GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度分析

GPS技术在工程控制测量的应用及测量精度分析摘要：在工程测量领域中，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性和适应性，同时也存在一些不足，还有待于进一步研究改善来适应实际测量工作。随着该技术的飞速发展和普及，以及相关技术的应用，GPS定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用关键词：GPS技术；工程测量；精度控制引言加快工程测量事业的发展，已经成为了适应社会发展的必然趋势。在工程测量中，GPS测量技术的应用至关重要。GPS测量技术操作起来比较简单，而且本身该技术的自动化程度很高，应用该技术于工程测量中，不仅提高了工程测量的工作效率，同时也提高了测量的精度，整个测量的范围相比以前也扩大了很多。因此充分地掌握GPS测量技术，才能更好地将其应用于工程测量中。1、GPS系统组成1.1GPS的地面控制系统地面控制系统主要设立区域包括了大西洋、印度洋、大平洋和美国GPS地面控制系统主要由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成的，各监控站对GPS的观测数据是由卫星的星历计算和改正卫星钟的参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中的是根据主控站通过，同样也对卫星实行控制对卫星发行命令，以及备用卫星的调度等监测卫星工作状态，接收卫星信号通过监控站来完成的，而将主控站计算的数据注入到卫星中由注入来完成的。1.2太空卫星工作系统在太空中工作的卫星是GPS的工作系统，它们在接收信息的同时也在传递信息，采用的是双向工作原理。在太空中工作的GPS卫星一共有24颗，它们围绕着地球的不同轨道运行。在不同的平面轨道上，卫星都要与地球平面保持60°的夹角，与赤道保持55°的夹角。这些轨道都在距离地球20000km的高空，每个轨道上都均匀地分布着3颗或者更多的卫星，这样的分布有效地保证了卫星接收到的地球信息的准确性和实时性。1.3GPS的用户利用信号进行导航定位等接收GPS卫星发出的信号，有关测量领域一般是由部分由GPS接收机、数据处理软件以及像计算机、气象仪器等相应的用户设备组成双而完成工作的目前随着科学技术在现代的飞速发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便、2、工程测量中GPS的运用2.1控制测量在具体测量之前，需要确定到底是使用动态测量方法还是静态测量方法。两种测量方法各有优势，在不同的情况下，可以根据实际情况确定具体使用哪一种测量方法。对于一些比较大型建筑物进行控制测量时，此时需要建立相应的控制网，控制网的精密性必须达到一定的要求才可以，比如隧道、特大桥梁、互通式立交桥等大型建筑的控制测量都可以采用GPS静态测量方法。而对于一般的公路，要求不是很高的，可以使用GPS动态测量进行公路的控制测量。GPS动态测量可以实时获取不同的数据，定位精度也会有所波动，一旦测得的精度满足要求之后，立即停止测量。整个测量过程操作起来是比较简单的。2.2GPS技术中的变形监测探讨GPS技术在现代大型建筑中的变形监测。体积大、建筑周围环境复杂、质量要求较高是现代大型建筑的主要特点，这些特点增加了变形监测的难度，这对变形监测技术也提出了更多的要求。大型建筑的变形主要包括地基沉降、变形和建筑物倾斜度等，一定要全面监控建筑物的这些改变，防止发生突发事件。地基沉降、变形的传统监控方式是水准测量法，而建筑倾斜度的监控通常采用三角测量法。与以上两种监测方法相比，采用GPS技术的变形监测相对更加简单、便捷，具有明显的优势。举例说明，要对一个大型建筑进行变形方面的监测，在大型建筑内部和外部布设GPS接收端，就能够实时监控大型建筑的内部和外部的变形情况。此外，还可以使用远程传输技术获取建筑的最新信息，以实现远程监测建筑物的变形情况。2.3大比例尺地图绘制在建筑施工中，必须事先有相应的地形图。而地形图的绘制是事先采用各种方法根据实际情况进行绘制的。地形图中的比例大小不定，这与实际情况有关。在传统的测量中，测量方法比较慢、整体花费的时间长、工作量又大，而且测量的结果还不是很准确。采用GPS动态测量技术时，可以实时地获取不同的数据，在沿线的位置上停留大概1-2min，在停留的过程中即可获得相应的参数，此时再根据点的具体属性和特征进行处理，从而获取更多的数据，最后综合所有的数据，应用绘图软件制作出地形图。GPS测量技术优势鲜明，采集速度快、精度高，因而应用范围在逐步扩大。2.4选线以及放样将GPS的接收机作为流动站，在一定的距离接收测量数据，对重要的物质进行定位，然后将获得的信息输入接收机，并利用CAD绘图软件进行选线。采用GPS技术进行放样测量，仅需输入点位坐标，接收机能够将提醒信息准确的传输至任何放样点，这样不仅能够提高放样精度，还能够降低劳动量，加快放样速度。2.5施水准点的测定在工程测量中，施水准点的测定也是其中一项比较重要的技术。采用传统的技术进行测量时，由于没有事先进行仔细地考察和预算，在整个施水准点的测定过程中才会漏洞百出。测量精度也不准确。如果测量的结果越不准确，距离越大，给施工带来的影响就越大。工程的质量会受到较大的影响。此时利用GPS测量技术，可以通过接收来自外星的信号，进而准确地测定临时水准点的具体位置，由此一来，有利于协调工程观测的进程，对测量结果的精度也有保障。严格按照相应的标准进行操作，整个工程中施水准点的测定工作也会开展的比较顺利。3、提高GPS技术在工程控制测量精度的措施3.1创建工程控制测量网络工程控制测量网络是工程管理、维护工作开展的基础，同时也是提高工程测量精度的重要措施。通常状况下，工程控制测量网络的覆盖面积相对较小，占位密度相对较大，对测量的精度要求相对较高，采用边角网的方式，创建工程控制网络，在采用GPS定位技术时，能够充分的体现GPS技术精度高、作业时间短、工程耗费低等优势。3.2区域差分网络的碎部测量以及放样当碎部测量出现在区域性的GPS的差分系统中时，基准网和放样会对所有基准站提供差分信息的权，并实现差分的定位，提高PTK接收机标称精度，能够提高PTK测量点的精度，进而提高测量精度。3.3PTK碎部测晕以及放样PTK技术，即载波相位差分技术，采用PTK技术对相位的测量进行处理，能够将基准站收集的载波相位信息传输给用户，用户通过对基准站差分信息进行求差解算，能够准确的找到用户的位置坐标，并将定界标点标出，采用PTK碎部测晕和放样，能够提高测量精度和标定的准确性。3.4测量精度评定采用平面平差基线相对精度统计、基线残差统计、环闭合差统计进行GPS定位中误差统计，100%的点位精度控制在1cm以内，甚至控制在0.5cm以内，如果测量数据合格，则表明基线解算质量良好，GPS技术的测量精度能够满足工程测量的实际要求。结束语总而言之，工程测量技术对工程施工是非常重要的。不管从什么方面看，GPS测量技术都远远超过了传统的测量技术。成熟的定位技术和便捷的测量技术都是工程测量中急需的，GPS测量技术在未来的工程建筑中必定成为主流测量方式，因为它不仅能够保障工程质量和进度，还能进一步加快我国社会主义建设的步伐。因此，分析和研究了GPS测量技术在工程测量中的作用是很有意义的，并且可以推动GPS技术的进一步发展。参考文献[1]张英俊.GPS定位技术在长输管线工程中的应用研究[D].山东科技大学，2006.[2]吴向阳.GPS在现代公路勘测中的应用研究[D].东南大学，2005.[3]陈朝晖.GPS技术在土地测绘地籍控制测量的应用[J].河北农业科学，2008，03：149-150.[4]周平红.GPS高程在市政工程测量中的应用研究[D].广东工业大学，2013.