摘要:GPS技术在近代取得巨大成就,其精密的三维导航性与精确的定位,能在工程测绘领域大放异彩,极大地促进了工程测绘的发展水平。本文针对GPS在工程测绘中的应用进行讨论。
关键词:GPS技术 工程测绘 促进发展
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0106-01
GPS系统在目前已经设计到诸多领域,小到手机、车载导航,大到导弹制导、全球监控中都设计到了GPS系统。近年来,GPS被广泛应用于工程测绘中,在诸多大型建筑工程中,已成为不可或缺的测绘工具。
1 GPS测量技术应用在工程测量中的优点
GPS系统是全球定位系统(Global Positioning Syste)的简称,经过50余年的发展技术已日趋完善,从最初的子午卫星定位系统的单维定位并且定位模糊,到目前的瞬间完成三维准确定位,从功能单一发展到如今诸多领域。近年来,GPS定位系统在工程测绘中崭露头角,其诸多优点完胜于传统测绘方式。
(1)测绘时间短。随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前GPS系统定位两千米范围内的非移动目标只需100s-120s左右,如果使用RTK(real-timekinematic)时差分定位测量技术进行测绘,在流动站与基准在的间隔距离在一万五千米内时,定位其非移动目标几秒内便可完成。并且可以随时查看其位置。(2)定位精度高。在测绘工程中运用GPS测量技术,在五十公里内可以无误差定位,在一千公里以上的定位精度±0.000000001m。在测定建筑平面误差时,精度±1mm。综上数据可知,GPS在定位精度上远超于传统测绘技术。(3)GPS测绘技术易于操作。GPS技术经过50余年发展,其自动化水平已有极大提升,使用GPS技术对工程进行测绘操作极其简单,只需操作者掌握仪器安装、记录测绘数据、测量相关仪器高度即可完成测绘。(4)GPS测绘功能强大。GPS定位系统不光能测绘工程建筑的数据,还能提供给用户目标速度、时间等多方面的信息。目前,GPS在测量方面已应用在大地测量、工程测量、海洋测量等多方面。(5)GPS技术覆盖率高。GPS技术已覆盖全球98%以上的区域,并且具有实时性,通常不受自然环境的制约,几乎在地球任何地方都能随时进行测绘,并且可以进行长期作业。
2 GPS实施测量过程
GPS测量技术因其独特的测绘形式通常对能见度不作要求,因此,在测试过程中选择测量点时有较高的自由度。但由于GPS测量系统在测绘中要接受卫星发出的载波信号,地面的干扰如电视塔、信号基站等能干扰卫星载波的设备应该尽量避开,选择较为空旷的地面作为测绘观测点。
(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。目前应用于工程测绘的RTK技术颇为自动化,在实行工程测绘时,通常只需按照观测设备上搭载的显示屏上现实的步骤进行测绘即可。在观测完成后,测绘数据会自动储存在GPS设备中,但也需要工程人员随时备份。(2)检验观测结果。为了保证测绘数据的准确性,在完成外业观测后,还需要对其结果进行检验。因此,在测区测绘工作完成后,需要马上按照操作规范对数据进行校对检验。在确定了测绘数据准确无误后,采用平差计算方式得出最终测绘数据,但由于GPS测绘数据信息量巨大,仅靠人力计算难以实现,在实际计算中,通常借助计算机中的平差计算软件来进行计算。
3 GPS测量技术在工程测绘中的应用
GPS测量技术在工程测绘方面应用相当广泛。目前,工程测绘最先进最新的技术便是RTK技术,它几乎可以完美地完成目前所有测绘工程的要求;对精密工程的测量、城市建设的测量、工程变形的测量等,几乎涵盖了工程测绘的所有方面。下文阐述GPS测量技术在工程测绘中的几个典型应用。
(1)测绘精密工程。卫星发射轨道、导弹发射轨道、精密机件传送带的铺设等大型工程都是精密工程。精密工程的测量误差都需要在毫米级或更高的精度。相对于GPS测量技术来说,使用传统方法测绘精密工程既浪费时间,又浪费人力。在利用RTK进行测量精密工程时,在极短时间内可以得到极为准确的测绘数据。(2)检测工程变形。工程在建设过程中因为种种原因可能导致基础变形或基础沉降,但凭肉眼难以发觉。GPS技术能有效监测工程结构的细微变化,有效保证工程结构的稳定性。(3)测绘城市建设。在我国经济高速发展下,城市化的进程也越来越快,在城市建设的发展过程中,城市与城市之间形成了一个不可分割的有机体系。但在日常生产生活中,不可避免地将局部区域的网络结构损坏,导致延缓城市规划建设,增加工程测量的工作量。因此,需要采用一种快速而准确的测绘方法来迅速找到地形测图的起到控制作用的点,以便加快城市建设的进展。而GPS测绘技术中的RTK技术刚好能满足城市建设中的测绘需求;既能进行高精度的测量,还能在较短的时间内获得测量数据。
除此之外,GPS测量技术目前正在向虚拟现实方面发展,一旦此种技术成熟,将能足不出户即能完成世界上几乎任何地方的工程测绘。
4 结语
相对于传统测绘方式来说,利用GPS测量技术进行测绘的好处数不胜数;不受自然坏境的制约、定位极其精确、测绘时间短等诸多优点预示着工程测绘中的RTK技术的兴起已势不可挡。
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