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摘 要:GPS即全球定位系統,它原本不是因为工程工作设计,然而因它巨大的优势被人们认识到,然后应用到各行各业当中。尤其是工程测与工程点放样的工作,有GPS技术的引入,带来翻天地覆的变化。笔者就GPS在进行工程点放样中的应用,浅析它在运用中的优势及不足。
关键词:GPS;全球定位系统;工程点放样;
中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:
GPS即全球定位系统(Global Positioning System),它是由美国国防患于未然部联合海、陆、突三军为了满足自身军事导航定位建立的无线电导航定位系统。GPS具有实时提供三维坐标的能力,因此目前民用、科学、商业、研究部门都在相关领域对它进行运用。GPS具有全球性、全天候、连续的精密三维导航及定位的能力,抗干扰性与保密性都十分良好,从静态到定位到快速宝位、动态定位的性能都十分良好,十分适用于测绘工作,因则,常常用它进行全天候、高效率、高精度的进行测量工作。如,工程点放样的工作,目前也能用GPS定位系统完成。
1,GPS技术工作原理
GPS的基本原理,是以卫星当作参考点,以三角测量的方式确定自己在地球上的位置。举例说明:
如果卫星的位置是已知,我们能准确的测定现在所在的位置A与卫星的距离,那么,A便以卫星为中心,所测得的距离为半径的圆球。此时又测到A与另一卫星的距离,那么A点在两个圆球相交的圆环上有相交的点。如果再次测到与第三个卫星的距离,那么A点在三个圆球相交的地方有两个点。此时运用地理知识,先排除其中一个不合理的位置,也可以再测量A点到另类一个卫生的距离进行精准定位。要想最终进行精准定位,需要解决两个问题:准确知道卫星的位置;准确测定卫星至地球上A点的距离。
2,GPS控制测量与布网方案
GPS控制测量经常便用在平面控制联测、线路野外控制等方面,在控制测量中使用静态和快速静态定位进行作业,而保证联测精度的稳定、充分发挥GPS作业的高交往、精确、快捷的优势、提高外业的工作效率,需要从GPS的联测起算点、GTP的布网方面着手。
目前使用的起算数据检验方法主要有方差检验法、附合路线法与检点点法。GPS高程拟合的时候,如果只有3个起算数据,其中一个起算数据高程精度不够,GPS的高程误差就会在不准确起算的数据方向两侧逐渐扩大;当它以3个起算数据的时候,起算数据平面精度匹配可以平面拟合的中误差为依据,而高程拟合中误差不可靠,这是由于4个或4个以上起算数据时,才能构成高程拟合条件,由此可见,一个大型工程GPS控制网要进行拟合的时候,必须有4个或者4个以上起算依据,而且需要合理均匀分布在测区中;如果只有3个起算数据,可以对起算数据了解的高程精度检验,高程拟合的时候,可以先进行自由网平差,再进行约束平差,两种方法高程拟合度如果成果变化量小,说明起算数据高程匹配良好,反之,则说明起算数据高程精度区配度不够。
起算数据的数量决定GPS控制网的精度,为了解算出控制网中未知点的坐标,需要和国家的近代制点联测,作业前,应当根据实际情况,尽可能的多搜集测区周围高等控制点,同时应尽可能使用同一系统、同一等级的控制点。起算点以3个以上,是为了便于网形的设计、保证控制网的精度,也是为了提高GPS联测的可靠性。当联测点在3个以上时,内业计算可分组计算,使用附合条件较好的点当作起算数据,以获得较精确的解算成果。
3,GPS进行工程点放样的应用
GPS在工程点中的放样,就是在实地标定图上设计的坐标与高程,它是测量坐标的反过程。传统的GPS工程放样主要运用全站仪放样,那需要进行两人合作进行,而且要求测站点与放样点必须通视,如果通视不能,需要进行转站,如果全站仪附近没有控制点,则要先引点。现在使用GPS进行工程点放样,只要把放样点的坐标输入手薄里,测量员背着GPS接受机,测量员走到显示提示的放样点处,放样工作不仅能轻松完程,精度也很高,且各放样点的误差独立不相互影响。将全站仪放样与GPS放样技术可作比较。
精度:全站仪放样法精度受支站、多次对中等影响因素多;GPS放样法精度取决基准站的精度,数据的误差不积累。可将全站仪放样法与GPS放样法中的应用,作一个简要的对比。
日工作量:全站仪放样法一日40点,GPS放样法一日50点。
人员:全站仪放样法需2个作业员,其中1人观测,一人持镜;GPS放样法需1个作业员,一个作业员1个流动站。
检核条件:全站仪放样法检核条件少,有返工现象;GPS放样法使用实时检测,无返工现象。
内业工作量:全站仪放样法需计算统计,工作繁琐;GPS放样法放样点位误差直接导出。
GPS在工程中放样的优势,特别适合在电力线、供水管道的线路中进行放样。
4,GPS进行工程点放样的注意事项
GTP在工程点放样中,与传统的全站仪方样发比,有很大的优势,但是它也有它不足之处,它的误差与以下几个方面相关:卫星有关的误差相关;传播途径有关的误差相关;接受设备的误差相关。同时,GPS放样过程要受到电台通信与卫星通信的影响,如果没有足够的卫星数,例如,有高大的建筑物、电台通信不良、树林遮挡卫星导臻接受不到基准站的数据时,就不能完成放样的工作。一旦卫星的信号被干扰、中断、遮蔽,GTP则无法自己检查、核对误差。如果基准站作业的距离太过于遥远,轨道的误差也将增加。
总 结:
GPS应用到工程放样中,它有自身独特的优势,如减少人力费用;操作简便,容易使用;定位精度高,测站之间不需要通视;能全天候、全天时、全天地的作业,它给工程点放样工作带来更多的便利,然而它在工程放样中存在的问题,也不容忽视,如何进一步改进GPS定位技术,使它能在工程放样中发挥更大的作用,是件需要长期研究的工作,它也有赖于科学技术进一步的发展。
参考文献:
[1].刘基余.李征航.王跃虎.桑吉章.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社,1999.
[2]张戈.王宇.GPS在工程测量中的作业方法[J].电力勘测,1999(4):58-60.
[3].何演.傅汉超.GPS在建立城市控制网中的应用[J].浙江测绘,2006,(4).
[4].蒋安夫.余中东.影响GPS-RTK施测精度的若干因素[J].大坝与安全,2006
关键词:GPS;全球定位系统;工程点放样;
中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:
GPS即全球定位系统(Global Positioning System),它是由美国国防患于未然部联合海、陆、突三军为了满足自身军事导航定位建立的无线电导航定位系统。GPS具有实时提供三维坐标的能力,因此目前民用、科学、商业、研究部门都在相关领域对它进行运用。GPS具有全球性、全天候、连续的精密三维导航及定位的能力,抗干扰性与保密性都十分良好,从静态到定位到快速宝位、动态定位的性能都十分良好,十分适用于测绘工作,因则,常常用它进行全天候、高效率、高精度的进行测量工作。如,工程点放样的工作,目前也能用GPS定位系统完成。
1,GPS技术工作原理
GPS的基本原理,是以卫星当作参考点,以三角测量的方式确定自己在地球上的位置。举例说明:
如果卫星的位置是已知,我们能准确的测定现在所在的位置A与卫星的距离,那么,A便以卫星为中心,所测得的距离为半径的圆球。此时又测到A与另一卫星的距离,那么A点在两个圆球相交的圆环上有相交的点。如果再次测到与第三个卫星的距离,那么A点在三个圆球相交的地方有两个点。此时运用地理知识,先排除其中一个不合理的位置,也可以再测量A点到另类一个卫生的距离进行精准定位。要想最终进行精准定位,需要解决两个问题:准确知道卫星的位置;准确测定卫星至地球上A点的距离。
2,GPS控制测量与布网方案
GPS控制测量经常便用在平面控制联测、线路野外控制等方面,在控制测量中使用静态和快速静态定位进行作业,而保证联测精度的稳定、充分发挥GPS作业的高交往、精确、快捷的优势、提高外业的工作效率,需要从GPS的联测起算点、GTP的布网方面着手。
目前使用的起算数据检验方法主要有方差检验法、附合路线法与检点点法。GPS高程拟合的时候,如果只有3个起算数据,其中一个起算数据高程精度不够,GPS的高程误差就会在不准确起算的数据方向两侧逐渐扩大;当它以3个起算数据的时候,起算数据平面精度匹配可以平面拟合的中误差为依据,而高程拟合中误差不可靠,这是由于4个或4个以上起算数据时,才能构成高程拟合条件,由此可见,一个大型工程GPS控制网要进行拟合的时候,必须有4个或者4个以上起算依据,而且需要合理均匀分布在测区中;如果只有3个起算数据,可以对起算数据了解的高程精度检验,高程拟合的时候,可以先进行自由网平差,再进行约束平差,两种方法高程拟合度如果成果变化量小,说明起算数据高程匹配良好,反之,则说明起算数据高程精度区配度不够。
起算数据的数量决定GPS控制网的精度,为了解算出控制网中未知点的坐标,需要和国家的近代制点联测,作业前,应当根据实际情况,尽可能的多搜集测区周围高等控制点,同时应尽可能使用同一系统、同一等级的控制点。起算点以3个以上,是为了便于网形的设计、保证控制网的精度,也是为了提高GPS联测的可靠性。当联测点在3个以上时,内业计算可分组计算,使用附合条件较好的点当作起算数据,以获得较精确的解算成果。
3,GPS进行工程点放样的应用
GPS在工程点中的放样,就是在实地标定图上设计的坐标与高程,它是测量坐标的反过程。传统的GPS工程放样主要运用全站仪放样,那需要进行两人合作进行,而且要求测站点与放样点必须通视,如果通视不能,需要进行转站,如果全站仪附近没有控制点,则要先引点。现在使用GPS进行工程点放样,只要把放样点的坐标输入手薄里,测量员背着GPS接受机,测量员走到显示提示的放样点处,放样工作不仅能轻松完程,精度也很高,且各放样点的误差独立不相互影响。将全站仪放样与GPS放样技术可作比较。
精度:全站仪放样法精度受支站、多次对中等影响因素多;GPS放样法精度取决基准站的精度,数据的误差不积累。可将全站仪放样法与GPS放样法中的应用,作一个简要的对比。
日工作量:全站仪放样法一日40点,GPS放样法一日50点。
人员:全站仪放样法需2个作业员,其中1人观测,一人持镜;GPS放样法需1个作业员,一个作业员1个流动站。
检核条件:全站仪放样法检核条件少,有返工现象;GPS放样法使用实时检测,无返工现象。
内业工作量:全站仪放样法需计算统计,工作繁琐;GPS放样法放样点位误差直接导出。
GPS在工程中放样的优势,特别适合在电力线、供水管道的线路中进行放样。
4,GPS进行工程点放样的注意事项
GTP在工程点放样中,与传统的全站仪方样发比,有很大的优势,但是它也有它不足之处,它的误差与以下几个方面相关:卫星有关的误差相关;传播途径有关的误差相关;接受设备的误差相关。同时,GPS放样过程要受到电台通信与卫星通信的影响,如果没有足够的卫星数,例如,有高大的建筑物、电台通信不良、树林遮挡卫星导臻接受不到基准站的数据时,就不能完成放样的工作。一旦卫星的信号被干扰、中断、遮蔽,GTP则无法自己检查、核对误差。如果基准站作业的距离太过于遥远,轨道的误差也将增加。
总 结:
GPS应用到工程放样中,它有自身独特的优势,如减少人力费用;操作简便,容易使用;定位精度高,测站之间不需要通视;能全天候、全天时、全天地的作业,它给工程点放样工作带来更多的便利,然而它在工程放样中存在的问题,也不容忽视,如何进一步改进GPS定位技术,使它能在工程放样中发挥更大的作用,是件需要长期研究的工作,它也有赖于科学技术进一步的发展。
参考文献:
[1].刘基余.李征航.王跃虎.桑吉章.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社,1999.
[2]张戈.王宇.GPS在工程测量中的作业方法[J].电力勘测,1999(4):58-60.
[3].何演.傅汉超.GPS在建立城市控制网中的应用[J].浙江测绘,2006,(4).
[4].蒋安夫.余中东.影响GPS-RTK施测精度的若干因素[J].大坝与安全,2006