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摘要:GPS即全球定位系统,是一种依托卫星导航实现的定位系统。GPS技术在工程测绘中的应用,大大提高工程测量的可靠性和作业效率,极大地促进测绘工作的发展。本文主要是对GPS技术的涵义、特点,在工程测绘中的实际应用和未来的发展前景进行分析论述,希望能够更好地了解GPS技术,从而更好地发挥其在工程测绘中的作用,促进测绘工作的发展。
关键词:GPS技术;工程测绘;应用
一、GPS技术的概述
1.GPS技术的涵义
GPS其全称是“卫星授时测距导航/全球定位系统”。GPS系统主要是通过卫星发射的无线信号来实现全球性的导航、定位,另外,GPS还具有良好的保密功能以及抗干扰功能,在军事和民用领域发挥着重要作用。随着GPS定位技术的引入,工程测绘技术也取得了飞速发展。实现了历史性的变革。GPS系统主要包含三大方面:空间卫星星座、用户设备,以及进行自动检测的地面监控系统。
2.GPS技术的特点
(1)定位精度高
实践证明,大量的GPS工程定位精度在50km以内。在实时差分定位以及动态定位中,定位精度适合任何工程测量的要求,达到厘米级、分米级。而且随着数据处理的改善,定位精度将会更加精确。
(2)实时定位
采用全球定位系统进行导航,可以实现对运动目标三维位置及速度的实时准确定位,能够实时确保运动载体按照最初预定的线路(最佳路线)运行。其实时定位的特点在对目标导航中,具有较为重要的意义。
(3)测量时间短
当前,采用经典静态相对定位模式进行测量,在观测20Km以内基线需要的时间方面,采用单频接收机观测需要1h左右的观测时间,而采取双频接收机仅需要15min至20min 的观测时间。采取实时动态定位模式,在流动站利用1min至5min时间完成初始化观测之后,各站所需要的观测时间仅为几秒。由此可见,采用GPS测量技术建立控制网,能够大大缩短相应的观测时间,全面提高测绘作业效率。
(4)操作简便
随着先进接收机的使用,GPS操作逐渐“傻瓜化”。采用智能型的接收机,在测绘中仅仅需要安装并开关仪器、量取天线高、采集环境数据,其他工作如卫星的捕获、跟踪、观测和记录都由仪器自动完成。测绘结束后,关闭仪器即可。还可以进行无人值守测绘,自动化程度高。
(5)观测站之间不需具有通视的条件
传统的测量技术要求观察站间的通视条件良好,同时需要保证测量控制网具有较好的图形结构。但采用GPS测量技术,仅需要测站15°以上的空间具有较好的开阔性,能够和卫星保持必要的通视就可以实施测量,不需要观测站间必须具有互通视性,GPS测量技术的这一特点使建造觇标不再成为必须进行的工作,而传统测量中造标费用常常占用总经费的30%以上,GPS测量技术的这一优点,可以使测量经费和测量时间都获得同步缩减,并且在测量选点中也更加灵活,能够根据实际测量的需要进行测量点选取。
二、GPS技术在工程测绘中的实际应用
1.精密工程方面的应用
目前,GPS技术应用于工程测量的各个过程。工程测量是一个宽泛的概念,过程测量主要包括工程勘察设计、施工以及验收工作等,同时还包括工程测量过程中所用设备的安装以及测量工作。GPS操作简单而且测量精度高,除了一般的工程测量之外,它还可以应用于一些精密设备工程,如安装工程、隧道以及管道工程,桥梁工程等。并且在这些工程中发挥着重要的作用。传统的测量方法,在进行控制点之间的测量工作时,必须是通视。但是利用GPS测量技术就不需要。例如:在进行隧道贯通控制测量的时候,为了保证隧道贯通的准确性,必须利用联测确定起始的基准方向,然后进行隧道开挖方向的确定。这样一方面提升了隧道工程的质量,另一方面也让测量工作简单易行。现在,GPS测量技术充分利用自己高精度和高效益的优势,在大多的隧道工程测量中被广泛应用。
2.网形设计方面的应用
网形设计是工程测量中一个关键步骤,所以要重视。然而GPS测量技术因为不需要进行点与点之间的通视,增强了图形设计的灵活性。但是,利用GPS测量技术进行网形设计时,仍需注意以下几点:第一,因为GPS测量技术采用无线定位,易受外界环境的影响,因此,在进行图形设计的时候,要增加检核条件,提升数据的可靠性和网的可靠性。第二,关于GPS网坐标参数以及地面控制网坐标参数之间的转换,在进行网形设计的时候,必须有三个或者以上的控制网点重合。第三,关于GPS点的选择,必须远离高压线变压所等干扰源,选择信号接收好的地方。
3.工程变形监测方面的应用
工程变形主要是指由人为原因造成的建筑物变形或是位移,以及地壳的变形,是工程建设中比较常见的问题。GPS测量技术因其高精度的三维定位经常被应用于工程变形监测。在工程建设的过程中,工程变形可以分为以下几类:海上建筑物沉陷、大坝变形以及陆地建筑物变形等。例如:在大坝变形的GPS技术监测中,大坝受到水负荷的重压,经过一定的时间,就可能出现大坝变形。因此,利用GPS精密定位技术,可以在最短的时间内收集大坝变形的资料和数据,实现大坝测量工作的自动化,及时控制大坝变形,防止意外的发生。在进行大坝变形监测时,首先要在特定的位置设立一个基准站和几个监测点,然后分别安置GPS接收机,利用GPS监测技术进行连续的自动化监测,进行数据传输和分析。
4.在工程细部测绘和房屋地形测图中的应用
工程细部测绘是工程调查的重要组成部分,以确保测定的土地权属界址点、线、位置、形状和数量等。利用GPS技术可以在街坊外围界址点以及街坊内界址点间距误差缩小,确保测绘的准确;地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点,然后再图根控制点上用经纬仪测图法测绘地形图。尽管近几年该方法已经发展到采用全站仪利用测图软件绘制地形图,但是需要2-3人操作。采用GPS进行测图时,仅需要一个人背着仪器把一个区域内的地形地物点测定然后利用绘图软件绘制,极大的提高了工作效率,降低了人工成本。
三、GPS技术在工程测绘中的应用前景
GPS应用于工程测绘是一次伟大的技术突破,随着技术的不断革新,会导致测绘行业发生根本性变革。未来,在工程测绘方面,将会建立区域性GPS网,主要包括城市或矿区GPS网,各种GPS工程网等,这类网是专为工程项目不测采用GPS静态相对定位技术、精密度高的网,用于地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑物监测,能够达到高精度、使用频繁的要求,为国民经济建设服务。
四、结束语
综上所述,GPS测绘技术因其自身的优点,具有良好的应用前景。GPS技术应用于工程测绘中,能够极大提高工程测量的可靠性和准确性,并且降低作业强度,保证作业安全,适应时代的发展和要求。并且随着GPS技术的不断发展,该技术在工程测绘中将发挥着重要的作用。
参考文献:
[1]张继业.刍议GPS在工程测绘中的重要性[J].建材与装饰,2011(34).
[2]吴清.GPS在工程测绘上的应用与发展[J].科学之友,2011(21).
[3]陈勇.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].城市建设理论研究,2012(18).
[4]陈序.GPS技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2013(11).
关键词:GPS技术;工程测绘;应用
一、GPS技术的概述
1.GPS技术的涵义
GPS其全称是“卫星授时测距导航/全球定位系统”。GPS系统主要是通过卫星发射的无线信号来实现全球性的导航、定位,另外,GPS还具有良好的保密功能以及抗干扰功能,在军事和民用领域发挥着重要作用。随着GPS定位技术的引入,工程测绘技术也取得了飞速发展。实现了历史性的变革。GPS系统主要包含三大方面:空间卫星星座、用户设备,以及进行自动检测的地面监控系统。
2.GPS技术的特点
(1)定位精度高
实践证明,大量的GPS工程定位精度在50km以内。在实时差分定位以及动态定位中,定位精度适合任何工程测量的要求,达到厘米级、分米级。而且随着数据处理的改善,定位精度将会更加精确。
(2)实时定位
采用全球定位系统进行导航,可以实现对运动目标三维位置及速度的实时准确定位,能够实时确保运动载体按照最初预定的线路(最佳路线)运行。其实时定位的特点在对目标导航中,具有较为重要的意义。
(3)测量时间短
当前,采用经典静态相对定位模式进行测量,在观测20Km以内基线需要的时间方面,采用单频接收机观测需要1h左右的观测时间,而采取双频接收机仅需要15min至20min 的观测时间。采取实时动态定位模式,在流动站利用1min至5min时间完成初始化观测之后,各站所需要的观测时间仅为几秒。由此可见,采用GPS测量技术建立控制网,能够大大缩短相应的观测时间,全面提高测绘作业效率。
(4)操作简便
随着先进接收机的使用,GPS操作逐渐“傻瓜化”。采用智能型的接收机,在测绘中仅仅需要安装并开关仪器、量取天线高、采集环境数据,其他工作如卫星的捕获、跟踪、观测和记录都由仪器自动完成。测绘结束后,关闭仪器即可。还可以进行无人值守测绘,自动化程度高。
(5)观测站之间不需具有通视的条件
传统的测量技术要求观察站间的通视条件良好,同时需要保证测量控制网具有较好的图形结构。但采用GPS测量技术,仅需要测站15°以上的空间具有较好的开阔性,能够和卫星保持必要的通视就可以实施测量,不需要观测站间必须具有互通视性,GPS测量技术的这一特点使建造觇标不再成为必须进行的工作,而传统测量中造标费用常常占用总经费的30%以上,GPS测量技术的这一优点,可以使测量经费和测量时间都获得同步缩减,并且在测量选点中也更加灵活,能够根据实际测量的需要进行测量点选取。
二、GPS技术在工程测绘中的实际应用
1.精密工程方面的应用
目前,GPS技术应用于工程测量的各个过程。工程测量是一个宽泛的概念,过程测量主要包括工程勘察设计、施工以及验收工作等,同时还包括工程测量过程中所用设备的安装以及测量工作。GPS操作简单而且测量精度高,除了一般的工程测量之外,它还可以应用于一些精密设备工程,如安装工程、隧道以及管道工程,桥梁工程等。并且在这些工程中发挥着重要的作用。传统的测量方法,在进行控制点之间的测量工作时,必须是通视。但是利用GPS测量技术就不需要。例如:在进行隧道贯通控制测量的时候,为了保证隧道贯通的准确性,必须利用联测确定起始的基准方向,然后进行隧道开挖方向的确定。这样一方面提升了隧道工程的质量,另一方面也让测量工作简单易行。现在,GPS测量技术充分利用自己高精度和高效益的优势,在大多的隧道工程测量中被广泛应用。
2.网形设计方面的应用
网形设计是工程测量中一个关键步骤,所以要重视。然而GPS测量技术因为不需要进行点与点之间的通视,增强了图形设计的灵活性。但是,利用GPS测量技术进行网形设计时,仍需注意以下几点:第一,因为GPS测量技术采用无线定位,易受外界环境的影响,因此,在进行图形设计的时候,要增加检核条件,提升数据的可靠性和网的可靠性。第二,关于GPS网坐标参数以及地面控制网坐标参数之间的转换,在进行网形设计的时候,必须有三个或者以上的控制网点重合。第三,关于GPS点的选择,必须远离高压线变压所等干扰源,选择信号接收好的地方。
3.工程变形监测方面的应用
工程变形主要是指由人为原因造成的建筑物变形或是位移,以及地壳的变形,是工程建设中比较常见的问题。GPS测量技术因其高精度的三维定位经常被应用于工程变形监测。在工程建设的过程中,工程变形可以分为以下几类:海上建筑物沉陷、大坝变形以及陆地建筑物变形等。例如:在大坝变形的GPS技术监测中,大坝受到水负荷的重压,经过一定的时间,就可能出现大坝变形。因此,利用GPS精密定位技术,可以在最短的时间内收集大坝变形的资料和数据,实现大坝测量工作的自动化,及时控制大坝变形,防止意外的发生。在进行大坝变形监测时,首先要在特定的位置设立一个基准站和几个监测点,然后分别安置GPS接收机,利用GPS监测技术进行连续的自动化监测,进行数据传输和分析。
4.在工程细部测绘和房屋地形测图中的应用
工程细部测绘是工程调查的重要组成部分,以确保测定的土地权属界址点、线、位置、形状和数量等。利用GPS技术可以在街坊外围界址点以及街坊内界址点间距误差缩小,确保测绘的准确;地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点,然后再图根控制点上用经纬仪测图法测绘地形图。尽管近几年该方法已经发展到采用全站仪利用测图软件绘制地形图,但是需要2-3人操作。采用GPS进行测图时,仅需要一个人背着仪器把一个区域内的地形地物点测定然后利用绘图软件绘制,极大的提高了工作效率,降低了人工成本。
三、GPS技术在工程测绘中的应用前景
GPS应用于工程测绘是一次伟大的技术突破,随着技术的不断革新,会导致测绘行业发生根本性变革。未来,在工程测绘方面,将会建立区域性GPS网,主要包括城市或矿区GPS网,各种GPS工程网等,这类网是专为工程项目不测采用GPS静态相对定位技术、精密度高的网,用于地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑物监测,能够达到高精度、使用频繁的要求,为国民经济建设服务。
四、结束语
综上所述,GPS测绘技术因其自身的优点,具有良好的应用前景。GPS技术应用于工程测绘中,能够极大提高工程测量的可靠性和准确性,并且降低作业强度,保证作业安全,适应时代的发展和要求。并且随着GPS技术的不断发展,该技术在工程测绘中将发挥着重要的作用。
参考文献:
[1]张继业.刍议GPS在工程测绘中的重要性[J].建材与装饰,2011(34).
[2]吴清.GPS在工程测绘上的应用与发展[J].科学之友,2011(21).
[3]陈勇.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].城市建设理论研究,2012(18).
[4]陈序.GPS技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2013(11).