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【摘 要】 文章主要针对GPS技术在现代工程测绘中的应用现状进行了阐述,并且对GPS的具体工作原理进行了一定分析,具有一定的参考意义。
【关键词】 GPS-RTK测绘技术;工程勘察测绘;应用
GPS是全球定位系统的简称。它是科技不断发展和进步的成果,也是技术的不断创新的具体体现。GPS技术因其精确的定位功能,从而被广泛应用到各个领域中,如军事、民用交通导航、摄影、测量等。文章主要介绍GPS测绘技术在工程测绘中的应用。
一、GPS-RTK技术基本原理
GPS-RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统,是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术。它是在基准站安置一台GPS双频接收机,对所有可见的GPS卫星进行连续观测,并将连续观测所得信息和基准站自身的信息通过无线电传输实时传送出去。在流动站上,GPS接收机上除接收卫星信号外,同时还接收来自基准站发来的数据信息,并通过仪器内置软件实时解算出三维坐标信息及其精度信息。
二、GPS-RTK测量模式
1、快速静态定位模式
测量过程中要求GPS接收机在每一流动站上,静止地进行观测。在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标,如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中,如控制網加密;若采用常规测量方法,受客观因素影响较大,在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难,而采用RTK快速静态测量,可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5min~10min,不及静态测量所需时间的1/5,在工程测量中可代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。
2、动态定位
测量前需要在一控制点上静止观测数分钟进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置。目前,其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2s~4s,精度就可以达到1cm~3cm,且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器不可比拟的优点。
三、GPS-RTK在工程测量中的应用
1、控制测量
在一些高精度控制测量中,依然使用高精度GPS静态测量方法,但在一些图根控制和精度要求不是很高的控制测量中,应用RTK技术只需要作业人员在点位上测量几秒钟,就可以实时得到定位结果,大大提高了作业率。但是用RTK作测区控制,由于缺少检查条件,为了保证作业精度,可以采用两种方法来解决:用同一个基准站把所有点位测量两次,比较两次的差值;用两个不同的基准站将所有的点位分别测量一次,比较两次的差值。用两个不同基准站进行RTK测量时,如果基准站的坐标精度不是很高,比较的差值可能比较大,而且会体现出一种系统性。因为基准站的已知点误差在RTK测量中不能消除,并且会作为固定误差存在下来,这样比较的差值里面就包括已知点误差和测量误差两部分。而用同测站测量两次,只含有测量误差,比较的差值就很小。
2、碎部测量
如果直接用RTK测图,可以不布设各对控制点,改变了传统的先控制、再测图的做法。RTK仅需一定数量的基准点,就可以高精度并快速地测定地形点、地物点的三维坐标。无论是平板仪测量,还是电子平板测量,都要求测站与测站之间通视,至少需要2~3人操作,而采用RTK技术,仅需4、要1人持仪器在测区内采集数据,并同时输入点号和三维坐标,应用数字化软件可以生成各种比例尺地形图,大大提高了测图的效率和精度。
3、GPS外业测绘
在GPS技术进行户外作业的过程中,选择一个良好的测量点是整个测量工作的关键。测量点的定位准确与否对于整个测绘工程的结果精确性,有着极其重要的作用。所以在开始整个测绘工作之前就必须要做好各项充分的准备。而在准备工作之中主要包括了,对测绘地区的地理位置、标架、标型等情况进行详细的收集,这些准备工作都是保证选点能否精确的关键因素。GPS技术在进行观测的过程中主要是使用开机观测以及无线安置的方式来进行,这与以往较为传统的测试有着极大的不同。在进行GPS安置的过程中必须要在已经精确选好的定位点之上,将GPS设备安装在三脚架之上。同时要保证天线基座与标志上方的中心对准的情况下进行测绘的过程中,还应当对三个不同的方向进行固定。
4、GPS布网工作
GPS技术在进行布网工作的过程中其主要的测绘工作就是对线路以及带状的工程进行测绘:例如对引水工程。工程等进行测绘的过程中,在这一过程中进行测绘时都是使用点连式或者边连式的方式,来对三交所同步图形进行发展。而这对于工程枢纽区域进行施工控制网以及电信监控网测绘的过程中,就主要是使用边连式、网联式的方式来进行布置。这能够最大限度的增强网格自身的精度和强度,从而使得GPS控制网格自身的数据精确性和准确性能够得到相应的保障。
5、实时动态测绘方法
在某一个已经经过一定检测的点之上新机站的设立。同时在机转子上安装上一台GPS接收设备,使得所有的卫星都能在这一过程中进行现场测绘。并且通过无线电传送的方式将所有GPS观测技术。所观测到的各项数据传回到流动信息接收站中。流动站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备接收基准站传输的数据,依据相对定位的基本原理,基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算,从而得到两观测站之间的相对位置,解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。
6、控制城市建设中测绘精度
为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS静态测量,点间不需通视且精度高,但数据采集时间长,还需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。
7、RTK技术在地籍和房地产工程测绘中的应用
地籍和房地产测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权届界址点以及测绘地籍与房地产图,能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GIS系统,可及时地、精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带,应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时地测定界桩位置,确定土地使用界限范围,计算用地面积。利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样,建设用地勘测定界中的面积量算,实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。
避免了常规的解析法放样的复杂性,简化丁建设用地勘测定界的工作程序。在土地利用动态检测中,传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量,对丁变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度侵、效率低,而应用GPS新技术进行动态检测则可提高检测的速度和精度,省时省工,真正实现实时动态监测,保证丁土地利用状况调查的现实性。
四、结语
随着时代的发展,GPS技术在各个领域中都得到了较为广泛的运用,促使各个领域中的测量技术都得到了突破性的提高。GPS测绘技术在工程测绘中运用的时候,使测绘得到的相关数据更具有真实性、可靠性以及准确性,从而使工程测绘相关的服务范围得到了一定程度的扩展。
参考文献:
[1]陈巧英.论工程测绘中的GPS测绘技术[J].科技创新与应用,2014
[2]陈序.GPS技术在工程测绘中的应用研究[J].科技与企业,2013
【关键词】 GPS-RTK测绘技术;工程勘察测绘;应用
GPS是全球定位系统的简称。它是科技不断发展和进步的成果,也是技术的不断创新的具体体现。GPS技术因其精确的定位功能,从而被广泛应用到各个领域中,如军事、民用交通导航、摄影、测量等。文章主要介绍GPS测绘技术在工程测绘中的应用。
一、GPS-RTK技术基本原理
GPS-RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统,是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术。它是在基准站安置一台GPS双频接收机,对所有可见的GPS卫星进行连续观测,并将连续观测所得信息和基准站自身的信息通过无线电传输实时传送出去。在流动站上,GPS接收机上除接收卫星信号外,同时还接收来自基准站发来的数据信息,并通过仪器内置软件实时解算出三维坐标信息及其精度信息。
二、GPS-RTK测量模式
1、快速静态定位模式
测量过程中要求GPS接收机在每一流动站上,静止地进行观测。在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标,如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中,如控制網加密;若采用常规测量方法,受客观因素影响较大,在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难,而采用RTK快速静态测量,可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5min~10min,不及静态测量所需时间的1/5,在工程测量中可代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。
2、动态定位
测量前需要在一控制点上静止观测数分钟进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置。目前,其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2s~4s,精度就可以达到1cm~3cm,且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器不可比拟的优点。
三、GPS-RTK在工程测量中的应用
1、控制测量
在一些高精度控制测量中,依然使用高精度GPS静态测量方法,但在一些图根控制和精度要求不是很高的控制测量中,应用RTK技术只需要作业人员在点位上测量几秒钟,就可以实时得到定位结果,大大提高了作业率。但是用RTK作测区控制,由于缺少检查条件,为了保证作业精度,可以采用两种方法来解决:用同一个基准站把所有点位测量两次,比较两次的差值;用两个不同的基准站将所有的点位分别测量一次,比较两次的差值。用两个不同基准站进行RTK测量时,如果基准站的坐标精度不是很高,比较的差值可能比较大,而且会体现出一种系统性。因为基准站的已知点误差在RTK测量中不能消除,并且会作为固定误差存在下来,这样比较的差值里面就包括已知点误差和测量误差两部分。而用同测站测量两次,只含有测量误差,比较的差值就很小。
2、碎部测量
如果直接用RTK测图,可以不布设各对控制点,改变了传统的先控制、再测图的做法。RTK仅需一定数量的基准点,就可以高精度并快速地测定地形点、地物点的三维坐标。无论是平板仪测量,还是电子平板测量,都要求测站与测站之间通视,至少需要2~3人操作,而采用RTK技术,仅需4、要1人持仪器在测区内采集数据,并同时输入点号和三维坐标,应用数字化软件可以生成各种比例尺地形图,大大提高了测图的效率和精度。
3、GPS外业测绘
在GPS技术进行户外作业的过程中,选择一个良好的测量点是整个测量工作的关键。测量点的定位准确与否对于整个测绘工程的结果精确性,有着极其重要的作用。所以在开始整个测绘工作之前就必须要做好各项充分的准备。而在准备工作之中主要包括了,对测绘地区的地理位置、标架、标型等情况进行详细的收集,这些准备工作都是保证选点能否精确的关键因素。GPS技术在进行观测的过程中主要是使用开机观测以及无线安置的方式来进行,这与以往较为传统的测试有着极大的不同。在进行GPS安置的过程中必须要在已经精确选好的定位点之上,将GPS设备安装在三脚架之上。同时要保证天线基座与标志上方的中心对准的情况下进行测绘的过程中,还应当对三个不同的方向进行固定。
4、GPS布网工作
GPS技术在进行布网工作的过程中其主要的测绘工作就是对线路以及带状的工程进行测绘:例如对引水工程。工程等进行测绘的过程中,在这一过程中进行测绘时都是使用点连式或者边连式的方式,来对三交所同步图形进行发展。而这对于工程枢纽区域进行施工控制网以及电信监控网测绘的过程中,就主要是使用边连式、网联式的方式来进行布置。这能够最大限度的增强网格自身的精度和强度,从而使得GPS控制网格自身的数据精确性和准确性能够得到相应的保障。
5、实时动态测绘方法
在某一个已经经过一定检测的点之上新机站的设立。同时在机转子上安装上一台GPS接收设备,使得所有的卫星都能在这一过程中进行现场测绘。并且通过无线电传送的方式将所有GPS观测技术。所观测到的各项数据传回到流动信息接收站中。流动站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备接收基准站传输的数据,依据相对定位的基本原理,基准站及流动站将该数据与本身观测到的数据进行差分解算,从而得到两观测站之间的相对位置,解算出流动站所在位置的三维坐标并实时存储和输出。
6、控制城市建设中测绘精度
为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS静态测量,点间不需通视且精度高,但数据采集时间长,还需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。
7、RTK技术在地籍和房地产工程测绘中的应用
地籍和房地产测量中应用RTK技术测定每一宗土地的权届界址点以及测绘地籍与房地产图,能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS获得的数据处理后直接录入GIS系统,可及时地、精确地获得地籍和房地产图。但在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带,应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时地测定界桩位置,确定土地使用界限范围,计算用地面积。利用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样,建设用地勘测定界中的面积量算,实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。
避免了常规的解析法放样的复杂性,简化丁建设用地勘测定界的工作程序。在土地利用动态检测中,传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量,对丁变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度侵、效率低,而应用GPS新技术进行动态检测则可提高检测的速度和精度,省时省工,真正实现实时动态监测,保证丁土地利用状况调查的现实性。
四、结语
随着时代的发展,GPS技术在各个领域中都得到了较为广泛的运用,促使各个领域中的测量技术都得到了突破性的提高。GPS测绘技术在工程测绘中运用的时候,使测绘得到的相关数据更具有真实性、可靠性以及准确性,从而使工程测绘相关的服务范围得到了一定程度的扩展。
参考文献:
[1]陈巧英.论工程测绘中的GPS测绘技术[J].科技创新与应用,2014
[2]陈序.GPS技术在工程测绘中的应用研究[J].科技与企业,2013