寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 趙立新

GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用與發(fā)展

寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 趙立新

目前,GPS在工程測(cè)量中的運(yùn)用極為普遍,但是GPS由于某些原因在工程測(cè)量中也會(huì)出現(xiàn)誤差。本文就GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用于發(fā)展問(wèn)題進(jìn)行分析,分析誤差以及闡述如何來(lái)減少誤差,以達(dá)到精度控制。

GPS工程測(cè)量

一、GPS簡(jiǎn)介

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),英文叫做GlobalPositioning System(縮寫(xiě)是GPS),是一種具有全球性、全能性(陸地、海洋、航天與航空)、可以全天候優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航定位、定時(shí)和測(cè)速系統(tǒng),實(shí)質(zhì)就是一個(gè)中距離圓形軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它匯集了當(dāng)代最先進(jìn)的空間技術(shù)、通信技術(shù)以及微電子技術(shù),以其定位精度高、全天候獲取信息、用戶接受設(shè)備輕巧、價(jià)格比較低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受世人矚目,在很多的領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用,它被稱作是“第四代導(dǎo)航系統(tǒng)”,是繼阿波羅登月、航天飛機(jī)之后的第三大航天工程。

GPS定位的基本原來(lái)是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置來(lái)作為已知的起算數(shù)據(jù),然后采用空間距離后方交會(huì)的這種方法來(lái)確定需要測(cè)量點(diǎn)的具體位置。

GPS測(cè)量有這樣幾個(gè)特點(diǎn):測(cè)量精度高、測(cè)站間不需要通視、觀測(cè)的時(shí)間段、儀器操作方便、全天候作業(yè)、可以提供三維坐標(biāo)等等。

二、GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

目前,GPS在工程測(cè)量中有以下幾個(gè)應(yīng)用:

第一,建立工程的控制網(wǎng)。工程控制網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)工程建設(shè)、管理和日常維護(hù)的基礎(chǔ)工作,它的精度要求與工程項(xiàng)目的性質(zhì)和規(guī)模有很大的關(guān)系。一般而言,工程控制網(wǎng)絡(luò)有這樣的特點(diǎn):覆蓋面積較小、點(diǎn)位密度大、精度要求高等。用常態(tài)的方法,一般是采用邊角網(wǎng)。但是采用GPS定位的方法來(lái)監(jiān)理工程控制網(wǎng),就具有很多優(yōu)點(diǎn),比如說(shuō),點(diǎn)位選擇的限制少、作業(yè)時(shí)間段、成果精度高、費(fèi)用點(diǎn)等?？梢詰?yīng)用于建立工程首級(jí)控制網(wǎng),工礦施工控制網(wǎng)、隧道等地下這種工程的控制網(wǎng)中。應(yīng)用GPS技術(shù)來(lái)建立控制網(wǎng),一般采用的是載波相位靜態(tài)差分技術(shù),來(lái)保證能達(dá)到毫米級(jí)的精度;應(yīng)用GPS技術(shù)來(lái)建立道路勘探、施工控制網(wǎng)和隧道工程中就具有顯著的優(yōu)勢(shì)了,這些工程一般是橫向很窄、縱向很長(zhǎng),采用傳統(tǒng)的三角鎖導(dǎo)線方法的誤差累計(jì)過(guò)大。采用GPS技術(shù),因?yàn)辄c(diǎn)與點(diǎn)之間不需要通視,就可以鋪設(shè)很長(zhǎng)的GPS點(diǎn)來(lái)構(gòu)成三角鎖,用來(lái)保持長(zhǎng)距離線路坐標(biāo)控制的一致性。

第二,變形監(jiān)測(cè)。變形監(jiān)測(cè)主要是用在監(jiān)測(cè)像大橋、水壩、高層建筑等這些建筑物、構(gòu)筑物的地基沉位移和整體的傾斜情況如何。這種監(jiān)測(cè)的工作特點(diǎn)是被測(cè)體的尺寸非常巨大,而且監(jiān)測(cè)的環(huán)境十分復(fù)雜,相對(duì)于監(jiān)測(cè)的技術(shù)就很高。常規(guī)的檢測(cè)技術(shù)主要是應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量的方法,監(jiān)測(cè)地基的沉降;對(duì)于地基的位移和整體的傾斜度是采用三角測(cè)量的方法。GPS技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。比如說(shuō),為了要監(jiān)測(cè)大壩和邊坡的形變,就可以在院里大壩或辯駁的適當(dāng)位置選擇若干個(gè)幾點(diǎn),同時(shí)在變形區(qū)選擇若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)。然后在基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)上分別安裝GPS接收機(jī),進(jìn)行連續(xù)的自動(dòng)觀測(cè),同時(shí)要采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心來(lái)分析和處理。

第三,RTK的碎部測(cè)量和放樣。RTK(Real-TimeKinematic)技術(shù),就是一種載波相位差分技術(shù),屬于是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)或者多個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。這種RTK系統(tǒng)主要是由兩部分組成:基準(zhǔn)站(坐標(biāo)已知)和移動(dòng)站(用戶接收機(jī))。它的基本原理是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶,用戶根據(jù)基準(zhǔn)站的差分信息進(jìn)行求差解算用戶位置坐標(biāo)。

RTK技術(shù)通?？梢詰?yīng)用于測(cè)繪地形圖、地籍圖,測(cè)繪房地產(chǎn)的界址點(diǎn),平面位置的施工放樣等。采用RTK技術(shù)測(cè)圖時(shí)僅需一人進(jìn)行。將GPS接收機(jī)放在待定的特征點(diǎn)上1、2s,同時(shí)輸入該特征點(diǎn)的編碼即可。把一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的地形、地物特征點(diǎn)測(cè)定后傳入計(jì)算機(jī),由專業(yè)成圖軟件在人工適當(dāng)?shù)母深A(yù)下,形成所要的成果圖。RTK技術(shù)進(jìn)行放樣,標(biāo)定界標(biāo)點(diǎn),是坐標(biāo)的直接標(biāo)定,不象常規(guī)放樣那樣,需要后視方向用解析法標(biāo)定,因而簡(jiǎn)捷易行。

三、GPS的發(fā)展前景

縱觀GPS的歷史我們可以清楚的看出,美國(guó)在1994年就全面建成和利用GPS導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)試和測(cè)距的工作,經(jīng)過(guò)15年的飛速發(fā)展,GPS已經(jīng)可以為地球表面絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測(cè)速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn),GPS的技術(shù)在工程測(cè)量這些測(cè)繪領(lǐng)域得到了很充分的應(yīng)用,而且這項(xiàng)技術(shù)還在軍事、交通、通信、資源、管理等領(lǐng)域展開(kāi)了研究并得到了相應(yīng)的發(fā)展。

所以,全球定位系統(tǒng)(GPS)的地面測(cè)量這種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,使得工程測(cè)量的手段和方法產(chǎn)生了深刻的變化。然而,工程技術(shù)的不斷發(fā)展也對(duì)測(cè)量工作,尤其是測(cè)量工具提出了新的要求和挑戰(zhàn),基于這種情況,工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域也在進(jìn)一步擴(kuò)展,而且正向測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理自動(dòng)化、數(shù)字化方向不斷地發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工程測(cè)量控制網(wǎng)、RTK下的碎部測(cè)量與放樣、區(qū)域差分系統(tǒng)下碎部測(cè)量等的各個(gè)領(lǐng)域中,隨著科學(xué)不斷發(fā)展,GPS技術(shù)將會(huì)具有更廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

[1]楊紅剛.淺談GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)測(cè)量在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì),2008,(03)

[2]金玲玲.GPS在高速公路工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].安徽建筑,2010,(02)

[3]劉葉明.GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2010,(07)

[4]王站軍.淺析GPS-RTK技術(shù)的基本原理及應(yīng)用

[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010,(03)

[5]柳麗芳.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用探究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(05)

[6]陳凱,俞慶.GPS多路徑效應(yīng)原理及數(shù)據(jù)后處理方法研究[J].城市道橋與防洪,2010,(04)

[7]王鐵軍,史悅.淺議GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2009,(06)

[8]王毅飛.GPS在鐵路工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(04)