GPS测量技术在工程测量中的实践研究

2021-04-10 21:41韦伟松
工程技术研究 2021年6期
关键词:静态观测定位

韦伟松

保利长大工程有限公司,广东 广州 510000

1 GPS测量技术的特点

1.1 测量速度快

以往的GPS定位作业模式比较单一,只有静态相对定位,其速度和精度也存在一定的局限性。GPS测量技术是对以前定位技术的创新和完善,其快速静态定位方法和方式都得到了明显的提高,GPS测量劳动生产率也得到了进一步的提高,新的GPS测量技术具有测量速度快的特点。

如果所要观测的范围是20km以内的基线,利用单频接收机对其进行测量时一般需要1h,利用双频接收机需要15~20min。但是,如果在此过程中利用GPS技术建立相应的动态实时定位模式,其流动站的初始化观测仅需要1~5min就可以进行定位了。因此,建立在GPS技术控制网基础上的测量,能缩短观测时间,提高观测效率。

1.2 功能齐全

相关的技术研究表明,GPS技术除了具有测量速度快的优势,还具有功能齐全等多种优势,可以利用连续性的动态三维位置获取工程中的相关信息并进行测量,合理应用三维速度和时间信息对其进行有效观测。这种特点还可以用于测绘工作和导航工作中,从而不断提高速度测试工作的有效性。

1.3 具备自动化功能

GPS测量技术与以前的GPS技术相比,其自动化功能有了明显的提高,主要采用了智能型接收机对相关的仪器进行有效设置,在观测的时候,测量人员只需要将仪器电源打开就可以观察仪器运行状况。此外,GPS会自动完成捕获和记录等工作。观测完以后,还需要关闭电源,从而为相关设备的有效运行提供保障。

2 GPS测量技术的应用原理

在对GPS定位技术进行分析时发现,其中融入了物理与化学的相关知识,其涵盖的学科范围和基本原理都是非常广的,将其有效应用到工程测量实践中,可以通过GPS系统接收地面信息,再多角度对工程中的具体信息进行整合测量。

在目前的工程测量中,所应用的GPS定位技术主要有静态相对定位和动态相对定位。其中,静态相对定位技术可以通过同步观测目标对多台地面接收装置进行合理应用,然后按照相关要求进行排列,发挥具体设备在工程测量中的作用。静态相对定位技术的观测时间需要维持在45min左右。测量完成后,需要将结果交由专业人员进行统计,并对其中的数据信息进行处理。与动态相对定位相比,静态相对定位技术操作流程简单,但是动态相对定位技术可以对工程测量中的一些位置进行精确控制,保障测量信息的准确性。

一般情况下,GPS接收器在对其观测对象进行定位时,主要通过二维定位系统对其进行有效定位,在此过程中,操作人员应结合具体的要求设置水平角度和观测点,将其角度控制在10°以上。但是,如果在此过程中存在一些建筑物,或是其他的遮挡物阻碍了接收器,则会严重影响工程测量的有效性。因此,在科学技术不断发展的背景下,不仅需要对GPS系统进行有效应用,发挥虚拟现实技术在其中的作用,还要结合工程测量中的不足,对实际的测量方案进行调整,从而为GPS测量技术在工程测量实践中的科学应用提供条件。

3 GPS测量技术在工程测量中的应用

3.1 GPS定位技术

GPS定位技术是工程测量中的重要组成部分,其在工程测量中的应用主要是依据科学基本原理对信息数据的位置信息进行整合,发挥其在各个系统中的共同作用,主要目的是通过多角度定位对其中的数据信息进行测量,保障数据信息的有效性。此定位技术还可以加强动、静态的有效结合,在地面接收装置的组成中可以排成静态基线,实现同步目标观测,并且其时间还长达45min左右。在完成上述工作后,还可以对相关的数据信息进行统一整理。此外,GPS定位技术还具有操作简单等多种优点,可以实现对相关信息的动态观测。

3.2 带RTK的碎部测量和放样

RTK技术即载波相位差分技术,它是实时处理两个测站载波相位观测量的主要方式。在对RTK系统组成进行分析时发现,其主要由基准站和移动站两部分组成。此技术在工程测量中的应用可以将基准站采集的载波相位有效发送给用户,用户可以根据基准站中的差分信息进行求差解算,对自身的位置坐标进行准确判断。

RTK技术还可以有效应用于地籍图和房地产的界址点测绘等多个领域,应用此技术时,只需一个人就可以完成测图,将GPS接收机放在待定的特征点上1~2s,然后再按照相关的要求输入该特征点的编码就可以了。同时,将一个小区域内的地形和地物特征点进行测定后,还需要将其传入计算机中,避免外界因素对测量工程带来的影响,从而形成更加高质量的成果图。

此外,还可以利用RTK技术完成放样工作,需要标定界标点,直接对坐标进行标定,不可以像常规放样那样,需要合理应用解析法对其进行标定。

3.3 实现对静态数据的处理

在应用GPS测量技术对工程测量中的静态数据进行处理时,需要将GPS观测的数据传输到存储设置中,在完成此项工作后才可以进行分流工作。要对原始内容进行记录,合理利用解码,将其中的数据进行分类和处理,将没有用的数据内容处理掉,还需要将有用的数据进行统一,然后将其形成文件格式。同时,在对相位观测值进行整合时,要进行探索和测量环节等多种工作,还需修正恢复载波,对其中的静态数据进行有效测量。

大比例尺地图绘制是工程测量中的主要组成部分,多数高等级公路在选线时都要进行大比例尺带状地形图的绘制,比如1∶1000或1∶2000。但是,传统的测图方法速度慢、花费时间长,会严重影响地图的有效性和准确性;而合理采用GPS动态测量技术,可以帮助技术人员确定沿线各碎部点位置,并对其进行合理绘制,分别停留1~2min,进而获得更加准确的坐标,保障成图的合理性。

3.4 道路中线放样

在完成大比例尺带状地图定线工程后,相关的设计人员还需要按照要求在地面标定出公路施工的中线。利用GPS实时测量技术,可以将中桩点坐标输入GPS电子手簿,然后系统就可以将放样点的点位自动定出来,对各点进行独立测量,避免误差的发生,从而不断提高放样的精度。

在对道路路线的内容进行分析时,其中主要包括缓和曲线、圆曲线和直线三部分,因此操作人员在道路中线放样工程中需要依次输入各主控点桩号和相关线段的距离以及圆曲线半径,只有这样才能确保测量数据的有效性,不断降低放样操作的难度,加强对GPS测量技术的有效性应用,优化其操作流程。如果各曲线段或直线段间需要加桩,只需输入目标点的桩号就可以完成相关的工作内容。

3.5 构建工程控制网

构建完善的工程控制网是工程建设和测量的基础。在对其进行构建的过程中,需要关注其网型和精度,避免其他工程项目对测量精度的影响。在一般场地,其工程控制网覆盖面积比较小,点位密度比较大,对其精度要求也是非常高的。由于其常规应用方法比较多,可以多利用边角网,合理利用GPS定位的方法有效建立工程控制网。

在此过程中,操作人员还可以通过对GPS技术的有效应用建立道路勘探和隧道工程控制网,发挥其在这类工程中的优势。道路勘探和施工控制网具有横向很窄等特点,如果在对其进行建设的过程中采用以前的三角锁导线方案,一般情况下需要分段实施,这样做的主要目的是避免误差积累过大,但是此方式会让其流程变得更加复杂,而在此过程中合理采用GPS技术,可以构成很长的GPS点构成的三角锁,保持长距离线路坐标,预防其他因素对操作过程的影响。

3.6 虚拟现实技术的应用

以前,进行工程测量时,受到技术因素的限制,一般需由工作人员进行实地操作,不管是什么样的施工环境,都需要工作人员亲身实践,因而在非常复杂的地理环境中可能会对工作人员的生命安全造成威胁,容易出现安全事故,造成重大的经济和人员损失。如今,GPS测量技术在此过程中的有效应用可使测量人员在GPS虚拟现实技术的帮助下合理应用计算机技术,提前对工程现场的地理环境等多种内容进行模拟,进而结合清晰和逼真的三维图像制订测量方案,为人员的生命安全提供保障。

4 结束语

综上所述,由于GPS测量技术具有作业时间短和成果精度高等多种优势,其在工程首级控制网建设中的有效应用,可以对控制网进行全面监测,提高其精度,还可以帮助工程测量人员更加高效地完成具体的测量工作和任务,在保证测量方案可操作性的基础上,进一步提高我国工程测量的水平。

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