GPS测绘技术在铁路工程测量中的应用

GPS测绘技术在铁路工程测量中的应用【摘要】社会经济的发展和进步为各部门的发展创造了有利条件，提供了可靠的科技保障。尤其是电脑技术的迅速发展，使资讯全球化的趋势更加明显。GPS是全球定位系统，它为全球范围内的资讯传送与传播提供了可靠的技术支援，在工程绘图方面也扮演了重要角色。结合GPS技术的特点、优势及其在工程制图中的应用，分析了GPS定位在工程制图领域的具体应用和重要作用，并分析了其发展前景。【关键词】GPS测绘技术;工程测量;铁路工程前言随着全球经济和社会经济的一体化发展以及现代科学技术的进步和发展，信息在世界各地的流动和传递越来越多，极大地促进了人们的生活。同时，GPS测量方法的应用和发展也极大地推动了铁路工程制图方法的发展。尤其是现代铁路工程制图技术对精度的要求越来越受到人们的追捧。1、GPS的工作原理GPS技术的工作原理是将定位和定位信号不断地传输给GPS卫星，然后由电脑对接收的数据进行处理，从而形成GPS的立体定位。利用GPS进行铁路工程测量，将其划分为平面和空间两大类。该方法能将其转化为坐标系统，以求精确地定位控制点，提高测量精度。它的定位方法有两种:一种是绝对的，一种是相对的。相对定位是在空间几何原理的基础上，通过对GPS测点与三个卫星的相对位置进行比较，然后运用相关的数学原理来确定该测点的真实位置。2.GPS测量的技术特点2.1定位精度高该方法在测量中使用了载频相位法，其精度可以达到lppm，这也目前其他测量技术所无法达到的。GPS的应用范围很广，其相对定位精度可达50公里，相对定位精度可达lmm。在300~1500米的高精度位置上，测量值的偏差不超过1mm。这是一种GPS技术，适用于高层建筑物的传递，其平面绝对误差在5mm以内。特别是在微分位置的实时动态定位中，可以实现毫米级的精确定位。通过对GPS的观测与数据处理手段的不断完善，可以使GPS的测量精度得到进一步的提高[1]。2.2观察时间短在测量过程中，系统采用了基于基准的静态位置。将要求的观测精度与测量结果相结合，完成测量，时间为1-3小时。若使用快速定位法，则只需数分钟，甚至数秒。由于GPS系统与软件的不断改进与完善，以往的数小时监控，如今只需数十分钟，甚至数分钟即可完成。通常，系统采集的数据可以在1h中获取，通过GPS接收机获取，并由系统进行处理。随着科技的进步，软硬件的不断完善与升级。采用GPS技术，在现场布设控制网络，既节约了观测时间，又大大提高了工作的效率。比如，一个更新的系统能达到20km的相对静止位置。并且，它的位置非常的精确。一般只需要16~20min就可完成。若是静态定位，那么在1~2min内即可完成.甚至于只需要几秒钟[2]。2.3无须通视在该工程中，测点与测点的交互通视是一个很大的难题，而GPS的运用则很好地解决了这个问题。但是，在测量点上方，一定要有足够的空间，这样卫星的信号就不会被干扰。2.4操作简单在运行过程中通过GPS技术进行测量，高度自动化，只需安装适当的开关设备即可提供远程观测，并获得完全的准确性和高可用性，例如在收集气象数据时，整个数据接收系统和设备应对高观测水平的工作状态，并与接收机配合，确保在同一台站进行连续观测时自动完成工作。在这种情况下，系统将与其他通信手段和网络交互，存储收集的信息并将其传输到数据中心，全面实现了数据收集和处理的自动化。3、GPS测绘技术在铁路工程测量中的应用实践3.1动态定位模式测量动态定位模式测量主要由支持站和移动站组成。GPS接收器的选择是以GPS观测站(特别是移动观察站)开始的精确度为基础的，其中GPS信号接收器在接收到卫星信号和从无线转送装置接收到的信息时，对该移动台的三维坐标进行计算和显示[2]。通过对试验资料的观察，确定观测时间，降低重载量，提高监控工作的效率。但是，在进行动态定位模式时，首先要进行初步的测量，然后在数分钟之内进行有控制点的静止观察，该方法能实现采样目标与基站的空间位置同步观察，并能达到厘米的精度。由于其高效率、高精度、低干扰等特点，在铁路工程的地形测量、土方复测、施工过程构筑物的标定等领域具有广泛的应用前景。3.2快速静态测量模式铁路工程施工控制网的快速静态测试是为了达到目的。铁路工程测量的目的是为了方便后续的测量，对线路的流量进行控制。现在，它已经发展成为一种先进的控制手段。然而，由于全国三角点受到了严重破坏，所以在30公里以内，仅靠全站仪法无法进行测量。方圆30公里内，几乎没有任何三角形可以进行联测。在全国三角地区进行加密测量，从而实现对铁路控制网络的测量。在特定的测量期间，各移动站GPS信号接收机能够接收到来自于基地台和移动站的数据，并且能够及时地进行三维坐标的计算。将快速静态测试模式运用于某一具体项目，能迅速获取精确、可靠的资料，加速工程建设进程。目前，在铁道施工中，常用的静态测量手段有CPI、CPII控制网重复测量、路基沉降和位移监测等[3]。4、GPS测绘技术应用的注意事项4.1注重加强高程问题GPS测量技术在工程建设中的应用，其中最关键的问题就是高程问题，所以如何解决这一问题显得十分重要。只要能从根本上解决高程问题，就能为铁路建设提供更高的性价比。但实际高程问题的求解却有一定难度，应视具体工程的具体情况而定。4.2综合考虑项目特点在铁路工程测量中，选择的转换参数根据测量位置、天气条件和其他因素而变化。在不同的监控地点，不能使用相同的变换参数。因此，在GPS的应用中，必须充分利用GPS的特性，科学、合理地选取各种参数，使GPS具有更大的优越性和功能。如果不这样做，那么GPS技术在铁路工程中的应用将会丧失其应有的作用。为了使GPS更好地为铁路建设工程测量服务，还需要不断改进和完善GPS的测绘方法，这是铁路工程测量中需要注意的内容之一。5、GPS测绘技术在我国铁路测量工作中的发展前景目前，铁路工程测量中，尽管使用了电子全站仪等先进的技术，但由于水平可视、作业环境等因素的制约，使其劳动强度大，从而大大缩短了轨道工程的设计周期。由于研发手段的发展需要引进设备和技术革新，所以采用先进GPS技术是最好的选择。GPS的动态和动态的快速定位，使得铁路的测量成为可能。与传统的手工测量相比，铁路测量更加准确。完善基于GPS静态法的铁路交通综合管理，为地形测量、地形分区测绘和纵断面测量提供更准确的依据。在建设过程中，要建立起一套科学的桥梁、隧道建设管理体系。GPS技术不但能清晰地显示出与铁路施工区地面有关的山脉、河流及地质情况，而且能为其绘制详细的线路图。随着铁路设计工业软硬件技术的迅速发展，CAD模型逐渐被应用到实际工程中。另外，在勘测、图纸设计、现场施工、完工后的各个阶段，都要把资料录入数据库，并在数据链上建立数据链接，实现数据的共享[3]。全面数据库的建立将减少测绘所需的大量人力、财力和物力，最终提高测绘效率。结论综上所述，GPS技术与测绘技术的结合，将极大地提高测绘精度，提高测绘效率和质量，减少测绘人员工作任务的数量。因此，在实践中，测绘人员要结合实际测绘需要，合理使用GPS测绘技术，严格按照既定的操作要求进行，确保测绘工作顺利高效地进行。参考文献[1]夏旭东.