探析gps在疏浚工程中應(yīng)用

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1、探析GPS在疏浚工程中應(yīng)用摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)現(xiàn)已成為全球廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、施工定位。它以全球性,全天侯,準(zhǔn)確,可靠和高效率等優(yōu)點(diǎn)被工程測(cè)量與施工定位所采用。在疏浚工程中更是得到了更加廣泛的應(yīng)用。文中筆者通過(guò)對(duì)GPS的特點(diǎn)、差分模式以及應(yīng)用的介紹,來(lái)讓大家更進(jìn)一步的了解GPS這項(xiàng)技術(shù)在疏浚工程中應(yīng)用的重要性。關(guān)鍵詞:GPS特點(diǎn);差分模式;應(yīng)用分類號(hào):P228.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):一、GPS的特點(diǎn)1、全球地面連續(xù)覆蓋由于GPS衛(wèi)星數(shù)目較多,且分布合理,所以地球上任何地點(diǎn),均可連續(xù)地同步接收到至少5顆衛(wèi)星,從而確保了全球、

2、全天候連續(xù)地三維定位。2、功能多、精度高GPS可為各類用戶連續(xù)地提供動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。3、實(shí)時(shí)定位利用全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航,可以實(shí)時(shí)地確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維位置和速度,由此即可保障運(yùn)動(dòng)載體沿預(yù)定航線運(yùn)行,也可實(shí)時(shí)地監(jiān)視和修正航行路線,以及選擇最佳的航線。4、應(yīng)用廣泛隨著GPS定位技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用的領(lǐng)域在不斷拓寬。導(dǎo)航方面不僅已廣泛應(yīng)用于海上、空中和陸地運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)航,而且,在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控與管理、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的報(bào)警與救援等方面也已獲得了成功地應(yīng)用;在測(cè)量工作方面,在大地測(cè)量,工程測(cè)量與地殼變形監(jiān)測(cè)、地籍測(cè)量,航空攝影測(cè)量和水情信息、海洋測(cè)

3、繪等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,已甚為普遍。在水利方面,GPS與GIS和RS也得到了廣泛的應(yīng)用,目前已應(yīng)用于防洪減災(zāi)、水災(zāi)旱情評(píng)估、水土流失監(jiān)測(cè)、水資源規(guī)劃、農(nóng)業(yè)節(jié)水等許多方面,而且出現(xiàn)了兩兩組合的聯(lián)合應(yīng)用。二、GPS差分模式目前在疏浚工程中,主要采用的差分模式有以下兩種:1、基準(zhǔn)站-移動(dòng)站差分系統(tǒng),是指采用兩臺(tái)GPS(RTK)接收機(jī),一臺(tái)是基準(zhǔn)站GPS,另一臺(tái)是用戶端GPS。并且知道一個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo),原理是在已知坐標(biāo)的固定點(diǎn)上架設(shè)一臺(tái)GPS接收機(jī)(稱基準(zhǔn)站),通過(guò)GPS的定位數(shù)據(jù)和已知坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)解算出差分?jǐn)?shù)據(jù)(HCM),再通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將誤差修正參數(shù)實(shí)時(shí)播發(fā)出去

4、,用戶端通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收后傳給GPS,GPS接收修正參數(shù)后和自己的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行修正解算,即可將定位精度提高到厘米級(jí)。2、信標(biāo)差分系統(tǒng),實(shí)際上就是差分系統(tǒng)。因?yàn)榭紤]到實(shí)時(shí)差分系統(tǒng)未來(lái)的需要,國(guó)家交通部海監(jiān)局在我國(guó)從南到北沿海岸線建立了20個(gè)信標(biāo)臺(tái)站(也就相當(dāng)于差分系統(tǒng)的基準(zhǔn)站),這些信標(biāo)站24小時(shí)發(fā)送RTCM差分校正信息,而且不收任何費(fèi)用,其傳輸?shù)木嚯x是:內(nèi)陸為300腫的覆蓋范,海上為500KM的覆蓋范圍。用戶端只需要一臺(tái)移動(dòng)站的GPS(信標(biāo)機(jī))就可以實(shí)現(xiàn)高精度的實(shí)時(shí)定位。三、GPS在疏浚中的應(yīng)用近幾年來(lái),GPS技術(shù)在疏浚工程中測(cè)量定位受到廣泛應(yīng)用,尤其

5、GPS能為疏浚工程施工作業(yè)提供全天候、準(zhǔn)確,可靠和高效率的平面定位,為疏浚GPS概念的應(yīng)用開辟了廣闊的經(jīng)濟(jì)效益。目前,疏浚施工船舶基本都安裝有GPS定位系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)進(jìn)行的幾次大的疏浚工程招標(biāo)活動(dòng)中,均嚴(yán)格要求采用GPS技術(shù)用于定位和測(cè)量,這主要是基于疏浚工程施工的特殊性。通過(guò)GPS如下應(yīng)用,我們可以更加深刻的了解GPS技術(shù)應(yīng)用。1、GPS控制網(wǎng)測(cè)量工程的控制網(wǎng)測(cè)量,采用常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量,要求點(diǎn)間通視,地形限制,費(fèi)工費(fèi)時(shí),且精度不均勻。采用GPS(RTK)進(jìn)行控制網(wǎng)測(cè)量,不受上述等條件限制,還能提高控制網(wǎng)測(cè)量的精度、速度,節(jié)省大量的人力物力,其次

6、GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度高,操作方便、簡(jiǎn)單、效率高。超長(zhǎng)距離作業(yè)技術(shù),理論上GPS參考站與移動(dòng)站之間的距離可達(dá)15_20km,考慮到受地形條件和電磁環(huán)境質(zhì)量的影響及工作方便等因素,實(shí)際工作中控制網(wǎng)的密度以5-7km為宜。根據(jù)需要,可以直接用WGS84坐標(biāo)建立控制網(wǎng)并在此坐標(biāo)系下進(jìn)行測(cè)量工作,有國(guó)家坐標(biāo)已知點(diǎn)的測(cè)區(qū),將GPS控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)部分國(guó)家網(wǎng)已知點(diǎn),將控制網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)2、GPS施工定位疏浚施工船舶,其疏浚過(guò)程中要求疏浚船舶準(zhǔn)確按照預(yù)先設(shè)置好開挖計(jì)劃線上航行施工作業(yè),才能有效減少超挖、漏挖現(xiàn)象。疏浚工程施工前先將疏浚區(qū)域按投入施工船舶技術(shù)參數(shù)進(jìn)行

7、統(tǒng)一規(guī)劃,分區(qū)、分條設(shè)置好開挖計(jì)劃線,疏浚船舶的航行施工作業(yè)過(guò)程中,GPS不斷地計(jì)算出疏浚船舶位置,并在電腦顯示器上以圖形和數(shù)據(jù)同時(shí)顯示出船舶實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的位置和坐標(biāo)數(shù)據(jù),船舶和預(yù)定計(jì)劃線的相對(duì)位置、方向、偏離航線的距離等有關(guān)信息,船舶作業(yè)人員根據(jù)顯示器上動(dòng)態(tài)位置、數(shù)據(jù)及時(shí)修正船舶確保施工船舶在預(yù)定航線上施工作業(yè),減少漏挖、淺點(diǎn)、淺埂或垅溝,避免反復(fù)重挖后造成局部超挖。我們通過(guò)廣西欽州港10噸級(jí)航道擴(kuò)建工程為例,筒單說(shuō)一下GPS在施工定位方面的優(yōu)越性。該航道疏浚長(zhǎng)度為30.68公里,寬度186m,如果采用以往常規(guī)的設(shè)立導(dǎo)標(biāo)、六分儀施工定位方法很難完成此施

8、工任務(wù),采用以往定位方法不但需要投入大量測(cè)量技術(shù)人員,定位精度不能滿足施工規(guī)范要求,工程施工進(jìn)度也難以得到保

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