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        GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

        2014-04-02 00:13:15黃玨靖
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年11期
        關(guān)鍵詞:測繪技術(shù)應(yīng)用分析思考

        黃玨靖

        摘 要:文章以GPS技術(shù)的主要內(nèi)容和現(xiàn)在工程測繪的發(fā)展情況為基礎(chǔ),研究探討了GPS工作原理和特點(diǎn),并且著重分析了GPS布網(wǎng)工作、實(shí)時(shí)動態(tài)測繪、GPS外業(yè)測繪三方面的運(yùn)用。本文主要對GPS測繪技術(shù)在工程測繪的應(yīng)用進(jìn)行分析與思考。

        關(guān)鍵詞:GPS;測繪技術(shù);工程測繪;應(yīng)用分析;思考

        1 GPS技術(shù)概述及其在工程測繪中發(fā)展現(xiàn)狀

        現(xiàn)階段工程測繪的重要性已經(jīng)引起人們的關(guān)注,很多人一直在找尋合適的測繪方法與測繪技術(shù)?,F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快,許多測繪器材與測繪方法被研究出來,GPS技術(shù)在這種形勢下形成并發(fā)展。工程測繪過程中經(jīng)常運(yùn)用GPS技術(shù),因?yàn)檫\(yùn)用它工程測繪效率增高、精準(zhǔn)增高、成本降低,最重要的是不需要通視就可以完成,所以它越來越受到人們的喜愛,在工程測繪中占有重要地位。

        GPS是GlobalPositioningSystem的縮寫,中文名字是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它要依靠地球衛(wèi)星完成操作,系統(tǒng)是無線定位。它工作的基本原理就是利用衛(wèi)星上的無線電發(fā)射臺,來形成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位提醒,然后利用無線電測距交會的基本原理,如果確定了三顆以上的衛(wèi)星空間的話,在這個(gè)條件下就可以確定某個(gè)物體的具體位置[1]。GPS具有一定的實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定時(shí)、定位的功能,同時(shí)也可以持續(xù)性、全天、全球性地進(jìn)行測量和定位,這樣做測量的精確度上更加地精確,而且在提供時(shí)間、三維坐標(biāo)、速度時(shí)也具有一定的精密性。實(shí)踐證明,GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6,100km~500km可達(dá)10-7,1000km可達(dá)10-9。在300m~1500m工程精密定位中,1小時(shí)以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm,我國主要通過地球衛(wèi)星采集地面三維坐標(biāo)來完成定位或者導(dǎo)航,其運(yùn)用的地球衛(wèi)星有二十四顆,是美國發(fā)射的。

        2 GPS工作原理及其特點(diǎn)

        2.1 GPS技術(shù)工作原理

        GPS系統(tǒng)又叫做衛(wèi)星定位地位系統(tǒng),運(yùn)用的主要方法是距離交會法,這種方法的原理是:把GPS接收機(jī)安裝在一地方的一個(gè)點(diǎn)上,這個(gè)點(diǎn)其實(shí)是有要求的。GPS衛(wèi)星隨時(shí)都會發(fā)出定位信息,在某一個(gè)時(shí)間,接收機(jī)會接收到衛(wèi)星的定位信息,最低接收衛(wèi)星是三顆。然后在運(yùn)用一些方法與方式對接收的信息進(jìn)行處理,計(jì)算出這一時(shí)間,GPS接收機(jī)結(jié)和接收GPS衛(wèi)星之間的路程是:aNS,bNS,cNS。得到它們之間的路程距離,還要得到這一時(shí)間被接收衛(wèi)星在地球的某個(gè)位置,也就是三維坐標(biāo),這主要要用到接收衛(wèi)星星歷來完成[2]。

        GPS測繪大多數(shù)運(yùn)用的坐標(biāo)系統(tǒng)有兩類,一是空間固定坐標(biāo)系統(tǒng),二是地固坐標(biāo)系統(tǒng)。還有可以根據(jù)具體事情具體分析,兩種坐標(biāo)系統(tǒng)可以相互轉(zhuǎn)換運(yùn)用,運(yùn)用轉(zhuǎn)換可以得到控制點(diǎn)的具體位置,增強(qiáng)觀察測量的結(jié)果。

        2.2 GPS技術(shù)的特點(diǎn)

        GPS測繪技術(shù)的特點(diǎn)有很多,其中最重要的有七個(gè)。其主要有七大特點(diǎn),各種天氣都可以進(jìn)行工作、功能多、作用廣、操作簡單快捷、三維坐標(biāo)隨時(shí)運(yùn)用、測站兩者不用通視、觀察測量時(shí)間不長、定位精確度高是七大特點(diǎn)。其中定位精確度高是有依據(jù)的,在三百米和一千五百米之間進(jìn)行工程導(dǎo)航,高于一小時(shí)的工程測量計(jì)算,得到的數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)只有一毫米差距,甚至小于一毫米。其中測站兩者不用通視這一特點(diǎn)用途最廣,不僅可以測量速度,也可以測量時(shí)間。操作簡單快捷這一特點(diǎn)主要體現(xiàn)在GPS系統(tǒng)的自動化程度上。這些優(yōu)點(diǎn)保證了GPS測繪技術(shù)的領(lǐng)先地位。

        3 GPS技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

        現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,市政道路工程中也運(yùn)用到工程測繪工作。工程測繪中運(yùn)用GPS測繪技術(shù)有很多優(yōu)勢,這也是它越來越多地運(yùn)用到工程測繪中的原因。城市化公路建設(shè)當(dāng)中,縱橫斷面設(shè)計(jì)需要對其從橫斷面進(jìn)行測量,同時(shí)也要進(jìn)行中樁放樣。在公路建設(shè)當(dāng)中首先根據(jù)設(shè)計(jì)的坐標(biāo)線路進(jìn)行中樁放樣,之后利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作,以及測量線路左端面。以往中樁放樣主要用到的是全站儀,但GPS技術(shù)高精度日益發(fā)展,逐步取代了全站儀的放樣。為了解決這個(gè)實(shí)時(shí)性的問題,就運(yùn)用到了GPS技術(shù),通過精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)測量,進(jìn)而避免了數(shù)據(jù)滯后無法準(zhǔn)確定位的結(jié)果,從而推動整個(gè)測量過程的進(jìn)程。

        GPS測繪技術(shù)在工程測繪中運(yùn)用有初、中、高級,初級主要是快速靜態(tài)或GPS靜態(tài)的方法建設(shè)成立沿線整體控制。中級主要運(yùn)用在堤壩、閘門、渠道等場所,并且這些場所建設(shè)成立施工控制。高級主要是在工程測繪中運(yùn)用RTK技術(shù),也就是人們常說的實(shí)時(shí)動態(tài)定位技術(shù)。從而可以看出,GPS測繪技術(shù)在工程測繪中的發(fā)展機(jī)遇很可觀。其實(shí)有機(jī)遇就有挑戰(zhàn),GPS測繪技術(shù)要抓住機(jī)遇,面對挑戰(zhàn),做出相應(yīng)的對策。

        現(xiàn)在很多行業(yè)中都可以看到GPS技術(shù)的身影,其中運(yùn)用最多的是工程測繪。我國著名的小浪底工程、三峽工程在工程測繪中都運(yùn)用了此項(xiàng)技術(shù)。對于流動站的接收機(jī)來說,這樣可以更好地采集GPS觀測數(shù)據(jù),還可以接收到基準(zhǔn)站抓獲的信息,同時(shí)能夠及時(shí)處理系統(tǒng)內(nèi)組成的差分觀測值,之后就可以計(jì)算出來自基準(zhǔn)站和流動站的基線向量[4]。GPS技術(shù)在水利工程運(yùn)用也是很廣泛的,其中主要包括如下幾個(gè)方面:GPS的外業(yè)測繪,GPS的布網(wǎng)工作及其實(shí)時(shí)動態(tài)測繪方法的應(yīng)用等等。

        3.1 GPS外業(yè)測繪

        GPS用在室外工程測繪中的重要工作是選擇點(diǎn)。因?yàn)闇y繪結(jié)果的準(zhǔn)確程度隔閡和選擇點(diǎn)密不可分,所以選擇點(diǎn)之前要做好準(zhǔn)備,包括分析測量地的具體位置、坐標(biāo)架、坐標(biāo)型號是否有損壞等。這些都是選擇點(diǎn)之前必須要完成的工作。無線安裝設(shè)置與開機(jī)觀察測量和平常的測繪是不一樣的,都要用到GPS的觀察測量。無線安裝設(shè)置工作的時(shí)候,無線應(yīng)該架在三腳架標(biāo)志中心的上方,要直接對準(zhǔn)定位的正常點(diǎn),無線基座上面的圓水準(zhǔn)氣泡要放平。如果遇到有風(fēng)的時(shí)候,要把無線固定,最好是固定成三角形。

        3.2 GPS布網(wǎng)工作

        GPS布網(wǎng)工作的程序:引水工程等線狀路和成片工程測繪,一般要運(yùn)用邊連式和點(diǎn)連式連成三角形??墒菍σ恍┕こ痰闹行沫h(huán)節(jié)比較多的網(wǎng)狀與片狀地區(qū),一般運(yùn)用的方法是網(wǎng)連式與邊連式,可以提高網(wǎng)狀地區(qū)的幾何結(jié)構(gòu),增強(qiáng)GPS控制網(wǎng)的精確程度與可靠程度。

        3.3 實(shí)時(shí)動態(tài)測繪方法

        RTK工作的程序:把一個(gè)已經(jīng)知道的點(diǎn)上面設(shè)為基準(zhǔn)站,并且安裝一臺GPS接收機(jī),對可以看到的衛(wèi)星進(jìn)行現(xiàn)場觀察測量,并且運(yùn)用無線電器材進(jìn)行傳輸信息,把觀察測量得到的數(shù)值與測量站信息進(jìn)行連接,然后把數(shù)據(jù)傳遞到流動站。流動站的作用很多,不僅可以接收GPS衛(wèi)星信號,而且還可以運(yùn)用無線電器材接收基準(zhǔn)站傳遞的數(shù)值,根據(jù)導(dǎo)航的基本原理,對基準(zhǔn)站和流動站的數(shù)值和本身觀察測量得到的數(shù)值進(jìn)行對比,然后得到流動站與基準(zhǔn)站之間的位置,計(jì)算出流動站位置的三維坐標(biāo)并且定時(shí)儲存和傳遞。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,GPS測繪技術(shù)有很多的優(yōu)勢,而且在很多行業(yè)都得到運(yùn)用。本文主要講解了工程測繪中運(yùn)用到的GPS測繪技術(shù),了解了GPS測繪技術(shù)的運(yùn)用經(jīng)過與方法,為以后GPS的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí),在將來GPS技術(shù)運(yùn)用發(fā)展過程中,要著重發(fā)展它的功能和性能,以最好的功能服務(wù)完成工程測繪工作。

        參考文獻(xiàn)

        [1]鐘飛.GPS在工程測繪中的應(yīng)用[J].科技資訊,2011(12).

        [2]葉畢升.淺談GPS測繪在水利水電工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(15).

        [3]王力賡.RTK技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用與研究[J].治淮,2013(7).

        [4]洪海.GPS在工程中的應(yīng)用綜述[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2012(2).

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