陈燕武1魏亚南2
栾川县地理信息中心河南洛阳471500
摘要:GPS技术在工程测量中的应用范围日益扩大,能够有效提升测量的精度,但受到工程测量环境复杂等因素的影响,GPS技术仍存在一定的局限性,因此,在实际测量过程中,应合理根据测绘工程的情况,分阶段使用相应的仪器,充分发挥GPS技术的作用,规避其局限性,保障测量数据的正确性、准确性。基于此本文分析了GPS技术在工程测量中的应用。
关键词:GPS技术;工程测量;应用
1、GPS测量技术概述
1.1GPS技术的概念
GPS技术主要是指全球定位技术,能够借助于卫星导航来开展各类定位工作,并且可以对卫星覆盖到的所有区域进行观测。GPS技术是上个世纪七十年代在美国创立的,真正开始广泛使用则是在1994年。我国的GPS技术在近几年来也有了很大的发展与突破,主要是由于近几年来我国卫星导航的相关技术已实现了飞速的发展。对于GPS定位来说,只要相应的信号接收设备能够同时接收到三颗卫星传递回来的信息,那么就能够通过这些信号来计算出自身相对于卫星的坐标,并通过三维定位来确定设备所处的位置,从而通过借助卫星来了解更为全面和详细的观测数据。
1.2GPS技术的特点
(1)定位的效率与精准性非常高。GPS技术的科技水平是非常高的,在定位准确度上能达到5mm+1ppm上以,已经接近红外仪的精度。不仅如此,GPS定位的效率也非常高,在空间详细定位上,只需一分钟就能够生成空间的全部信息,给后续工作提供了实时的信息支持。(2)定位操作非常便捷。GPS技术在具体使用中也非常简单,操作人员只需使用一些简便的终端设备,就能够很好的使用到导航与定位等各项功能。而在工程观测方面,GPS信号接收设备也能够通过卫星信号来接收全面的信息,整个过程已经完全实现自动化与智能化,给观测人员的工作带来了诸多便捷。(3)两个测量站之间不用设置通视。在测量工作中使用GPS技术时,两个站点之间无需进行相互观测也能够保证最终测量结果的精准度。这种特性跟GPS技术的自身原理有很大关系,其能够利用卫星信号来保证信息的完整性与精准性。
2、GPS技术在应用到工程测量当中存在的问题
2.1测量活动中仍存在一定的误差
就目前的技术环境而言,GPS技术不管是在测量方面还是定位方向,其精确度以及效率都是显而易见的,这也是GPS技术的特有优势。但是在GPS技术进行测量施工作业时,受无线电定位技术的影响,GPS技术需要借助无线的信号连接在接受设备与卫星之间进行不断的信号传输来完成定位工作。
2.2操作人员业务水平欠缺
尽管GPS技术不能被当做新技术,在是在工程测量中的应用仍然较为新颖,并且该技术所使用的设备以及技术与一般的定位导航系统有着很大的差别,使得在目前应用该系统设备时,施工人员的业务水平各不相同。
2.3管理方式以及测量规划不完善
操作人员的专业水平是造成测量存在问题的其中一部分原因,但是受相应技术以及管理人员的影响,也会使得GPS技术测量工作存在问题。对于施工工程操作中的具体工作并没有完善的测量计划作为支持,GPS技术的应用仍然存在不足之处,这些现象都是导致GPS技术在工程测量中存在问题的原因。
3、GPS技术在工程测量中的应用
3.1科学选择测量地点
在测量工程中应用GPS技术的过程中,测量信号接收站点主要设置在市区内和野外两个区域,但是均可能会影响测量信号传播的连续性和测量结果的精度,所以为了确保测量结果的准确性,需要科学选择测量地点。针对野外测量工程而言,GPS测量信号接收站要设置在那些远离盐碱地、障碍物、森林、金属矿等可能会削弱或影响测量信号传播的位置处,且要尽可能地在较高位置处设置GPS信号接收设备。从市区内角度来讲,相应的工程测量中要尽可能地远离变电站、发电站等磁场比较强或存在大型供电设备的区域,同样要注意适当将其设置在较高位置处,这样可以更加便于GPS测量信号的传播。
3.2适当缩小测量范围
理论上来讲,测量距离也是影响测量工程中应用GPS技术结果精确性的一个重要因素,且测量距离或范围越大,相应测量精度也就越低,所以在实际测量工程中应用GPS技术的过程中,如果没有必要的测量硬性要求,可以适当地缩小测量范围,缩短测量距离。比如,在大型的测量工程中应用GPS技术的过程中,为了确保测量结果的精度,可以先将测量工程划分成若干个小的测量区域,之后分别进行测量,避免整体测量过程中因为测量范围或距离过大而造成测量误差。另外,还可以采取频繁更换GPS测量信号接收设备位置,或采用“一机多线”方式来尽可能地减少GPS测量信号接收设备的使用,确保可以全面覆盖大型测量工程,尽可能地提升其测量结果精度。
3.3工程测量观测时间的测定
在GPS测量技术中,会通过卫星在空间中形成一定的图形,然后再用公式来计算结果。但是在卫星运转过程中,可能会受到一些原因的影响,导致卫星形成的图形存在一定的偏差,使得观测出现一定的问题。工作人员在观测的过程中,需要综合考虑多方面的因素,保证观测数据尽可能的准确。这些观测数据将直接影响到后续的工程质量,所以要谨慎选择观测时间。
3.4对位置的测定分析
GPS测量技术在测定位置时,首先利用卫星来对测量点进行描绘分析,然后进行整理得出来的,这样得到的位置信息的准确性更高,对于建筑工程来说,意义重大。提高位置的精确度,能够在工程施工过程中提高建筑物的质量,还可以缩短工期,控制生产成本。对于工程建设部分来说,使用GPS测量技术,使得他们的生产效率更高,经济利益也在增多。
3.5变形监测
GPS技术开展变形监测,常应用的监测地方有构筑物、建筑物地基沉降、整体倾斜、位移等,如高层建筑、大桥等,变形监测的对象体积大、整体监测环境较为复杂,对监测技术的精度要求高,常规监测方法可监测地基的倾斜情况,但随着建筑物施工难度的加大,其已经无法满足相应的要求。
通过运用GPS定位技术,可有效提高变形监测的精度,我国在变形监测中应用GPS技术的实例有:大港油田在测量地面垂直时加入GPS,其规模超越美国,结果也表明可提高GPS的测高精度。从GPS技术在工程测量中的应用情况来看,其具备以下几方面的特征:(1)具有广泛的用途,GPS技术可用于多种工程测量,通过引入自动变形监测系统、自动控制系统等,可有效扩大GPS技术在工程测量中的应用;(2)具有较高的自动化程度,利用GPS接收机测量工程时,工作人员的任务量大大减少,只需准确安装天线,接通电源之后能够让仪器自动工作,甚至可实现无人值守来采集数据;(3)短距离的定位精度非常高,可达到“mm”,长距离的定位相对精度为10-7—10-8,也能够实现动态、全天的观测,打破了天气等因素的限制。
总之,GPS测量技术因为其本身特点,在多个行业领域有着非常广泛的应用,GPS测量技术不仅可以保证工程测量的工作效率,同时还能使测量的精度得到保证,扩大测量的范围,进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献:
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[2]赖继文.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].地矿测绘,2006(03):11-13