到中心测量站或者流动测量站。再由测量站将这些信息进行综合整理，利用GPS导航原理将这些信息进行对比，并通过计算机系统找出流动监测的准确位置，实现测图的动态测绘。3.2铁路测量中的应用铁路控制网需要利用首级控制网进行工作。首级控制网需要做好工程进行前的准备工作。在我国，首级控制网应用广泛。利用GPS静态测量定位技术，可以解决以往控制网运行不够稳定的缺陷。在实际工作中，利用静态观测技术，可以使基站与卫星保持同步，同时将三维坐标进行准确计算，并通过观测与测量，将目标地形进行计算。目前，在我国大部分铁路项目中，静态测量已经成为不可或缺的技术。3.3工程测量中GPS定位技术的测量形式在工程施工前，施工单位应根据工程实际情况委托专业的测量队伍进行测量。测量队伍应根据工程情况制定观测计划，确定地块整体基准、设计精度以及控制网布形式。其中控制网的布设非常重要，对测量是否能够达到设计精度会产生直接影响。控制网通常需要包含12个精准测量点，水平方向控制点数为2个，垂直方面控制点数为5个，并且边长需要控制在一定范围，不能过长，边长过长会影响实际控制范围，要求在观测过程中所有接收机同时工作。使用GPS定位技术进行测量，控制网布设主要有四种形式：三角网、环形网、附和线路和星型网。下面做简要介绍：3.3.1三角网由不同独立网构成各三角网的边进行观测，在实际测量中，经常选用三角网，特别是正三角网，能够确保测量结果的精度。但遇到复杂地形时，我们也可以选择一些接近正三角形的短边三角形，以实现精度最大化。优点是网中各相邻点基线向量精度能够均匀分布，且各独立网独立运行，独立自检，能够及时发现测量结果误差。缺点是因独立网数量较多，工作量大，所需测量时间显著增加。3.3.2环形网由多条能够独立观测的闭合环组成，优点是能够独立自检，可靠性高。缺点是部分基边线不能直接观测，精度较低，且网中相邻点间基线向量精度分布不均。3.4公路测量中的应用在公路测量中，对于测量精度有很高要求，做好测量精度是公路工程开工的前提。在传统的公路测量中，一般使用经纬仪、全站仪等设备，这些设备需要工作人员在测量之前进行调平、对中等工作，浪费了大量的时间，且容易出现比较大的人为误差，影响工程后续进展。利用GPS技术，其操作更为简便，并可以不受人为因素的干扰，提升测量结果的准确度。相比于城市道路建设，在野外的道路建设，过程更为艰难，面临的环境因素也比较多。而利用GPS静态定位技术，可以使测量结果不受环境因素的影响。3.5矿山测量中的应用矿山地区往往环境复杂，地形崎岖。在传统的测绘中，给相关工作人员带来了极大的挑战。而GPS可以克服环境与地形的限制，并保持一定的精度。例如，在矿山工程中的地形测量方面，对于钻孔面、深井、近井点等关键位置，都可以利用GPS测绘技术获得准确的数据。在实际应用中，减少人员负担的同时还可以保障数据的准确度。3.6双测数据预处理由于GPS测绘技术包含数据与信息的处理模块，使得GPS技术可以在内部进行预处理工作。其可以将收取的数据进行编辑与整理，并将这些数据应用于后期的数据记录、统计与分析，切实提升了相关工作的效率。在实际应用时，先将数据进行预处理，之后将其中的向量等信息进行计算，并与观测数据做对比分析工作，以此提升数据的准确度。经过预处理之后的数据，在计算方差、平差时，可以提升数据精度。4结束语综上所述，在工程建设过程中GPS技术已得到广泛应用，在提高测量效率、保证测量精度的同时降低工程建设成本，实现一举多得，同时解决了复杂工程的施工难题，但因GPS测量技术本身的局限性，在实际操作过程中还存在一些问题。Reference：[1]张永玉,刘俊池.GPS技术在风电工程测量中的应用研究关键思路分析[J].中国高新科技,2022(