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工程测绘中GPS测量技术的应用

时间:2022-11-29 09:22:56

摘要:在现代科技的发展过程中,新型科学技术成为测绘工程发展的主要驱动力。而GPS测量技术是工程测绘中的主要应用技术。本文以工程测绘中GPS技术应用原理为入手点,结合工程测绘中GPS测量技术运用流程,对实际工程测绘中GPS测量技术的应用进行了简单的分析。并利用数据处理软件对GPS测量精度进行了探究,以便为GPS测量技术应用优势的充分发挥提供依据。

关键词: 工程测绘

工程测绘中GPS测量技术的应用

1前言

在现代测绘工程发展过程中,其对工程测绘效率及精度有了更加严格的要求。某工业园是该城市规划建设的主要项目之一,也是该城市基础建设的核心区域。依据当地实际情况,本文将整个区域分为了两个模块。其中在该测量区域内东半区地质较平缓,其周边建筑较少,对GPS作业视空影响不大;而西半区为山地,具有大量的山谷分布,地势较崎岖。本文对该区域工程测绘中GPS测量技术的应用进行了简单的分析.

2工程测绘中GPS测量技术运用原理

在工程测绘技术发展过程中,GPS测量技术由以往的静态测量逐渐发展到RTK测量,而厘米级实时RPK技术的应用,为工程勘测中三维坐标的获得提供了有效的依据。现阶段GPS测量技术主要是在载波相位观测的基础上,利用两台或多台接收设备进行信号接收。在整体GPS测量过程中,已知坐标位置的为基准站,其他信号接收设备为移动站点。利用两台或多台移动接收设备,可对5颗以上卫星进行跟踪处理,并利用电台得到已知观测值坐标数据,随后发送到移动接收设备[1]。在整个过程中,移动接收设备可以依据自身原有的观测数据,利用组成差分观测值的方法,得到对应观测点的三维坐标。

3工程测绘中GPS应用流程

3.1内业准备

在实施GPS外业测量时,首先需要搜集测量区域的小比例尺地形图,在条件允许的情况下,也可以进行野外踩踏勘测。然后依据工程测量特点,可进行工程项目测量名称的设定。同时如果已知基站坐标参数发生变化,则需要人工输入;其次如果现阶段没有明确的坐标转换参数,则需要依据以往测量区域已知控制节点信息,将控制点均匀合理的设置在测量区域周边,并控制已知测量点在测量限度内,最大限度降低测量点两端口外推情况。具体控制点位置及区域选择可以GPS测量作业要求为准;最后在测量点放样环节,内业工作人员应对每个测量点坐标进行仔细观测、记录,以便保证野外检测工作的顺利进行。

3.2GPS测量

在GPS测量作业中,主要依据选定控制点进行基准站点设置,同时启动接收设备,输入天线高程、点号、WGS-84已知坐标及接收卫星信号数量。在上述参数设置完毕后,相关外业工作人员应测量电台发射指示灯、基准点配置、流动站选择电台频率、基准点电台频率、等是否符合规定。在确认无误后,可进行测量作业,一般来说,流动站点测量作业需要首先连续测量一到两个已知控制点,并对其测量精度进行评定;然后开展实时动态数据处理工作;最后依据测量采集的实际测量坐标信息,通过手簿数据传输系统,直接传输到计算机处理终端。

4工程测绘中GPS测量技术应用实例

4.1基础模块设定

工程测绘中GPS测量技术应用主要包括卫星接收系统、数据传输系统、软件结算系统三个模块。首先卫星信号接收系统在实时动态定位测量系统中,主要采用6台GPS信号接收设备,其中1台已知坐标设备为基准站,如地势较高、电台良好覆盖且视空无遮挡的区域,而另外4台设备为流动站[2]。需要注意的是,为了避免数据链在传输期间中断,在基准站点选择时,应避免选择大型建筑物、街区、广场、无线发射电台等拥挤且具有干扰源的区域。在基准站为4个用户服务时,需要进行双频GPS接收设备配置,并设定双频GPS接收设备采样率与流动站点采样率相同。其次,数据传输系统主要由基准站数据发射装置、流动站数据接收装置组合而成,其主要利用高频数据传输设备抗干扰性能,结合功率附加放大设备,保证数据传输信号强度;最后,软件解算系统主要基于实时动态定位测量,其对于保障实时动态测量结果精确度具有重要作用。在具体测量作业中,根据工程测绘精度要求的差异,可选择快速静态定位差分、动态差分定位、实时动态差分、静态差分等多种GPS测量方式。

4.2参数确定

由于该工程外部地址环境较复杂,采用以往测量方法并不能保证测绘精度,因此在该工程测绘中主要采用航空摄像测量措施,在获得该区域1/5000地形图后,利用GPS测量技术进行像控点联测。为了保证转化参数精度,首先需要在测量区域内以GPS静态的方式进行GPS高等级控制点的均匀布设,一般需要设定6个高等级的GPS控制点;随后通过多点匹配比较分析,得出不同控制点在地方坐标系下的坐标,及WGS-84坐标。通过同一点两种坐标较差计算,可得出转化参数。需要注意的是,在较差计算时,为了保证测量转化参数实际应用效率,可选择多个测量点进行多次观测计算;最后优先选择残差较少且准确率高的参数作为最终使用数值[3]。

4.3精度分析

在GPS测量测绘结束之后,为了保证测量精度符合要求,可选择三个已知坐标站点数据进行比较评估。依据以往GPS测量要求,GPS测量平面精度并不受外界因素的影响,而高程精度与外界因素具有较为紧密的联系。因此在像控点测量环节,可对已知站点高程进行多次测量,最终得出测量区域高程最大差值为-0.245m。工程测量规范中要求基本高程控制误差应在±h/20m之间,而1/5000地形图等高距为5.0m,则高程中误差为±0.250m。依据上述数据,若选择*2高程作为极限误差,则高程误差标准限度为±0.50m,而该测量区域高程最大值-0.245m小于0.50m,则与规定相符。

5工程测绘中GPS应用优化

5.1工程测绘

GPS测量运用风险在GPS测量技术应用过程中,可通过差分GPS测量技术自行调整信息实现高精度实施动态定位,具有快捷、高效、便捷的特点。但是在GPS测量技术应用过程中,由于工程测绘中工程网络覆盖范围的约束,再加上工程测量工期较紧张,要求效率较高,若在测量范围内仅可以设定少数测量站点,且CORS系统无法正常运行时,则GPS测量精度就无法保证。

5.2GPS测量精度优化设计

为了实现GPS测量单点定位厘米级精度,在定位过程需要在保证卫星轨道进度为厘米级的前提下,同步开展相位、伪距观测作业。依据上述要求,本文采用导航定位软件BERNESE5.0软件及IGS精密精力,对不同采样间隔星历对GPS测量精度的影响进行了简单的分析。其中导航定位软件BERNESE主要是通过数据格式转换、钟差修正、预处理、参数评估等方式,对输出对流程、接收设备钟差结果进行适当调整;而IGS精密星历则是依据GPS定轨技术,采用同样的采样率、精度指标,对最终解算精密单位进行定位分析。在实际应用中,需要首先利用BERNESE软件对精密单点进行定位核算,若假定已知站点精确坐标为真实数值,则两单点定位结构差则会出现中位误差。为了了解数据处理结果统计性质及误差偶然性规避因素,将整体观测数据划分为24个时间段,并分别采用不同的精密星历进行单点定位评估。其次,依据不同精密星历GPS测量单相定位点位差值,可得出超快星历、最终星历精度±0.05m以内[4]。且由于该区域电离层在13:00-18:00活动较距离,其在这一时间段不同精密星历单点定位点位误差较大。最后,为了更加清晰的了解不同精密星历对GPS单点定位精度的影响,可分布对不同精密星历定位数值坐标分量进行计算,并对其进行求差分析,可得出坐标分量比较差值在±0.18m限度内。而这一差异对工程测绘并没有较为突出的影响,因此,在实际GPS测量作业中,可利用BERNESE软件进行单点定位分析。

6结束语

综上所述,依据GPS测量作业应用数据,可得出GPS测量作业不仅可以实时提供点位坐标、高程数据,而且可以实时测量点位精度,可以有效提高工程测绘工程效率。但是无线电发射电台的影响、多路径效应等风险的存在,加大了GPS测量误差。因此在具体作业过程中,工程测绘人员应依据工程地质环境特点,进行合理转换参数的选择,并结合不同星历数值定位分量核算,对工程观测精度进行综合评估,控制GPS测量精度在标准限度内。

参考文献:

[1]曾庆铨.工程测绘中GPS测量技术的运用[J].科技与企业,2015(14):141.

[2]陈大勇,郭玉峰,景维程.GPS技术在工程测绘中的应用分析[J].黑龙江科学,2014(6):125.

[3]邵海亮.GPS测量技术特点分析及其在工程测绘中的应用[J].江西建材,2016(15):223.

[4]陈浩光.工程测量中GPS、RTK与网络RTK技术的有效运用分析[J].中国高新技术企业,2016(35):56~57.算工作的依据。

作者:张中言 单位:南京勘察工程有限公司