淺談工程測(cè)量中g(shù)ps技術(shù)的應(yīng)用

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1、淺談工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用［摘要］GPSRTK作為一種新型的測(cè)量技術(shù)，憑借其多方面的優(yōu)越性,必將在測(cè)量領(lǐng)域尤其是在工程測(cè)量方面受到廣泛的青睞與應(yīng)用。木文筆者根據(jù)多年從事測(cè)量工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)GPS技術(shù)在工程測(cè)量的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。［關(guān)鍵詞1GPS；RTK；測(cè)量；放樣；應(yīng)用屮圖分類(lèi)號(hào)：TD989文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-914X（2014）13-0273-011.GPS定位系統(tǒng)的組成、定位原理GPS（全球定位系統(tǒng)）為美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)由衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面部分）、GPS接收機(jī)（用戶設(shè)備部分

2、）組成。星座由24顆衛(wèi)星組成，其屮21顆GPS工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，大致均勻分布在6個(gè)近似圓的軌道面上；地面監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞，山5個(gè)監(jiān)測(cè)站、1個(gè)主控站、3個(gè)注入站組成。分布在美國(guó)本土和科羅拉多以及三大洋的美國(guó)軍事基地，它主要的功能是：完成對(duì)GFS衛(wèi)星信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，向每顆衛(wèi)星提供其編寫(xiě)并播發(fā)的導(dǎo)航電文，包括衛(wèi)星星歷（即一系列描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道參數(shù)的數(shù)據(jù)）、衛(wèi)星鐘差和人氣修正參數(shù)等；GPS接收機(jī)是能夠接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的接收設(shè)備，山主機(jī)、天線和電源組成。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)即GPS信號(hào)，是一種全球共享

3、的信息資源。各類(lèi)用戶，在任何地點(diǎn)、任何氣候、任何時(shí)刻均可用GPS接收機(jī)接收信號(hào)，進(jìn)行導(dǎo)航定位測(cè)量。GPS定位原理，類(lèi)似于傳統(tǒng)的后方交會(huì)。如果已知空間GPS.衛(wèi)星的瞬時(shí)位置，若僅確定測(cè)站點(diǎn)的三維則GPS接收機(jī)只要接收到3顆GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)，即測(cè)得衛(wèi)星到測(cè)站點(diǎn)的幾何距離，就可根據(jù)后方交會(huì)原理，確定出測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。山于造價(jià)的原因，GPS接受機(jī)中的時(shí)鐘精度有限，與GPS時(shí)間相比有較大的偏差，因而需要將這一時(shí)間作為待定參數(shù)，與待定空間參數(shù)一并求解，故最少需要觀測(cè)4顆GPS衛(wèi)星。由于各種偏差的存在，GPS接收機(jī)根據(jù)接收信號(hào)所確定的量不

4、是上述的幾何距離，而是帶有一定偏差的偽幾何距離，即偽距。由于偽茨是通過(guò)測(cè)碼或測(cè)相而確定的，因此，作為GPS的基本觀測(cè)值，一般是指測(cè)碼偽距和測(cè)相偽距（載波相位）。1.GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用2.1建立工程控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)是工程建設(shè)、管理和維護(hù)的基礎(chǔ)。其網(wǎng)型和精度要求與工程項(xiàng)目的性質(zhì)、規(guī)模密切相關(guān)。一般地，工程控制網(wǎng)覆蓋面積小、點(diǎn)位密度大、精度要求高。用常規(guī)的方法，多采用邊角網(wǎng)。采用GPS定位的方法建立工程控制網(wǎng)，具有點(diǎn)位選擇限制少、作業(yè)時(shí)間短、成果精度高、工程費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)?？蓱?yīng)用于建立工程首級(jí)控制網(wǎng)，變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)，工礦施工控制網(wǎng)

5、，工程勘探、施工控制網(wǎng)，隧道等地下工程控制網(wǎng)等。應(yīng)用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，通常釆用載波相位靜態(tài)差分技術(shù)，以保證達(dá)到毫米級(jí)精度。應(yīng)用GPS技術(shù)建立道路勘探、施工控制網(wǎng)和隧道工程控制網(wǎng)等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。道路勘探、施工控制網(wǎng)，具有橫向很窄、縱向很長(zhǎng)的特點(diǎn)。采用傳統(tǒng)的三角鎖、導(dǎo)線方案，多數(shù)需要分段實(shí)施,以避免誤差積累過(guò)大。采用GPS技術(shù)，由于點(diǎn)與點(diǎn)之間不需要通視，可以敷設(shè)很長(zhǎng)的GPS點(diǎn)構(gòu)成的三角鎖，以保持長(zhǎng)距離線路坐標(biāo)控制的一致性。2.2變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)主耍是監(jiān)測(cè)像大橋、水庫(kù)人壩、高層大樓等建筑物、構(gòu)筑物的地基沉降、位移以及整體的傾斜等狀況

6、。監(jiān)測(cè)T作的特點(diǎn)是被監(jiān)測(cè)體的幾何尺寸巨大，監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測(cè)技術(shù)要求高。常規(guī)的監(jiān)測(cè)技術(shù)是應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，監(jiān)測(cè)地基的沉降；應(yīng)用三角測(cè)量（或角度交會(huì)）的方法,監(jiān)測(cè)地基的位移和整體的傾斜。GPS技術(shù)在該領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。2.3帶RTK的碎部測(cè)量與放樣RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)，即載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。RTK系統(tǒng)由兩部分組成：基準(zhǔn)站（坐標(biāo)U知）和移動(dòng)站（用戶接收機(jī)）。其基本原理是：將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給用戶，用戶根據(jù)基準(zhǔn)站的差分信息進(jìn)行求差解算用戶位置處標(biāo)。RTK技術(shù)可

7、應(yīng)用于測(cè)繪地形圖、地籍圖，測(cè)繪房地產(chǎn)的界址點(diǎn)，平面位置的施丁放樣等。采用RTK技術(shù)測(cè)圖時(shí)僅需一人進(jìn)行。將GPS接收機(jī)放在待定的特征點(diǎn)上1、2s,同時(shí)輸入該特征點(diǎn)的編碼即可。把一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的地形、地物特征點(diǎn)測(cè)定后傳入計(jì)算機(jī)，由專(zhuān)業(yè)成圖軟件、在人工適當(dāng)?shù)母深A(yù)下，形成所要的成果圖。采用RTK技術(shù)進(jìn)行放樣，標(biāo)定界標(biāo)點(diǎn)，是坐標(biāo)的直接標(biāo)定,不象常規(guī)放樣那樣，需要后視方向、用解析法標(biāo)定，因而簡(jiǎn)捷易行。2.4區(qū)域差分網(wǎng)下的碎部測(cè)量與放樣區(qū)域性GPS差分系統(tǒng)下的碎部測(cè)量與放樣，是基于區(qū)域GPS差分網(wǎng)進(jìn)行的。區(qū)域差分與RTK單基點(diǎn)載波相位差分的原理相似

8、，不同的是區(qū)域差分的基準(zhǔn)站往往多于1個(gè)，多基準(zhǔn)站組成基準(zhǔn)網(wǎng)，基準(zhǔn)網(wǎng)提供各個(gè)基準(zhǔn)站的差分信息，用戶接收機(jī)根據(jù)自己的位置確定各基準(zhǔn)站差分信息的權(quán)，按非等權(quán)平差后形成自己的差分改正數(shù)，實(shí)現(xiàn)差分定位。1.GPS測(cè)量應(yīng)注意的問(wèn)題工程的實(shí)施充分體