GPS技术在工程测绘中的应用

[摘要] GPS测量技术的发展与成熟对工程测绘工作起到了巨大的推进作用,不仅表现在测绘工作方式的转变上,测绘的效率以及测绘结果的精确性也得到了很大的提高。随着工程建设对测绘精度以及效率的要求越来越高,其在工程测绘领域中应用会越来越广,为工程测量与建设做出
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  [摘要]GPS测量技术的发展与成熟对工程测绘工作起到了巨大的推进作用,不仅表现在测绘工作方式的转变上,测绘的效率以及测绘结果的精确性也得到了很大的提高。随着工程建设对测绘精度以及效率的要求越来越高,其在工程测绘领域中应用会越来越广,为工程测量与建设做出了更大的贡献。本文首先就GPS技术的原理特征进行分析,然后就实际工程的测绘探讨应用以及需要注意的问题。

  [关键词]GPS技术 工程测绘 应用

  随着现代测绘技术的发展,卫星定位系统技术不但解决了工程测绘工作中的一系列难题,还有效的提高了测绘数据和图形的精确性,工程测绘工作的内容非常广泛,有控制测量、地形测量以及地质工程测量等,本文通过实际的测绘案例分析探讨GPS技术在工程测绘中的应用。

  1、GPS技术概述

  在测绘工作中,由于其成本低、效率高、精度高等特点得到非常广泛的应用。我国国民经济不断发展,对工程建设的要求越来越高,测绘工作同时面临著机遇和挑战。当前GPS技术与现代的通信技术相结合,使GPS技术中用于测量的三维坐标技术由静态的测量发展为动态,由数据的后处理逐渐转变为实时定位技术,GPS技术的深度和广度都得到了极大的扩充,具有更为广阔的发展前景。

  全球定位系统的基本原理就是利用距离交会定点的原理,假设地面空间上有3个无线电信号发射台,其位置坐标为(xi,yi,zi),当用户通过无线电测距的原理在某一时刻接受到3个无线电发射台的距离Ri,通过以发射台为球心,测得的距离为半径就能够通过距离交会的原理计算出用户接收机的空间位置。与传统的测绘手段相比,GPS技术具有更为明显的优势:第一,定位的精度高。通过载波相位作为相对定位,观测时间不到20min就能达到±5mm的精度,如果使用快速定位方式,时间在1min左右可以达到±0.1mm的精度;第二,能够提供三维坐标,在精确的观测平面位置的同时实现对高程的观测;第三,各个观测站之间无需进行通视。作为传统测绘工作中的难题,保持良好通视条件基础上同时确保控制网的结构良好的问题在GPS测量中完美的被解决;第四,可以实现全天候的作业,对环境的要求较低,一般情况下可以在任何的地点以及时间下进行连续的作业。

  2、GPS技术在工程测绘中的应用探讨

  2.1 案例分析

  某河道引水改建工程中需要对河道进行测绘,测区的基本情况为南半部分的地势相对平坦,交通非常方便;而北半部分的一侧位于高山山脉,河流的弯直非常频繁,山谷狭窄,谷底的宽度在25-55m之间,河床的两岸山坡非常陡,河段只有少部分的植物覆盖;整个测区的长度约为65km,海拔高程在400m-2000m之间。采用传统的测绘方式会耗费大量的人力与物力,且效率低下、结果精度不高。经过分析探讨确定测区的1:5000的地形图使用航空摄影的方式,应用GPS技术进行测绘工作。

  2.2测绘工作实施

  2.2.1航空摄影以及像控点的布设

  根据案例情况,由于测区部分地形为山脉,非常陡峻且地形较为复杂,为了保证工作质量以及飞行安全,航拍沿河道进行且开设10条航线。根据测区的情况在满足测绘工作需要的同时实现减少工作量的目标,使用航线网布设90个像控点。

  2.2.2基本控制工作

  在测区中不止由3个已知点起算,共24个点组成的4等GPS网络,各个点之间的距离最长不超过5km。首先使用静态测量的方式对已知点进行观测,同时加密控制点,建立GPS网并通过网络算出区块的坐标转换参数;在进行观测之前编制卫星的可见性预报图、制定计划表;对测区的基本高程进行控制并对部分控制点进行连测,其他控制点的高程一并计算出来。

  2.2.3像控点的联测

  使用接收机对像控点实施联测,动态精度平面为10mm±1ppm,高程则是20mm±2ppm。为了保证基准站的准确,基准站的设置在已知点上。建设好基准站、设备连线工作等,输入基准站控制点的坐标即参数之后进入工作状态。像控点组织一人进行刺点,在另外一名员工检验后使用RTK实施三维坐标的联测,一个点测得至少2组数据,取均值作为最终坐标值。

  2.3测绘工作中需要注意的问题

  2.3.1控制点的选择

  控制点的首要要求就是基础平稳,视野广阔,再者是易于观测和保存,最好是信号情况好以及覆盖范围广的地方,才能保证GPS技术的测量精度和效率。测绘中某些位于施工区的点位,应当尽量选择容易施工的位置,并确保有足够的密度,在使用过程中能有更多的选择。

  2.3.2观测时段的确定

  运用GPS技术实施地质测绘期间,如果PDOD的值较大,则会对测量结果的精度造成影响,结果精度水平较低。而PDOD 的值的大小会受空中卫星位置的影响。因此,要想获取高精度的测量结果应当选对接受卫星数的时段进行合理的选择之后再进行观测。

  2.3.3收集和计算转换参数

  转换参数是影响观测结果准确性的重要因素之一。观测中选用统一的坐标系实施测量,对于测量成果的提交有帮助。同时能有效的提高测量结果的精度,并及时正确的确定河道中的测量位置。

  2.3.4仪器的质量和人员的水平

  进行工程测绘的人员应当通过进行专业的培训在合格之后才进行仪器的操作工作。这是在河道测量工作开始之前保证测量工作高效开展的有效措施。只有优秀的测量人员才能从根本上保障应用GPS技术测量的科学性和可靠性。此外,在进行河道测量工作时,考虑到环境较为恶劣,应当选用抗干扰能力较强的以及精度满足要求的设备。

  3、结束语

  GPS技术是当前工程测绘中的重要方法,随着科学技术的发展进步还会进一步的更新和完善。其应用极大的节省了时间、人力以及物理成本,通过本次测绘发现,使用GPS技术实施测绘仍然有一定的局限性,需要充分考虑各个因素造成的影响,如磁场的干扰、卫星个数以及认为操作的风险等。只有不断对GPS技术的应用实施分析和探讨、优化其应用策略,使其应用于各个领域当中才能更好进行工程测绘。

  参考文献

  [1]陈大勇,郭玉峰,景维程等.GPS技术在工程测绘中的应用分析[J].黑龙江科学,2014,5(6):125.

  [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):243-243.

  [3]阿曼古丽?巴拉提.GPS测绘技术在工程测绘中的应用分析[J].民营科技,2014,(7):9.

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