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【摘 要】 本文从GPS定位测量技术的概念出发,介绍了它的特点,并在此基础上对其具体应用进行了分析,希望对提高我国工程测绘水平能够有所帮助。
【关键词】 GPS定位测量技术;工程测绘;精度;应用
引言:
近年来,随着经济社会的发展,我国工程测绘工作越来越多。在社会发展新时期,传统的工程测绘技术已经不能满足新时期的发展需要。面对这种状况,为了顺应时代发展潮流和满足现实发展需要,我国需要借助于一些先进的科学技术水平来提高工程测绘水平。其中,GPS定位测量技术就是一个成功典型,它以其独特的优势在工程测绘中得到广泛应用。与传统的工程测绘技术相比,GPS定位测量技术具有功能多、精度高、速度快以及操作方便等优势,在工程测绘工作中发挥着重要作用,对我国工程建设的发展做出了重大贡献。
一、GPS测绘技术概述
GPS(Global Positioning System)是全球定位系统的简称,它是一个由空间星座、地面监控以及用户设备组成的中距离圆型轨道卫星导航系统,这种系统最初是由美国为了军方应用而发明的,它的主要作用就是提供时间、导航以及准确的三维坐标等功能。后来,随着科学技术的发展进步,GPS技术得到更加充分的发展,在很多领域得到广泛应用。在工程测绘中,GPS定位测量技术的应用是一次技术革新,使工程测绘工作进入到一个新的发展阶段。在工程测绘中,GPS定位测量技术之所以被称为是一次革命性的变革,是因为它具有以下特点。第一,定位精度高。与传统的工程测绘技术相比,GPS定位测量技术的最大特点就是定位精度高,从而为工程建设工作提供更为精确的数据信息,在很大程度上保证了工程测量的质量。第二,测量速度快。在过去,传统的手工工程测量技术工作效率低下,浪费了大量的人力和物力资源。而GPS定位测量技术的测量速度很快,只需要几分钟甚至几秒就可以完成定位作业,测量速度非常快。第三,全天候工作。传统的工程测量工作还会受到天气因素的影响,在一些恶劣天气无法进行测量工作。而GPS定位测量技术工作时应用的是卫星,在任何时间和地点都可以开展测量工作,可以全天候进行工作,受天气等因素的影响较小,这就在一定程度上缩短了测量时间,提高了测绘的工作效率。第四,操作比较方便。传统的工程测绘中,工作人员需要搬动一些笨重的仪器,并需要进行相关的调试工作,操作比较繁琐。而随着科学技术的发展进步,GPS定位测量技术的自动化程度越来越高,测量、记录等很多工作都是自动完成,工作人员操作简单方便。第五,应用范围广泛。GPS定位系统的功能是多方面的,比如,坐标功能、导航功能、速度功能以及时间功能等,这使得它在工程测量、大地测量、海洋测绘以及航空摄影测量等众多领域得到应用。下面,我们就结合工程建设实际,对GPS定位测量技术在工程测绘中的具体应用进行分析。
二、GPS技术的特点
1、实时定位
全球定位系统的最大特点就是能够对地球上的任意静止或者运动的目标进行定位,显示其精确的经纬度和运动的速度,所以运用GPS进行导航,就能够更好的保证运动载体依据设计好的路线进行运动。这种全天候精确定位系统的应用对于目标导航来说是最恰当不过的了。
2、观测时间短
就观测20km以内基线需要的时间来看,在没有应用GPS测量技术进行观测的情况下,使用传统的静态相对定位模式来测量,至少需要十五分钟的时间,但是采取实时动态定位模式之后,观测所需的时间最多不超过五分钟,有时候几秒钟就能完成。不仅仅极大的缩短了观测时间,还能够促进测绘作业效率的提高。
3、定位精度高
按照一系列的实验及实际工程测绘应用结果来看,最高不超过50km的基线上,采用载波相位观测量实施静态相对定位,其相对定位精度能够达到1×10-6~2×10-6,在100~500km的基线上,已经能够达到10-6~10-7的精度标准。而如今的待测技术在不断的改进,很多观测数据的处理措施已经得到很大程度的优化,即便是高于基线1000km的距离时,观测出来的定位数据也会达到10-8甚至更好的精度。随着技术的发展,测量精度也会不断提高以更好的满足工程测量的各种要求。
4、功能多用途广
使用GPS测量技术不仅有助于实现精确稳定的导航的效果还有助于短时间高效率的完成测量工作,其观测精度比较高,一般来说可以达到0.1m/s的测速精度和毫微秒级的测时精度。由于这样的功能特点,它能够广泛的应用于各种各样的测速和测时工作中。
5、操作简便
GPS测量技术是智能的进行测量,不需要观测人员参与其中,仪器自动的进行卫星捕捉和跟踪观察,自动的实现定位和测量。若是工程观测中需要在某个具体的观测站进行长时间的观察和测量,可以使用无人数据采集技术,让各种观测数据由网络直接汇集到处理中心,进行统一高效的整理,将冗杂的工作简化。除此之外,使用GPS测量技术中用到的用户接收机不仅操作程序比较简单使用起来相当方便,而且小巧轻便,很适合携带。
6、观测站之间无需通视
传统测量技术对于通视条件和图形结构的要求比较高,若是观察站间的通视条件太差或者是测量控制网的图形结构不够好的话观测结果就会出现很大的误差。而使用GPS测量技术的时候,观察站15毅以上的空间开阔性较好,即使是观测站之间没有互通视性,只要具备和卫星之间必要的通视则能够完成测量工作。过去进行工程测量工作的时候需要花费三成以上的总经费来建造觇标来进行测量点的选择。但是应用GPS测量技术的情况下就不需要造标就能进行灵活的测量选点,不仅加快了测量的效率还节省了经费的开支。
三、GPS实施测量过程
在利用GPS技术进行测绘时,由于其自身的独特性,所以对于能见度可以不作要求,环境所带来的影响极小,这样就可以在进行测量点选择时具有较大的自由度。但GPS在测量时需要接收卫星所发来的载波信号,所以在测量点选择时需要避开会对载波信号带来干扰的设备,以选择空旷的场地作为测量点较为适宜。 1、外业观测
外业观测是GPS通过全球定位系统把接收采集的信号实现测量工作的接收、操作、观测记录及其准确定位安装天线等的工作流程。外业观测是工程测绘中最重要的环节,因此,在进行外业观测作业时,需要严格按照规定中的步骤与方法来实行。在外业观测作业之前,需要严格检验GPS信号接收设备。对于接收卫星载波的接收天线的设置更是要精益求精,高精度的天线能使GPS测绘出的数据更加精确。
2、检验观测结果
外业观测后所取得的测绘数据,为了确保其具有较高的准确度,则在测区测绘工作完成后,需要立即对这些数据进行检验,确保数据准确无误后,才能利用平差计算方式来得出最终的测绘数据,在实际工作中,测绘数据的取得通常会由计算机中的平差计算软件来完成,因为GPS测绘数据量较大,如果单纯依据人力来完成平差计算具有较大的难度。
四、GPS测量技术在工程测绘中的应用
1、在大地控制网中的应用
大地控制网点的测定是工程测绘中一个重要的基础工作。在工程测绘中,有些大地控制网点之间的距离比较远,一些常规的测量工具不能满足高精度的远程测量要求。比如,在城市控制网中,各测量点相距比较远,并且使用频率比较高,精度要求也高,常规的测量工具不仅达不到测量要求,而且工作效率也低。而GPS定位测量技术的应用则解决了这些问题,不仅保证了大地控制网点测量的质量,而且也大大提高了工作效率,降低了成本。由此可见,GPS定位测量技术在大地控制网中的应用具有重要意义。
2、在工程变形中的应用
在工程建设中,由于地壳运动或者人为等多种因素的影响,工程中会出现变形现象,比如,地表的沉降、大坝的变形以及一些陆地工程的变形等。这些变形状况的发生不仅影响工程的安全性,而且还会带来严重的经济损失,甚至造成一定的人员伤亡。对于这个问题,GPS定位测量技术可以发挥良好的检测作用,通过在基准的设计阶段、结构强度的设计阶段、观测时段的设计阶段以及监测周期的设计阶段等形成一个系统的监测,从而有效控制工程变形的发生,减少工程建设中的安全隐患,保证工程建设的质量。
3、在水下工程测绘中的应用
港口的建设、航道的治理以及海洋资源的有效开发等都需要借助于地形测绘图。GPS定位测量技术可以对水下工程进行高精度的测量,获取其横向和纵向位置坐标,从而为水下工程地形图的绘制提供数据信息,进而指导水下工程的建设。比如,在测量水下工程横向位置坐标时,我们可以利用GPS系统中的差分GPS技术,在对水下工程进行纵向测量时,我们使用测探仪和潮位仪,对水深和高程等进行测量。总之,GPS定位测量技术在水下工程的应用不仅避免了传统测量工具的繁琐程序,提高了工作效率,而且也提高了测量的精度。
4、在房地产测绘中的应用
近年来,随着经济社会的发展,我国房地产工程建设的数量和规模不断增加。在这种形势背景下,提高房地产测绘水平,保证房地产工程质量具有重大意义。在房地产测绘中,GPS定位测量技术主要表现为实时动态差分法,这种测量技术对房地产测绘工作具有重要意义。比如,在地籍测绘和房地产测绘中,实时动态差分法的应用可以对土地权属中的界点进行测定,只需要几分钟时间就可以获得测定点相关的数据信息,然后通过计算机技术的处理,我们就得到了地籍测绘或者房地产测绘的测绘图。在应用的过程中,不仅获得的数据信息准确性高,而且需要的操作人员也比较少,在很大程度上提高了房地产测绘工作的质量和效率。
五、结束语
综上所述,在工程测绘中,GPS测量技术发挥着巨大的作用,占据着重要的影响地位。而且经过实践证明,GPS系统属于多功能的定位靠行系统,具有很大的发展前途。
参考文献:
[1]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2014,04(09):159-160
[2]陈巧英.论工程测绘中的GPS测绘技术[J].科技创新与应用,2014,05(02):59-60
[3]杨立忠,左立新.GPS技术在工程测绘中的应用分析[J].科技传播,2012,07(02):105-106
【关键词】 GPS定位测量技术;工程测绘;精度;应用
引言:
近年来,随着经济社会的发展,我国工程测绘工作越来越多。在社会发展新时期,传统的工程测绘技术已经不能满足新时期的发展需要。面对这种状况,为了顺应时代发展潮流和满足现实发展需要,我国需要借助于一些先进的科学技术水平来提高工程测绘水平。其中,GPS定位测量技术就是一个成功典型,它以其独特的优势在工程测绘中得到广泛应用。与传统的工程测绘技术相比,GPS定位测量技术具有功能多、精度高、速度快以及操作方便等优势,在工程测绘工作中发挥着重要作用,对我国工程建设的发展做出了重大贡献。
一、GPS测绘技术概述
GPS(Global Positioning System)是全球定位系统的简称,它是一个由空间星座、地面监控以及用户设备组成的中距离圆型轨道卫星导航系统,这种系统最初是由美国为了军方应用而发明的,它的主要作用就是提供时间、导航以及准确的三维坐标等功能。后来,随着科学技术的发展进步,GPS技术得到更加充分的发展,在很多领域得到广泛应用。在工程测绘中,GPS定位测量技术的应用是一次技术革新,使工程测绘工作进入到一个新的发展阶段。在工程测绘中,GPS定位测量技术之所以被称为是一次革命性的变革,是因为它具有以下特点。第一,定位精度高。与传统的工程测绘技术相比,GPS定位测量技术的最大特点就是定位精度高,从而为工程建设工作提供更为精确的数据信息,在很大程度上保证了工程测量的质量。第二,测量速度快。在过去,传统的手工工程测量技术工作效率低下,浪费了大量的人力和物力资源。而GPS定位测量技术的测量速度很快,只需要几分钟甚至几秒就可以完成定位作业,测量速度非常快。第三,全天候工作。传统的工程测量工作还会受到天气因素的影响,在一些恶劣天气无法进行测量工作。而GPS定位测量技术工作时应用的是卫星,在任何时间和地点都可以开展测量工作,可以全天候进行工作,受天气等因素的影响较小,这就在一定程度上缩短了测量时间,提高了测绘的工作效率。第四,操作比较方便。传统的工程测绘中,工作人员需要搬动一些笨重的仪器,并需要进行相关的调试工作,操作比较繁琐。而随着科学技术的发展进步,GPS定位测量技术的自动化程度越来越高,测量、记录等很多工作都是自动完成,工作人员操作简单方便。第五,应用范围广泛。GPS定位系统的功能是多方面的,比如,坐标功能、导航功能、速度功能以及时间功能等,这使得它在工程测量、大地测量、海洋测绘以及航空摄影测量等众多领域得到应用。下面,我们就结合工程建设实际,对GPS定位测量技术在工程测绘中的具体应用进行分析。
二、GPS技术的特点
1、实时定位
全球定位系统的最大特点就是能够对地球上的任意静止或者运动的目标进行定位,显示其精确的经纬度和运动的速度,所以运用GPS进行导航,就能够更好的保证运动载体依据设计好的路线进行运动。这种全天候精确定位系统的应用对于目标导航来说是最恰当不过的了。
2、观测时间短
就观测20km以内基线需要的时间来看,在没有应用GPS测量技术进行观测的情况下,使用传统的静态相对定位模式来测量,至少需要十五分钟的时间,但是采取实时动态定位模式之后,观测所需的时间最多不超过五分钟,有时候几秒钟就能完成。不仅仅极大的缩短了观测时间,还能够促进测绘作业效率的提高。
3、定位精度高
按照一系列的实验及实际工程测绘应用结果来看,最高不超过50km的基线上,采用载波相位观测量实施静态相对定位,其相对定位精度能够达到1×10-6~2×10-6,在100~500km的基线上,已经能够达到10-6~10-7的精度标准。而如今的待测技术在不断的改进,很多观测数据的处理措施已经得到很大程度的优化,即便是高于基线1000km的距离时,观测出来的定位数据也会达到10-8甚至更好的精度。随着技术的发展,测量精度也会不断提高以更好的满足工程测量的各种要求。
4、功能多用途广
使用GPS测量技术不仅有助于实现精确稳定的导航的效果还有助于短时间高效率的完成测量工作,其观测精度比较高,一般来说可以达到0.1m/s的测速精度和毫微秒级的测时精度。由于这样的功能特点,它能够广泛的应用于各种各样的测速和测时工作中。
5、操作简便
GPS测量技术是智能的进行测量,不需要观测人员参与其中,仪器自动的进行卫星捕捉和跟踪观察,自动的实现定位和测量。若是工程观测中需要在某个具体的观测站进行长时间的观察和测量,可以使用无人数据采集技术,让各种观测数据由网络直接汇集到处理中心,进行统一高效的整理,将冗杂的工作简化。除此之外,使用GPS测量技术中用到的用户接收机不仅操作程序比较简单使用起来相当方便,而且小巧轻便,很适合携带。
6、观测站之间无需通视
传统测量技术对于通视条件和图形结构的要求比较高,若是观察站间的通视条件太差或者是测量控制网的图形结构不够好的话观测结果就会出现很大的误差。而使用GPS测量技术的时候,观察站15毅以上的空间开阔性较好,即使是观测站之间没有互通视性,只要具备和卫星之间必要的通视则能够完成测量工作。过去进行工程测量工作的时候需要花费三成以上的总经费来建造觇标来进行测量点的选择。但是应用GPS测量技术的情况下就不需要造标就能进行灵活的测量选点,不仅加快了测量的效率还节省了经费的开支。
三、GPS实施测量过程
在利用GPS技术进行测绘时,由于其自身的独特性,所以对于能见度可以不作要求,环境所带来的影响极小,这样就可以在进行测量点选择时具有较大的自由度。但GPS在测量时需要接收卫星所发来的载波信号,所以在测量点选择时需要避开会对载波信号带来干扰的设备,以选择空旷的场地作为测量点较为适宜。 1、外业观测
外业观测是GPS通过全球定位系统把接收采集的信号实现测量工作的接收、操作、观测记录及其准确定位安装天线等的工作流程。外业观测是工程测绘中最重要的环节,因此,在进行外业观测作业时,需要严格按照规定中的步骤与方法来实行。在外业观测作业之前,需要严格检验GPS信号接收设备。对于接收卫星载波的接收天线的设置更是要精益求精,高精度的天线能使GPS测绘出的数据更加精确。
2、检验观测结果
外业观测后所取得的测绘数据,为了确保其具有较高的准确度,则在测区测绘工作完成后,需要立即对这些数据进行检验,确保数据准确无误后,才能利用平差计算方式来得出最终的测绘数据,在实际工作中,测绘数据的取得通常会由计算机中的平差计算软件来完成,因为GPS测绘数据量较大,如果单纯依据人力来完成平差计算具有较大的难度。
四、GPS测量技术在工程测绘中的应用
1、在大地控制网中的应用
大地控制网点的测定是工程测绘中一个重要的基础工作。在工程测绘中,有些大地控制网点之间的距离比较远,一些常规的测量工具不能满足高精度的远程测量要求。比如,在城市控制网中,各测量点相距比较远,并且使用频率比较高,精度要求也高,常规的测量工具不仅达不到测量要求,而且工作效率也低。而GPS定位测量技术的应用则解决了这些问题,不仅保证了大地控制网点测量的质量,而且也大大提高了工作效率,降低了成本。由此可见,GPS定位测量技术在大地控制网中的应用具有重要意义。
2、在工程变形中的应用
在工程建设中,由于地壳运动或者人为等多种因素的影响,工程中会出现变形现象,比如,地表的沉降、大坝的变形以及一些陆地工程的变形等。这些变形状况的发生不仅影响工程的安全性,而且还会带来严重的经济损失,甚至造成一定的人员伤亡。对于这个问题,GPS定位测量技术可以发挥良好的检测作用,通过在基准的设计阶段、结构强度的设计阶段、观测时段的设计阶段以及监测周期的设计阶段等形成一个系统的监测,从而有效控制工程变形的发生,减少工程建设中的安全隐患,保证工程建设的质量。
3、在水下工程测绘中的应用
港口的建设、航道的治理以及海洋资源的有效开发等都需要借助于地形测绘图。GPS定位测量技术可以对水下工程进行高精度的测量,获取其横向和纵向位置坐标,从而为水下工程地形图的绘制提供数据信息,进而指导水下工程的建设。比如,在测量水下工程横向位置坐标时,我们可以利用GPS系统中的差分GPS技术,在对水下工程进行纵向测量时,我们使用测探仪和潮位仪,对水深和高程等进行测量。总之,GPS定位测量技术在水下工程的应用不仅避免了传统测量工具的繁琐程序,提高了工作效率,而且也提高了测量的精度。
4、在房地产测绘中的应用
近年来,随着经济社会的发展,我国房地产工程建设的数量和规模不断增加。在这种形势背景下,提高房地产测绘水平,保证房地产工程质量具有重大意义。在房地产测绘中,GPS定位测量技术主要表现为实时动态差分法,这种测量技术对房地产测绘工作具有重要意义。比如,在地籍测绘和房地产测绘中,实时动态差分法的应用可以对土地权属中的界点进行测定,只需要几分钟时间就可以获得测定点相关的数据信息,然后通过计算机技术的处理,我们就得到了地籍测绘或者房地产测绘的测绘图。在应用的过程中,不仅获得的数据信息准确性高,而且需要的操作人员也比较少,在很大程度上提高了房地产测绘工作的质量和效率。
五、结束语
综上所述,在工程测绘中,GPS测量技术发挥着巨大的作用,占据着重要的影响地位。而且经过实践证明,GPS系统属于多功能的定位靠行系统,具有很大的发展前途。
参考文献:
[1]薛会元.浅析GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].科技与企业,2014,04(09):159-160
[2]陈巧英.论工程测绘中的GPS测绘技术[J].科技创新与应用,2014,05(02):59-60
[3]杨立忠,左立新.GPS技术在工程测绘中的应用分析[J].科技传播,2012,07(02):105-106