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浅论GPS测量技术在工程中应用

最后更新时间:2024-02-14 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:4696 浏览:15335
论文导读:遍。随着测量技术的不断发展,各种新型的测量技术蜂拥而至,其中实时动态测量技术逐渐成为主流趋势,开始应用于公路工程。3.2GPS公路测量(1)工作时段选择。由于线路上的地形复杂,需要选择良好的观察时段才能采集完整的数据,所以要根据天气预报选择一个良好的观察时段。同时,定位精度的高低与卫星的几何分布密切相关,观
摘要:GPS 测量技术是建立公路制约网的有效手段,在公路测量中,采用GPS 测量,不仅精度高,提供的成果可靠,而且方便快捷,经济实用,大大地降低了劳动作业强度,提高了工作效率。文章针对GPS测量技术的应用进行分析探讨。
关键词:GPS技术;工程;应用

1.当前常规公路测量的缺陷

公路线路一般是带状,路线长度不等,有的路线长长为100km~300km,有的已达到500km,其平面制约测量往往采用导线网形式; 对于重要构造物如大桥、特大桥、长大桥、长大隧道等,也有布设成三角网,线形锁等形式。在这样一个带状走廊内,实施测量,尤其是高等级制约点稀少的情况下,常规测量策略就有它明显的缺陷:
(1) 规范对符合导线长、闭合导线长及结点导线长度等有严格的规定,一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。导线符合或闭合长度最长不得超过10km,结点导线结点间距不能超过符合导线长度的0.7倍。这就要求测区要有足够的国家大地点,但实际上由于测区相当一部分国家大地点因各种理由遭到破坏,这样用常规测量策略根本无法满足上述要求,实际作业中质量也就无法保证。
(2) 一般来说,路线的制约点要求布设在距路线50m ~ 300m。但实际作业中,由于常规测量往往受地面通视条件的限制,这一条件难以满足,有些地区根本无法实施常规测量,如大范围密林、密灌地区。
(3) 由于受天气、人为因素等因素的影响,用常规测量往往免不了要返工,影响工期。
(4) 有些长大隧道、特大桥多位于地形复杂地带,进行常规制约测量,为满足通视和网形条件,往往要做很多砍伐工作,一方面破坏了环境,另一方面加大了工作量,增加了劳动强度。

2.GPS测量技术的特点

(1) 测站之间无需通视
(2) 定位精度高
(3) 观测时间短
(4) 提供三维坐标
(5) 操作简便
(6) 全天候作业

3.GPS测量在公路工程中的应用

3.1 GPS公路测量准备

使用GPS作公路测量时,应该收集相关资料,以便作好测量的前期准备。需要收集的GPS测量技术在工程中的应用由提供海量免费论文范文的www.7ctime.com,希望对您的论文写作有帮助.资料有工程招标文件、JTG C10-2007《公路勘测规范》、JTF10-2006《公路路基施工技术规范》、JTJ063-85《公路隧道勘测规程》、JTJ062-2002《公路桥位勘测设计规程》、JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》等。同时,做好测量计划,通过研究各种工程设计的方案,确定适合该段公路的GPS测量技术。在现阶段,中国公路的测量中,静态GPS测量最为普遍。随着测量技术的不断发展,各种新型的测量技术蜂拥而至,其中实时动态测量技术逐渐成为主流趋势,开始应用于公路工程。

3.2 GPS公路测量

(1)工作时段选择。由于线路上的地形复杂,需要选择良好的观察时段才能采集完整的数据,所以要根据天气预报选择一个良好的观察时段。同时,定位精度的高低与卫星的几何分布密切相关,观察人员可以用Planning软件查看卫星的分布情况,从而合理安排工作时段。
(2)工作区平面制约网的建立。通过放样资料,利用GPS静态测量确定工作区制约网,与国家点联测,点间距为5~8km。先将制约点的平面坐标求出来,并考虑投影变形的情况,由于公路跨越范围广、路线的地形复杂,所以变形各有不同。在3°投影带附近,由于长度变形较大,中线桩实地测量的长度与图中反算结果不同,满足不了放样的要求,所以要采取措施减少长度变形。
(3)高度的制约测量。工程实际使用的是正常高,而GPS测得的高程是大地高,必须将大地高程换算为正常高。然而,由于高程变化复杂,山区高程精度也不高。同时,要求新线定测为每4km 设置一个水准点,但部分地形满足不了GPS的观察条件,拟合的高程并不能保证其精度。所以水准仍使用水准仪作业模式。
(4)地方坐标转换参数的求取。对地方独立网格坐标、制约网中WGS84和高程的公共点进行合理的选择,然后求出转换参数,做好RTK 动态测量的准备。在选择参数时应注意:1)制约点均匀分布;2)选择3个以上的点来提高精度,求解转换参数时采用最小二乘法。
(5)选定基准站。在选定基准时,既要满足观察条件,同时又要设置在地势高的地方,这样有利于电台的发射。可以将基准站设置在WGS84坐标已知点和地方网格坐标上,也可以设置在未知点上。
(6)准备内业数据。通过一体化程序完成内外业的所有计算。输入线路的起点坐标、加直线的长度以及方位角,通过程序计算出待放样的坐标,每50m 一个点,同时地形的突变处增加一个点。导出放样点坐标,以DATA 文件保存,然后把文件导入外业的电脑上,以此来在外业工作。
(7)外业工作。在基准点上放置接收机,然后设置系统、无线电以及天线的输入。首先设置流动站接收机的系统,输入转换参数,然后对流动站进行初始化工作。由于一般的大地水准模型和坐标系统没有包括当地偏差,为了减少这些偏差,需要利用点校正的策略得到更加精准的当地网络坐标,并且要保证工作区域在校正点以内。

4.RTK 技术的应用

RTK 技术是GPS技术发展中的一个新的突破,其全称是实时动态定位技术。该技术的原理是将GPS接收机安置在高精度的制约点上,然后对全部可见卫星实施连续观测,把观测到的数据利用发射台实时传送给流动的观测站,最后采用相对定位的原理,通过电子手簿实时得到流动站的测量精度及三维坐标。RTK 技术在公路勘测设计中可用于公路中线测量、地形图的测绘等,然后把数据导入计算机,通过CAD进行计算和绘图。

4.1 绘制地形图

在用传统策略进行测图时,首先要选取制约点,接着是碎部测量,绘制出的地形图需是大比例尺。这种传统的策略工作量十分大,并且耗时长,速度慢,不利于工程测量的进行。RTK技术完美地克服了这些缺点,只要在线路上每一个碎部点上将机器停留1~2min,便能得到该点的坐标和高程。将所有数据导入计算机中,通过软件分析,即可绘制出图形,省时省力论文导读:).张延杰.GPS测绘技术在道路测量的发展前景及倡议.经营管理者,2012(18).王闻宇,彭树鸿,朱光珠.全球卫星定位系统在公路测量中的应用.西部资源,2012(6).上一页12
,可大大提高绘图的效率。

4.2 RTK 技术的公路中线测量

对于传统测量中的放线测量、中平测量、中桩测量等,RTK 技术不仅可以完成,还能够同时进行。其基本步骤如下:
(1)将GPS接收机架设于路线制约点上,作为基准站、流动站测设线路点位,然后开始打桩。
(2)以路线参数为依据,通过配套GPS电子手簿和路线计算程序计算出路线中桩的设计坐标。
(3)将需要测量的参考点号输入,便会实时显示设计桩位到当前桩位的距离,当两桩位重合时,记录下位置。如此地逐桩记录,便可以快速、高效地测得中桩及高程,并且结果独立,无累计误差。
5.结语
GPS测量技术在公路测量中的应用,极大地提高了作业效率,尤其是GPS-RTK 技术在线路工程测量中的应用,转变了传统的作业模式。因此,GPS测量技术尤其是RTK 技术在工程测量领域会有较好的应用前景。
参考文献:
[1]卢孝益.GPS在公路工程测量中的应用[J].公路,2011 (8).
[2]张延杰.GPS测绘技术在道路测量的发展前景及倡议 [J].经营管理者,2012(18).
[3]王闻宇,彭树鸿,朱光珠.全球卫星定位系统在公路测量中的应用[J].西部资源,2012(6).