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        GPS技術(shù)在工程控制測量的應(yīng)用及測量精度分析

        2015-08-15 00:51:34俞黎斌黃茂江
        江西建材 2015年2期
        關(guān)鍵詞:接收機(jī)差分精度

        ■俞黎斌,黃茂江

        ■1.江西銅業(yè)集團(tuán)德興銅礦地測中心,江西 德興 334200;2.江西省水利規(guī)劃設(shè)計院,江西 南昌 330029

        1 前言

        GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用,是對傳統(tǒng)工程測量帶來了徹底性的革命,并且其具有不受天氣和通視條件影響、定位精度高、操作方便、自動化程度高、成本低等眾多方面的優(yōu)點,致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在現(xiàn)代工程控制測量中。隨著GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用,人們對工程測量精度提出了更高的要求。因此,文章針對GPS技術(shù)在工程控制測量的應(yīng)用及測量精度的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

        2 GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用優(yōu)勢

        (1)自動化程度高。工程控制測量中的GPS技術(shù),采用GPS接收機(jī)進(jìn)行各種測量時,只需要將天線準(zhǔn)確的安裝在檢測站上,并接通電源與啟動接收單元,此時儀器就能夠自動開始工作,當(dāng)測量工作結(jié)束之后,只需要將電源關(guān)閉,接收機(jī)就能夠自動的完成數(shù)據(jù)的采集,并采集的定位數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心,進(jìn)而實現(xiàn)GPS自動化的測量以及計算。

        (2)適用范圍廣。GPS技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中都具有非常廣泛的應(yīng)用,對于從事測繪工作的工程施工人員來說,已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,其中涉及到地殼板塊運(yùn)動的檢測、大地測量以及各種工程測量,尤其是在工程控制測量中具有非常廣泛的應(yīng)用前景,尤其是GPS技術(shù)的自動化檢測,對于工程的自動控制系統(tǒng)的研究是GPS技術(shù)在未來應(yīng)用的一個重要發(fā)展方向。

        (3)測量精度高。GPS技術(shù)的短距離的測量精度達(dá)到毫米級別,差分導(dǎo)航精度達(dá)到厘米級別,對于大型的工程建筑以及構(gòu)造物的變形監(jiān)測具有精密的定位測量,在進(jìn)行合適數(shù)據(jù)處理的模型和軟件之后,其在高程和平面精度都能夠達(dá)到毫米級別。

        3 GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用

        文章以工程為例,該工程采用了6臺Ashtech型靜態(tài)單頻GPS接收機(jī)(測量精度為5mm±1ppm)采集野外信息,作業(yè)基本要求包括:數(shù)據(jù)采樣率(S)不超過30s;時段長度不小于60min;同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)量不小于4;平均重復(fù)設(shè)站數(shù)不小于1.6;同時觀測有效衛(wèi)星書不小于4;衛(wèi)星截止高度不小于15°。每時段觀測都采用測量天線高兩次的方式,相差小于3mm,天線高為測量的平均值。GPS觀測數(shù)據(jù)采用Ashtech solutoons 2.5進(jìn)行基線解算,以此保證每一個基線都能求出整周模糊度。GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個方面:

        (1)靜態(tài)定位。靜態(tài)定位需要在每個流動站內(nèi)設(shè)置GPS接收機(jī),一邊靜止觀測,另一邊接收太空衛(wèi)星以及基準(zhǔn)站的同步觀測信息,并對測站一周的未知數(shù)以及三維坐標(biāo)進(jìn)行解算,當(dāng)測量的精度滿足相關(guān)的要求之后,才能停止測量工作。由于影響測量精度的因素相對較多,該種測量方式主要采用加密控制,這樣即使在一些惡略的環(huán)境和地形中,同樣能夠保證測量的精度。

        (2)動態(tài)定位。在進(jìn)行動態(tài)定位測量之前,必須做好前期準(zhǔn)備工作,即先在控制點觀察一段時間,然后采用提前設(shè)定好的流動站進(jìn)行實地自動測量,然后結(jié)合基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù),最終確定測量點的位置坐標(biāo)。當(dāng)前工程測量對于精度的要求相對較高,通常要求測量精度達(dá)到厘米級別,動態(tài)定位能夠獨(dú)立完成樁測量、地形圖測繪、縱橫斷面測量等,并且具有非常高的測量精度,致使動態(tài)定位技術(shù)在工程測量中具有非常好的應(yīng)用前景。

        (3)測繪大比例尺地形圖。傳統(tǒng)的測法測站與碎部點之間必須通視,不僅拼圖環(huán)節(jié)的精度不能保證,并且還需要至少兩人進(jìn)行工作,花費(fèi)較長的時間。采用GPS技術(shù),僅僅需要一臺機(jī)器和一個人,并且花費(fèi)幾秒鐘的時間,就能夠完成碎部點高程以及坐標(biāo)的測繪工作,然后輸入特征編碼,能夠迅速成圖,顯著的降低了繪圖難度,提高測繪速度。

        (4)選線以及放樣。將GPS的接收機(jī)作為流動站,在一定的距離接收測量數(shù)據(jù),對重要的物質(zhì)進(jìn)行定位,然后將獲得的信息輸入接收機(jī),并利用CAD繪圖軟件進(jìn)行選線。采用GPS技術(shù)進(jìn)行放樣測量,僅需輸入點位坐標(biāo),接收機(jī)能夠?qū)⑻嵝研畔?zhǔn)確的傳輸至任何放樣點,這樣不僅能夠提高放樣精度,還能夠降低勞動量,加快放樣速度。

        4 提高GPS技術(shù)在工程控制測量精度的措施

        (1)創(chuàng)建工程控制測量網(wǎng)絡(luò)。工程控制測量網(wǎng)絡(luò)是工程管理、維護(hù)工作開展的基礎(chǔ),同時也是提高工程測量精度的重要措施。通常狀況下,工程控制測量網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積相對較小,占位密度相對較大,對測量的精度要求相對較高,采用邊角網(wǎng)的方式,創(chuàng)建工程控制網(wǎng)絡(luò),在采用GPS定位技術(shù)時,能夠充分的體現(xiàn)GPS技術(shù)精度高、作業(yè)時間短、工程耗費(fèi)低等優(yōu)勢。

        (2)PTK碎部測暈以及放樣。PTK技術(shù),即載波相位差分技術(shù),采用PTK技術(shù)對相位的測量進(jìn)行處理,能夠?qū)⒒鶞?zhǔn)站收集的載波相位信息傳輸給用戶,用戶通過對基準(zhǔn)站差分信息進(jìn)行求差解算,能夠準(zhǔn)確的找到用戶的位置坐標(biāo),并將定界標(biāo)點標(biāo)出,采用PTK碎部測暈和放樣,能夠提高測量精度和標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

        (3)區(qū)域差分網(wǎng)絡(luò)的碎部測量以及放樣。當(dāng)碎部測量出現(xiàn)在區(qū)域性的GPS的差分系統(tǒng)中時,基準(zhǔn)網(wǎng)和放樣會對所有基準(zhǔn)站提供差分信息的權(quán),并實現(xiàn)差分的定位,提高PTK接收機(jī)標(biāo)稱精度,能夠提高PTK測量點的精度,進(jìn)而提高測量精度。

        (4)測量精度評定。采用平面平差基線相對精度統(tǒng)計、基線殘差統(tǒng)計、環(huán)閉合差統(tǒng)計進(jìn)行GPS定位中誤差統(tǒng)計,100%的點位精度控制在1cm以內(nèi),甚至控制在0.5cm以內(nèi),如果測量數(shù)據(jù)合格,則表明基線解算質(zhì)量良好,GPS技術(shù)的測量精度能夠滿足工程測量的實際要求。

        5 結(jié)束語

        總而言之,GPS技術(shù)在工程控制測量中具有測量精度高、自動化程度高、適用范圍廣、費(fèi)用低等眾多優(yōu)點,致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在工程控制測量中。但是,GPS技術(shù)在工程控制測量的實踐應(yīng)用中,對操作要求相對較高,并且隨著現(xiàn)代工程測量對精度要求的不斷提高,工程控制測量人員應(yīng)該熟練的掌握GPS技術(shù)在工程控制測量中的應(yīng)用流程,并采取有效的措施提高測量精度,進(jìn)而為工程的控制測量提供更好的服務(wù)。

        [1]趙志輝.關(guān)于GPS技術(shù)在工程控制測量的應(yīng)用及測量精度研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2013,(35):44.

        [2]方順賢.GPS技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用思路探討[J].科技資訊,2011,(9):20-21.

        [3]劉相靈.GPS技術(shù)在公路工程控制測量中的應(yīng)用思路[J].科技資訊,2011,(15):35-36.

        [4]朱佑斌,李梅.公路工程控制測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中華民居(下旬刊),2014,(2):113-114.

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