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摘 要:建筑工程施工过程中,测量放线任务不仅要根据设计标准,而且还要依据施工的进度,来进行平面位置以及标高的测量。每一工程项目施工前首先都是要进行这一步骤的,GPS全球定位系统的迅速发展,为当前的建筑工程测量工作带来了巨大的变化,极大地降低了工程测量工作的实施的难度,节约了人力、物力、财力以及时间成本。
关键词:GPS技术;工程测量;距离交会法;技术应用
1 GPS测量技术的简介
1.1 GPS系统的构成
GPS系统的构成单位主要是空间卫星、监控设备和卫星接收信息仪器,这三种构成单位严重影响着整个GPS系统的运转。一方面,空间卫星的作用是给GPS提供相关的卫星信息,人们还专门建立了卫星群,以确保卫星信号的接收,这样一来人们就能随时获取卫星信号了。另一方面,人们把GPS系统中的地面监控设备以及卫星接收信号器看作是使用者的使用设备,主要被用来接收信号,并且通过信号做出定位分析,让使用者更清楚当时的地理信息以及交通情况。
1.2 利用GPS系统进行测量的原理
利用GPS系统进行测量的原理并没有想象中的困难,通常是根据高轨测距体系,把需要测量的地点与空间卫星的距离看成基本的观测量,进而测量与之有关的观测数据。通常情况下,人们会优先考虑使用伪距测量或载波相位测量来获得有关的观测量。伪距测量是根据接收仪器获得的卫星信号来测量观测站与空间卫星间的距离,这样人们便能获得基础观测量。但是在实际使用时,伪距测量法容易出现很大误差,所以,现阶段在利用GPS进行测量时很少用这种方法。相反,载波相位测量是利用GPS卫星信号的传播来判定位置的,和伪距测量方法相比较,这种方法的测量结果更加精准,因此在人们的日常工程测量中,会优先考虑使用载波相位测量方法。
1.3 GPS测量技术的特征
(1)定位准确性高,观察时长短
GPS测量技术在广泛运用中得到了不断提高,为了让GPS技术的定位功能更加完善,人们还利用了很多前沿技术来改进,使得现有的GPS测量技术更有优点;通常大多数人在使用GPS测量技术进行工程测量的时候,都会使用快速静态定位方式,以此来节省观测时长。
(2)操作较为简单
在进行具体操作时不难发现,GPS测量技术有自动化优势,操作流程简便,使用者只要能做到以下要求就可以了。首先,认真收集气象数据;其次,认真安装并检查好开关设备;第三,测量设备的高度;最后,及时检测设备在运行时的状态。比如:部分工程通过卫星获取信息、观测及跟踪等这类工作都可以利用GPS测量技术的自动化来完成。观测好后,工作人员关闭电源、收好仪器,数据采集就轻松的完成了。因此,利用GPS测量技术进行工程测量既能提高精准性,又可以缩短工作时间,有利于工程测量朝着自动化方向发展。
(3)面面俱到
利用GPS测量技术进行观测时不会受到时间、地点的影响,也不会因为天气而耽误测量工作,在任何情况下都可以工作。目前,我国的GPS测量技术在不断提高,被运用到了各个领域,如:开采石油、修建隧道、修建地铁等。
2 GPS技術在建筑工程测量中的应用
利用GPS技术来完成建筑工程的测量工作,主要是通过GPS接收机等设备根据设定好的测量计划和方案完成外业测量,然后根据所得的测量数据进行相应的计算来获得工程建筑的相应数据,从而完成测量工作。
2.1 工程测量方案制定
利用GPS技术来进行建筑工程测量的方案设计包括测量精度的制定与设计、测量地点以及测量时段的设计与选择等工作。工程测量精度的制定要根据建筑工程的需求与标准以及当地实际的情况来制定,然后选择适当的测区GPS控制网来对工程进行测量。而后设计合理的GPS接收机布局,通过彼此之间的协作来提高接收网的测量效果。工程测量选址工作对于观测的效果和质量有很大的关系,要选择避开障碍物视野开阔的场地,同时远离电磁源以减少电磁干扰,使得测量结果真实有效。测量时间的设计要根据GPS卫星的预报图以及几何图形强度来选择最佳的测量时段,完成作业调度表,以保证至少有4颗GPS卫星均匀地分布在测量取上方。
2.2 工程测量外业实施
利用GPS技术来完成建筑工程测量的外业实施,要严格根据测量方案来实施,在指定的测量地点和测量时段内完成测量工作。建筑工程测量可以采用静态相对定位法,设定15°的卫星高度角、45分钟的测量时段、10秒的采样间隔,同时在一个测量点设置三台GPS接收机完成对中、整平和定向的工作。在工程测量时,要按照操作手册规定来完成测量操作,注意个人用品例如手机、步话机的使用,同时要精确控制测站的天线朝向以及相应数据的采集工作,时刻认真监视GPS测量设备的检测情况,保障好各个测量环节,并适当延长测量时间,重复获取多个测量值,以保证测量的准确性。
2.3 工程测量数据处理
在利用GPS技术完成外业实施后,测量人员要根据规定严格做好数据记录和备份的工作,以保证测量工作的安全度的准确度。在数据处理之前,要对数据进行预处理,对由于环境因素、人为因素等造成的数据误差进行处理和核算,以保证观测数据的质量。对于数据处理,可采用相应的软件完成,但是要保证输入数据的质量和精度,以及输出结果的测量点三维坐标的精度控制。此外,可以提升联测已知高程点的数量,控制好三维坐标,进而提升测量点的高程测算精度。
3 GPS测量技术应用中的问题与对策
3.1 测站点设置问题
在设置首级控制网时,测站点的选择发挥着非常重要的作用。GPS测站点应选择基站周围障碍物的高度角小于10°,视野开阔的地段。测站点周围不应当有GPS信号反射物,避免造成多路径误差。此外,测站点周围应当具有利于发播、传送差分改正信号的条件。选取测站点周围应当具有尽可能的开阔空间,在10°-15°高度角之内不能有成片的障碍物。测站点周围大约200m范围内不应当有强电磁波干扰源,如高压输电线、大功率无线电发射设施等,以免电磁波对GPS卫星信号的干扰。测站点不应当设置在对电磁波信号反射较为强烈的地物、地形上。
3.2 基准站定位问题
进行RTK放线时,如果已知点不适合基准站放置,就应当采取多点定位法(通常采用两个已知点定位法)将基准站设置在条件相对较好的测试区位置上。可以先快速测出流动站到两个已知点的WGS-84坐标,再根据后方交会原理对基准站的坐标进行测算,然后利用WGS-84和已知点的独立坐标求出相关参数。这样设置的基准站受到的电台发射电磁波干扰较小,基站的位置好,放样的精度也相对较高。
4 结束语
科学技术的进步带动了GPS测量技术的发展,GPS技术的使用不仅能提高工程测量的精准度,还能确保工程测量的质量,有着较大的优势。但这项技术也有部分缺点,因此,在运用过程中要不断完善,以实现GPS测量技术的价值。
参考文献
[1]周晓愚,叶韬.GPS系统的原理及其在房屋建设测量中的应用[J].价值工程.2010(09).
[2]赵凯.GPS系统在房屋工程控制测量中的应用技术浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(04).
[3]丁永升.浅析GPS在水利工程测量中的应用特点[J].甘肃水利水电技术.2010(08).
关键词:GPS技术;工程测量;距离交会法;技术应用
1 GPS测量技术的简介
1.1 GPS系统的构成
GPS系统的构成单位主要是空间卫星、监控设备和卫星接收信息仪器,这三种构成单位严重影响着整个GPS系统的运转。一方面,空间卫星的作用是给GPS提供相关的卫星信息,人们还专门建立了卫星群,以确保卫星信号的接收,这样一来人们就能随时获取卫星信号了。另一方面,人们把GPS系统中的地面监控设备以及卫星接收信号器看作是使用者的使用设备,主要被用来接收信号,并且通过信号做出定位分析,让使用者更清楚当时的地理信息以及交通情况。
1.2 利用GPS系统进行测量的原理
利用GPS系统进行测量的原理并没有想象中的困难,通常是根据高轨测距体系,把需要测量的地点与空间卫星的距离看成基本的观测量,进而测量与之有关的观测数据。通常情况下,人们会优先考虑使用伪距测量或载波相位测量来获得有关的观测量。伪距测量是根据接收仪器获得的卫星信号来测量观测站与空间卫星间的距离,这样人们便能获得基础观测量。但是在实际使用时,伪距测量法容易出现很大误差,所以,现阶段在利用GPS进行测量时很少用这种方法。相反,载波相位测量是利用GPS卫星信号的传播来判定位置的,和伪距测量方法相比较,这种方法的测量结果更加精准,因此在人们的日常工程测量中,会优先考虑使用载波相位测量方法。
1.3 GPS测量技术的特征
(1)定位准确性高,观察时长短
GPS测量技术在广泛运用中得到了不断提高,为了让GPS技术的定位功能更加完善,人们还利用了很多前沿技术来改进,使得现有的GPS测量技术更有优点;通常大多数人在使用GPS测量技术进行工程测量的时候,都会使用快速静态定位方式,以此来节省观测时长。
(2)操作较为简单
在进行具体操作时不难发现,GPS测量技术有自动化优势,操作流程简便,使用者只要能做到以下要求就可以了。首先,认真收集气象数据;其次,认真安装并检查好开关设备;第三,测量设备的高度;最后,及时检测设备在运行时的状态。比如:部分工程通过卫星获取信息、观测及跟踪等这类工作都可以利用GPS测量技术的自动化来完成。观测好后,工作人员关闭电源、收好仪器,数据采集就轻松的完成了。因此,利用GPS测量技术进行工程测量既能提高精准性,又可以缩短工作时间,有利于工程测量朝着自动化方向发展。
(3)面面俱到
利用GPS测量技术进行观测时不会受到时间、地点的影响,也不会因为天气而耽误测量工作,在任何情况下都可以工作。目前,我国的GPS测量技术在不断提高,被运用到了各个领域,如:开采石油、修建隧道、修建地铁等。
2 GPS技術在建筑工程测量中的应用
利用GPS技术来完成建筑工程的测量工作,主要是通过GPS接收机等设备根据设定好的测量计划和方案完成外业测量,然后根据所得的测量数据进行相应的计算来获得工程建筑的相应数据,从而完成测量工作。
2.1 工程测量方案制定
利用GPS技术来进行建筑工程测量的方案设计包括测量精度的制定与设计、测量地点以及测量时段的设计与选择等工作。工程测量精度的制定要根据建筑工程的需求与标准以及当地实际的情况来制定,然后选择适当的测区GPS控制网来对工程进行测量。而后设计合理的GPS接收机布局,通过彼此之间的协作来提高接收网的测量效果。工程测量选址工作对于观测的效果和质量有很大的关系,要选择避开障碍物视野开阔的场地,同时远离电磁源以减少电磁干扰,使得测量结果真实有效。测量时间的设计要根据GPS卫星的预报图以及几何图形强度来选择最佳的测量时段,完成作业调度表,以保证至少有4颗GPS卫星均匀地分布在测量取上方。
2.2 工程测量外业实施
利用GPS技术来完成建筑工程测量的外业实施,要严格根据测量方案来实施,在指定的测量地点和测量时段内完成测量工作。建筑工程测量可以采用静态相对定位法,设定15°的卫星高度角、45分钟的测量时段、10秒的采样间隔,同时在一个测量点设置三台GPS接收机完成对中、整平和定向的工作。在工程测量时,要按照操作手册规定来完成测量操作,注意个人用品例如手机、步话机的使用,同时要精确控制测站的天线朝向以及相应数据的采集工作,时刻认真监视GPS测量设备的检测情况,保障好各个测量环节,并适当延长测量时间,重复获取多个测量值,以保证测量的准确性。
2.3 工程测量数据处理
在利用GPS技术完成外业实施后,测量人员要根据规定严格做好数据记录和备份的工作,以保证测量工作的安全度的准确度。在数据处理之前,要对数据进行预处理,对由于环境因素、人为因素等造成的数据误差进行处理和核算,以保证观测数据的质量。对于数据处理,可采用相应的软件完成,但是要保证输入数据的质量和精度,以及输出结果的测量点三维坐标的精度控制。此外,可以提升联测已知高程点的数量,控制好三维坐标,进而提升测量点的高程测算精度。
3 GPS测量技术应用中的问题与对策
3.1 测站点设置问题
在设置首级控制网时,测站点的选择发挥着非常重要的作用。GPS测站点应选择基站周围障碍物的高度角小于10°,视野开阔的地段。测站点周围不应当有GPS信号反射物,避免造成多路径误差。此外,测站点周围应当具有利于发播、传送差分改正信号的条件。选取测站点周围应当具有尽可能的开阔空间,在10°-15°高度角之内不能有成片的障碍物。测站点周围大约200m范围内不应当有强电磁波干扰源,如高压输电线、大功率无线电发射设施等,以免电磁波对GPS卫星信号的干扰。测站点不应当设置在对电磁波信号反射较为强烈的地物、地形上。
3.2 基准站定位问题
进行RTK放线时,如果已知点不适合基准站放置,就应当采取多点定位法(通常采用两个已知点定位法)将基准站设置在条件相对较好的测试区位置上。可以先快速测出流动站到两个已知点的WGS-84坐标,再根据后方交会原理对基准站的坐标进行测算,然后利用WGS-84和已知点的独立坐标求出相关参数。这样设置的基准站受到的电台发射电磁波干扰较小,基站的位置好,放样的精度也相对较高。
4 结束语
科学技术的进步带动了GPS测量技术的发展,GPS技术的使用不仅能提高工程测量的精准度,还能确保工程测量的质量,有着较大的优势。但这项技术也有部分缺点,因此,在运用过程中要不断完善,以实现GPS测量技术的价值。
参考文献
[1]周晓愚,叶韬.GPS系统的原理及其在房屋建设测量中的应用[J].价值工程.2010(09).
[2]赵凯.GPS系统在房屋工程控制测量中的应用技术浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(04).
[3]丁永升.浅析GPS在水利工程测量中的应用特点[J].甘肃水利水电技术.2010(08).