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探究路桥施工工程测量中GPS的应用

来源:东饰资讯网
探究路桥施工工程测量中GPS的应用

目前全球定位系统发展的较快,而且取得较大进步,在很多领域都得到应用,尤其是路桥工程的测量,都有着十分广泛的应用。

一、全球定位系统的概念

全球定位系统是一项重要的技术,它是从上个世纪70年代开始应用,最先应用是在美国,用于军事部门的卫星导航系统,期初的规模并不大,上个世纪90年代正式建成。全球定位系统的功能十分强大,它能够实现全能性和实时性的定位,这中定位系统可以实现良好的抗干扰和保密功能。还能够实现三维导航和定位。所以全球定位系统在很多领域都有广泛的应用,例如:大地的测量方面、海洋的测量方面以及城市的测量方面都有广泛的应用。全球定位系统主要由三部分构成:

GPS空间卫星主要由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。这些卫星都是分布在6个轨道的平面内,轨道平面还有一定的倾角。倾角的高度并不高,在地球的任何角度、任何时间和地点都可以观测到至少6颗卫星,多的时候能达到9颗卫星。

GPS地面的监控站由几个部分组成,它是由一个主控站和5个监控站组成的。主监控站主要是通过各个监控站提供的数据和资料来进行计算,将这些轨道参数编制成导航电文,最终传送到注入站,最后将导航电文存入相应的卫星存储器中。

GPS用户设备也是由几个部分组成的,其中包括接收机、数据处理软件和终端设备等组成。接收机能够通过信号捕捉到一定的卫星高度,还可以跟踪卫星的运行情况,交换信号,还可以对数据进行放大和处理,还要利用计算机软件对一部分数据进行处理,计算出接收机中心的三维坐标。

二、GPS在路桥工程测量中的应用 1.平面点位关系换算

有些测量仪会受到某些条件的限制,例如全站测量仪,还会遇到很多人为因素而产生计算上的错误。全球定位系统在测量上采用的是坐标系统相互转换的方式,这样做的好处是可以直接确定点,这样找起来比较准确,在进行全球定位系

统测量的时候,并不是以国家的标准来参考的,而是运用地方的独立坐标系统,GPS测量是应该将转换参数计算出来,转换参数的时候要将两套直角坐标系统的参数转换,这种转换参数仅仅需要一次精确的计算,这次精确的计算能够为整个施工区域服务,由此可以看出,全球定位系统使用起来更加方便而且工作效率更高,它与全站仪比较起来更加节省时间,操作人员也不需要有很高的技术,这样就节省了很大一部分的成本还节省了人力资源。

2.导线测量

如果要用全站仪进行测量,这就需要确保通视的效果好,所以在施工的过程中,需要设置一些导线,这些导线设立在GPS的控制点之间,在进行测量和平差的时候需要用到这些导线,最后进行放样工作。全球定位系统在进行最初的测量时需要用到控制点,转换参数的时候用这些控制点与地方定位系统求解,这样的好处是减少了设立导线控制网这一环节,这种测量方法所得到的结果是相同的。但是如果出现这种情况,就是全球定位系统与全站仪的作业地点出现一致的情况,就要单独的设置站点和后视点坐标。但是在导线的测量过程中,全球定位系统能够减少很多流程,降低了设立导线网的难度和过程,这就大大降低了人力、物力和财力,节约了大量的成本。

3.桥位放样与断面测量

在进行路桥测量工作的过程中,对桥位的测量是十分关键的一步,尤其是使用全球定位系统进行测量时,对桥位桩的精确度的测量是很重要的,全球定位系统中的测量功能能够实现桥位桩的精度。全站仪的测量角度有一定的限制,因为它的俯仰角度是固定的,所以会受到很多的限制,这样就会使个别桥位工作变得困难,但是对于全站仪来说,全球定位系统十分便捷和方便,因为断面测量的内容也是十分重要的内容,在进行测量的过程中,需要对每一个桩点的横断面进行仔细的测量,测量时要严格按照标准进行,不能有半点差错,否则会影响整个路桥的质量,如果使用全站仪进行测量时,需要经常搬站点,之后再进行相应的测量。

4.高程控制测量

在进行测量的过程中,对桥位桩的测量十分关键,全球定位系统有几个优点:有些地方由于地形的限制不能进行人工测量,这时就可以采用全球定位系统来测量,尤其是针对高度差测量,是十分方便和准确的,这种方法能够在较少的时间内获得准确的数据,节约了大量的时间和人力、物力等,此外,全球定位系统还

能够对各个方位的地形进行测量,因为全球定位系统分布十分广泛,这样就有利于全方位的测量,还有一个优势是能够调整误差,根据地形的不同来调整误差,误差还是有一定标准的,一般规定的标准是8mm左右,这些数值都要在规定的范围内才可以,所以对于这些精准度的要求,全球定位系统是完全可以做到的。

三、全球定位系统在工程应用中的趋势 1.静态全球定位系统的应用趋势

目前的线路勘测技术也是在不断地发展,所以一些定位技术也在不断地发展,静态全球定位技术的应用范围逐步扩大,而且得到大力的推广,首级控制是最基本的,其次是一级与二级导线,对隧道的控制是起步阶段,特大桥梁的施工控制是发展阶段,随着静态定位系统的研究逐步深入,很多的设施和技术都在相应的完善起来,施工的操作过程也逐步变得规范和健全,由此看来静态定位技术在路桥的测量中能够更好地发挥其应有的作用,还包括在桥隧工程中。

2.动态全球定位系统的应用趋势

运用这种技术能够实现对平面的测量还可以对高程进行测量,但是这种测量技术有着一定的不足之处,就是需要花费大量的人力、物力和财力,但是如果使用辅助的航测,那么就可以弥补上述的不足之处,从以上观点来看,可以将此项技术与全站仪相结合,充分发挥两者的优势,这样就可以在很多的环境中得到应用,尤其是在大型的工程中可以使用,可以提高观测效率,还能提高测量质量,这些优势也是路测系统的未来发展趋势,这种技術一旦与全站仪相结合就会为工程设计提供更加准确的勘测数据,还能够满足施工测量和竣工测量的需求。从最近几年的测量结果来看,GPS技术也经常应用于水下地形的测量,这种应用大大提高了测量的精度,还可以提高工作效率,降低工作成本,节约了工作时间。

四、结语与展望

综上所述,全球定位系统有着很大的优势之处,CPS定位技术目前在很多国家和地区都在使用,它以其精度高、速度快、费用低、操作简便快捷等优势,在工程测量领域以及其它的领域中广泛应用,这就给工程测量工程带来了一个全新的工作流程。GPS技术的应用超越了很多条件的限制,例如测绘环境困难条件的限制,使通视条件差、控制点稀少的测区实施测量成为可能,向传统的工程测绘技术规定、规范要求提出了挑战。

参考文献:

[1〕许其凤.GPS卫星导航与精密定位[M〕.北京:解放军出版社,1994.

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