GPS在公路控制测量中的应用
GPS在控制测量中的应用
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相 对 于 常 规 测 量来 说 , S测 量 主 要有 以下 特 点 : GP
131 测 量 精 度 高。 S观 测 的精 度 明显 高于 一 般 常 规 测量 , .. GP 在 且具 有 良好 的抗 干扰 性 和 保 密 性 。因 此 , 为较 早 采 用 G S 技 术 的 作 P 小于 5 k 的基 线 上 ,其相 对定 位精 度 可达 1 O 0m ×1 一,在 大 于 1 0 00 领 域 , 测 量 中 它最 初 主 要 用 于 高精 度 大地 测 量 和 控 制测 量 建 立。 在 现 k 的基 线 上 可 达 1X1 ~。 m 0 在 它 除 了继 续 在 这 些领 域 发 挥 着 重 要作 用 外 ,还 在 测 量 领 域 的其 它 132 测 站 间无 需 通 视 。 S测 量 不 需要 测 站 间相 互通 视 , .- GP 可根 方 面得 到充 分 的应 用 , 用 于 各 种 类 型 的施 工 放 样 、 图、 如 测 变形 观 测 、 据 实 际 需 要确 定 点 位 , 使得 选 点 工 作 更加 灵活 方便 。 航 空摄 影 测 量 、 测 和 地 理信 息 系统 中地 理 数 据 的 采 集等 , 其是 在 海 尤 133 观 测 时 间 短 。 随着 GP .. S测 量 技 术 的 不 断 完 善 , 件 的 不 软 各 种 类 型 的测 量 控 制 网 的建 立这 一 方面 , S 定 位 技 术 已基 本 上 取 断更 新 , 进行 G S测 量 时 , 态相 对 定 位 每 站仅 需 2 n左 右 , GP 在 P 静 0 mi 代 了 常规 测 量 手 段 成 为 了 主要 的技 术 手 段 。 文 主要 介 绍 GP 本 S在 控 动 态 相 对 定位 仅 需 几秒 钟 。 制 测 量 中 的应 用 , 提 出几 点 体 会 。 并 134 仪 器 操作 简便 。 目前 G S接 收 机 自动 化 程 度 越 来 越 高 , ,. P 1 GPS简 介 操作 智 能化 , 测人 员 只 需 对 中 、 平 、 取 天 线 高 及 开机 后 设 定 参 观 整 量 11 . GP S构 成 数 , 收机 即可 进 行 自动 观 测和 记 录 。 接 GP S主要 由空间 卫星 星座 、 面监 控 站及 用户 设备 三 部 分构成 : 地 135 全 天 候作 业 。 GP .. S卫 星数 目多 , 分 布 均 匀 , 保 证 在 任 且 可 111 .. GP 空 间卫 星 星 座 由 2 S 1颗 工 作 卫 星和 3颗 在 轨 备 用 卫 何 时 间、 何 地 点 连 续 进 行 观 测 , 任 一般 不 受天 气 状 况 的 影 响。 星 组 成 。2 4颗 卫 星 均 匀 分布 在 6个轨 道 平 面 内 , 道 平 面 的 倾 角 为 轨 136 提 供 三 维 坐标 。 GP .. S测 量 可 同 时精 确 测定 测 站 点 的三 维 5 。 , 地 球 运 行 卫 星 的运 行 周 期 约 为 1 恒 星 时 , 颗 GP 工 作 5 绕 2 每 S 坐标 , 高程 精 度 已可 满 足 四 等水 准 测 量 的 要 求。 其 卫 星 都 用 L波 段 的 两 个 无 线 电 载 波 向广 大 用 户连 续 不 断 地 发 送 导 2 应 用 实 例 航 定 位 信号 , 航 定位 信 号 中含 有 卫 星 的位 置信 息 , 卫 星 成 为 一 个 导 使 2 1 工程 概 况 . 动 态 的 已知 点。 每颗 卫 星 每 天 约 有 5 h在地 平 线 以上 , 同时 位 于 地 平 本 文 涉 及 的 工 程 是 由 某 集 团 公 司 投 资 建 造 的一 个 钢 铁 基 地 项 线 以上 的 卫 星至 少 为 4颗 , 多可 达 1 最 。 1颗 目。 项 目位 于 新 疆 自治 区 阿 克 苏地 区拜 城 县 重化 工 工 业 园 区 内 , 该 用 112 GP .. S地 面 监控 站 主 要 由分 布 在 全 球 的 一 个 主 控 站 、 三 个 地范 围南北宽约 1 . 7~2 1公 里 , 西 长 约 23~39公 里 , 占地 面 东 . . 总 注 入 站 和 五 个监 测 站 组 成 。 控 站根 据 各 监 测 站 对 GPS卫 星 的 观 测 主 积 为 61 .3平 方公 里 。 了该 工 程 的 设计 和 施 工 , 为 需建 立 首 级 控制 网。 数 据 , 算各 卫 星 的轨 道 参 数 、 差 参 数 等 , 将 这 些数 据 编 制 成 导 计 钟 并 鉴于 该 区 域 基 本没 有测 量 控 制 点 ,且范 围较 大 ,平 面 控制 拟 分 级 布 航 电文 , 送 到 注入 站 , 由 注入 站 将 主 控 站 发来 的 导航 电文 注 入 到 传 再 设 , 级控 制 拟 布 设 三 等 G S网 , 期加 密布 设 施 工控 制 网 , 满 足 首 P 前 以 相 应 卫 星 的 存储 器 中。 前 期 场 平 施 工 的 需 要。 113 G S用 户 设 备 由 G S 接 收 机 、 据 处 理 软 件 及 其 终 端 设 .. P P 数 22 GP . S测 量 的 技 术 设计 备 ( 计 算 机 ) 组 成 。GP 如 等 S接 收机 可捕 获 到 按 一 定卫 星高 度 截 止 角
GPS技术在控制测量中的应用
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2 G P S R T K技 术测 量 的特 点
G P S R T K技术测量特点如下 :
4 实时动态 ( R T K) 定 位技 术简 介
实时动态 ( R T K) 系统 由基准站和流动站组成 , 工作原理 是首先选取 首级 已知 G P S 控制 点作 为基准点 , 然后用一台接收机安置在上面作为参 考站 , 流动站上 的接收机一边接 收卫星信 号, 一边接受观测数据, 计算机 根据相对定位 的原理计算显示流动站的平面坐标和高程 。但中山市很 多 测绘公司 的实时动态 ( R T Y O定位 技术 , 并不需要真 正基准站 , 而是用 广 东省 C O R S网虚拟一个基准站 , 然后用 一台接收机作为移动站 进行 G P S R T K技术测 量, 这样成本低 , 效果和 自己建立一个基准站 的原理一样 。 实时动态 ( R T K ) 定位有快速静态定位和 动态 定位两种测量模式。所 谓G P S静态定位指 的是: 在进行 G P S定位时 , 认 为在整个观 测过程 中 , 接收机 天线的位置相对 于地球保持不变 ; 而在数据处理 时 , 则将接 收机 天线 的位置作为一个不随时间变化 的量 。 其具体观 测模式 为多台接收机 在不 同的测站上进行静 止同步观测,时间从几分钟到长年不 问断不等 。 接收机测 定在观测 期间到卫星的伪距和载波相位等观测值 , 并记录在相 应 的存储器 中。 观测 结束后 , 将观测值下载到计算机 中进行处理 。 数据 处 理过程一般 包括 基线处理、 网平差、 坐标转换和高程转换 , 最 终求出高精 度 的网点坐标。 G P S动 态 定 位 是 利 用 G P S信 号 , 测 定 相 对 于 地 球 运 动 的 用 户 天 线 的 状态参数 。 G P S动态 定位基本 原理是 以 G P S卫星和用户接收机天线之间 的距离为观测量 , 并利用 已知卫星瞬 时坐标 来确 定接收机天线对应点 的
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本文结合实际工作 ,主要介绍 了 GPS在公路控制测量 中应用 的具体方法 。 2 GPS在公 路控 制测量 中的应用
由于 我 单 位 承 担 了 道 路 设 计 过 程 中 的 带 状 图 测 量 ,任 务 重 , 工期紧 ,若采用常 规测量 方法 ,难 以满足 甲方要 求。为 了加快 工
ⅣO3,Ⅳo4,ⅣO6,Ⅳ03 l 3 0 O —O.3 1.3 6.485 4 O.2l
ⅣO3,Ⅳo4.ⅣO5,Ⅳ03 一O.5 O.1 O.3 0.6 4.36l 5 O.13
同 步
ⅣO3
.
V219,1V04,1V03
1.2 一1.3 一1.1 2.1 12.810l
△
环 Ⅳ17,Ⅳ 19,V2l1,IV17 l5.7 —31.6 一l4.7 38.2 14.758 1 2.59
程 进 度 ,在 项 目开 展 过 程 中 ,将 GPS应 用 到 公 路 控 制 测 量 中 来 。 图 1为本 项 目中采 用 GPS进 行 控 制 测 量 的联 测 图 。
徐 振 峰
摘 要 :结 合 GPS定位 的 基 本 原理 ,主 要 阐 述 了 GPS在 公 路 控 制 测 量 中 的应 用 ,并对 应该 静 态 GPS进 行 观 察 的数 据 精 度
进 行 了分析 ,同时 还 对 GPS在 公 路 控 制测 量 应 用 中值 得 注 意 的地 方 进 行 ’7总 结 和 9j-纳 ,以期 指 导 实践 。
O.16
最高 的定位方法 。相对 定位 是用两 台接 收机分别 安置在 基线 的 两 个 端 点 ,其 位置 静 止 不 动 ,同 步 观 测 相 同 的 4颗 以 上 的 GPS卫 星 ,确 定 基 线 两 端 点 在 地 心 地 固 坐标 系 中的 相 对 位 置 。它 采 用 载
GPS静态控制测量技术在道路工程中的应用
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GPS静态控制测量技术在道路工程中的应用GPS技术在国内很多工程项目中都有着非常广泛地应用,并且也都取得了不错的成效,在道路工程的测量作业中,GPS技术的应用更是在很大程度上提高了测量结果的精确性,本文将针对GPS技术的基本特点、实际应用等方面进行详细的阐述,希望以下内容可以对相关人员提供一些参考。
标签:GPS静态控制测量技术;道路工程;应用众所周知,道路工程与人们的日常出行有着非常紧密的联系,其质量问题将会直接影响着人们通行过程中的安全稳定性,因此很多施工企业为了能够更好地为广大人民群众提高更加优质的交通服务,特此引进了GPS技术用来有效地提高测量工序中的精确性和高效性,相较于传统的测量技术而言,GPS技术具有其自身特有的优势,因此得到了很多技术人员的青睐。
一、基本特点(一)优势与道路工程中其他的测量技术相比,GPS技术具有以下几点优势:第一,高效性,由于GPS技术主要是通过卫星信号所提供的信息数据来进行测量作业,因此其操作工序相对来说比较简单,效率高,使用GPS技术可以在很大程度上提高测量效率,缩短工期;第二,抗干扰性,传统的测量作业对测量环境的要求比较高,不同测量站点之间需要避免出现遮挡视线的障碍物,否则将会严重影响测量结果的精确度,但是在很多情况下,公路工程项目施工现场的地形变化较大,因此使用传统的测量技术已经远远不能满足测量需求,而使用GPS技术则可以有效地解决地形因素对测量结果带来的负面影响,在测量过程中对不同测量站点之间的障碍物所处位置并无明确规定,由此可见GPS技术具有较强的抗干扰性[1];第三,精确性,根据相关统计数据表明,利用GPS技术可以将测量结果精确到5mm+1ppm,尤其是在一些测量范围较广的情况下,其精确度的优势更加凸显。
(二)劣势GPS技术虽然有很多技术上的优势,但是其劣势也是显而易见的,该技术对电离层非常敏感,当工作人员使用GPS技术进行测量作业时,电离层会对其精确度造成一定程度上的负面影响,究其根本原因主要是因为GPS技术的工作历时通过卫星信号来进行数据信息的传递,但是数据信息以电磁波为载体进行传递的过程中不可避免会穿过大气层,受到大气层中电离层所造成的干扰,从而使得所传递的数据信息会在一定程度上产生偏差,影响最终的测量结果,虽然在很多技术研究者不断地改进和完善下,GPS技术在传递信息数据过程中所受到电离层的干扰性已经显著降低,但是依旧存在,而传统的测量方式则不会受到电离层的影响,由此可见GPS技术还有待改善[2]。
GPS技术在公路控制测量中的应用
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工程技术硒忑/—.,’N ew Tec h nol og i a n d Product豳囡团圆涩团es*■■L4■氓五置圃‘山■■陆■G PS技术在公路控制测量中的应用张可(六安市土地勘测站,安徽六安237000)擒薹:G PS技术越来越被广泛应用于各种控制测量之中,本文对G P S布网技术的设计、布网选点原则进行了浅要阐述,并分析了G P S在平面控制网测量中的应用。
关键t司:G PS技术;公路;控制测量;布网G P S即全球定位系统,目前已被广泛应用于国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
G PS在道路工程中的应用.目前主要是用于建立各种道路T程控制网及测定航测外控点等。
随着高等级公路的迅速发展.由于线路长,已知点少,因此.用常规测量手段不仅布网困难,而且难以满足高精度的要求。
而G Ps技术除具有对测站选择有更大的灵活性夏.适应不利气候条件’全天候、连续作业等优点,i丕具有提供数据更多、精度更高的数据信息一地面点的空间i维坐标及其方差,并可通过坐标交换将其转换到工程所需要的空间或平面直角坐标系中。
建立G PS公路路线控制网的工作内容按其性质分为外业和内业。
下面就外业工作进行分析并对内业处理做简要阐述。
j l外业工作.1.1G Ps网的技术设计其主要内容包括精度指标的确定、网的图形设计和网的基准设计。
在布设G PS网时,由于技术设计提供了布设G PS网的技术准则,在布设G P s网时所遇到的所有技术问题,都需要从技术设计中寻找答案.可见技术设计是非常重要的。
因此.在进行每一项G PS工程时,都必须首先进行技术设计。
G PS网的精度要求,主要取决于公路等级对控制网的要求。
G P S网的精度指标,通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的,其具体形式为:嗍删式中盯:网中相邻点问的距离中误差(111111);a:固定误差(眦n蜘:比例误差∞pI n埘:相邻两点间的距离《l【m)。
当G PS网布网方式和观测作业方式确定后,G P S网的网形就确定了.根据已确定的G Ps 网的网形,可以得到G PS网的设计矩阵.从而可以得到G Ps网的协冈数阵,在cPs网的设计阶段可以采用作为衡量G P S网精度的指标。
GPS技术在公路控制测量中的应用研究
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G P S 的出 现 和发展 为公路 测量展示了良好的应 用前景 , 为提 高公路工程勘测质量, 加速勘测工作进程 、 提高观测精度起到积极作 用。 目 前, G P S
测 量技 术 在 公 路 控 制测 量 中 的应 用 主要 是 用于建 立 公 路 工 程 测 量控 制 网。本 文 主 要 介 绍 了 公路 测 量 长度 变形 问题 的处 理 以及GP s 如 何 布设 控
了GPS在公路 控制 测 量 中 的应 用, 在 这 部 分
弥 补了传 统 测 量 方 法的 缺 陷, 具 有其 它 方法
无法 比 拟 的 优 势。 ( 1 ) 观 测 站 之 间无需 通 视 。 ( 2 ) 定位 精 度高 。 ( 3 ) 观 测 时 间短 , 效率高。 ( 4 ) 提 供 三维 坐标 。
制 网。
关键词 : GP S 公路控 制测量 长度 变形 控制网 高程拟合
中图分类号 : U 4 1 2
文献 标识码 : A
文章编 号: ] 6 7 2 — 3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 0 8 ( c ) - 0 0 3 1 — 0 2
为适 应 公路工 程 的 要求 , 需 要 建 立一 定
公 路作 为重 要 的现 代 交通 基 础 设 施 , 具 长 度 从 数 十 公里 到 数千 公里 不等 , 此 类 工程
有“ 快 速、 舒适、 安全、 高效、 低耗 ” 的特 点 ,
它对促 进沿 线区域经济的健康 、 快 速 发 展
的 勘 测 、设 计 、 施 工一 般 要 分 段 进 行, 而 作
新 要 求的测 量 手 段 。 而G P S 的出现 和 发展 为
位技术。 由于 GPS测 量有传 统 测量 不 可 取代
GPS测量与常规测量在公路测绘中优缺点对比
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GPS测量与常规测量在公路测绘中优缺点对比gps测量的特点相对于经典测量学来说,gps测量主要有以下特点:--测站之间无需通视。
测站间相互通视一直是测量学的难题。
gps这一特点,使得选点更加灵活方便。
但测站上空必须开阔,以使接收gps卫星信号不受干扰。
--定位精度高。
一般双频gps接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+5ppm,gps测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,gps测量优越性愈加突出。
大量实验证明,在小于50公里的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100~500公里的基线上可达10-6~10-7。
--观测时间短。
在小于20公里的短基线上,快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。
--提供三维坐标。
gps测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。
--操作简便。
gps测量的自动化程度很高。
在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。
--全天候作业。
gps观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。
gps测量在公路测量中的应用公路路线一般处在一条带状走廊内。
其平面控制测量往往采用导线形式,这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。
对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等,也有布设成三角网、线形锁等形式。
--常规测量方法的缺陷:1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定,一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。
这样,导线附合或闭合长度最长不得超过10公里,结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。
这种要求一般在实际作业中难以达到,往往出现超规范作业。
2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测、军测、城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量。
GPS系统在公路工程控制测量中的应用
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4 ・ 6
总第 27期 1
于 37 0k 满足设计要求 。 0 N,
3 2 工 程 实例 二 .
黑龙江交通科技
4 分析 与讨 论
第 3期
该市金城花园住宅楼为 1 4层地 框架剪 力墙 结构 , 层数 为1 , 4层 基础设计 中50 m 0 m和 o 0m 的预应力混 凝土 N0 m 管桩 , 桩长 3 桩数共 2 7根 , 中 2 8根桩 的单桩设计承 4m, 6 其 3 载力 为 1 5 N,9根桩 的单桩设计 承载力为 130k 0k 2 8 5 N。全 部采用静压法施工 , 施工时间为 2 1 9月 , 0 1年 桩端 持力层设 置在第 8层一硬塑粘 土层 , 场地土层分布如表 3 所示 。
3 G S系统在公路工程测量的实例分析 P 公路测量 中 主要应 用 的 是 G S的静态 与 动态 测量 功 P
测量 的精度高 , 利亚 G S完 成观测 其精 度明显高 于 玛 P 常规计算 , 在小于 5 m的基准线 上 , 0k 其定 位 的精度可 以高 达 1 0 这样 的精度 是普 通测量 方法 所不 能达到 的 ; 1 ~, X 同 时可以不需要通视环 境 即可完成 测 量 , 在利 用 C S进行 测 P 量的时候 , 不需要观测 站之 间保 持通视 , 以根 据实 际的测 可 点需要进行定点测量 , 选点方式更加的灵活 , 适应性强 ; 观测 效率高, 随着 G S技术在电子技术 的帮助下 日趋 完善 , 观 P 其 测的速度也不断提高 , 加之软件 技术 的帮助 , 用 G S进 行 利 P 测量的时候 , 静态环境 下定位每 个测点需 要的时 间很短 , 动 态环境下仅需要几秒钟就 可完成定 位 , 率之高 有 目共 睹; 效 设备相对简单容 易操 控 , 电子芯片 的发 展使 得 G S接 收设 P 备的 自动化程度越来越 高 , 现了智 能化 , 实 使用 人员 只需 对 正、 调整 、 获得天线高度开 机后设定参 数就 可完 成 自动观测 与数据记 录; 可以实现 全天候作 业 , 以往的观测 需要受 天气 的影响 , G S 而 P 卫星数 量 多且分 布均 匀可 以保证 其在任 何 时间、 地点都 实现持续观测 , 通常不会受 到气候 因素 的影 响 ; 所提供的数据为 三维虚 坐标 , G S测量 中除 了精 度高 以 在 P 外, 其优势是可以同三维坐标 , 其井底则可 以满四等水平 。 2 G S技术 的在公路工程 中应用的基本要点 P
GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用研究
![GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/11bb11cb690203d8ce2f0066f5335a8102d266cf.png)
GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用研究摘要:CPS-RTK技术是一种基于载波相位的动态定位方法,通过对多个观测点的三维空间坐标进行实时定位,其精度一般可达厘米量级。
本文对GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用进行了探讨。
关键词:GPS-RTK技术;公路工程;测量应用引言GPS-RTK技术在我国具有很好的发展前景,其在实际中的应用范围也在不断拓展,在众多的工程中都得到了很好的应用。
GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用,将为工程施工提供坚实的数据参考。
同时,随着我国北斗导航系统技术的不断突破,RTK技术也在持续升级,其定位精度要更高。
因为公路工程测量工作的开展,必须要加强GPS-RTK技术的应用。
1公路控制测量在建设项目施工过程中,控制测量是一种最基础的测量手段,它主要是通过对施工现场进行平面定位、高程的测定,从而建立起施工现场控制网。
在公路建设中,除了对高精度的点有一定的要求之外,其他的点均可采用GPS-RTK技术进行动态测量。
在进行动态测量的时候,可以在数据的精度满足需求的时候,立刻停止观察,从而可以减少多余的观察,提高观察的效率。
传统的单点静态、准静态和伪动态测量均不具备这一特性,导致施工过程中出现“返工”、“重测”等问题,严重制约了施工进度。
首先,利用GPS-RTK技术进行平面网测量,并初步构建平面控制网,再选择B级控制点作为复测点,利用外业观测法对这些点位进行复查,最后对平面控制网进行优化。
在此基础上,对测得的数据进行基线解析和网平差的计算,确保测量精度达到要求。
在采用GPS-RTK技术的时候,由于不需要使用全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器,所以不需要考虑各点位之间的通视问题,也不需要在所测线路上放置多台设备,可以方便地进行测设工作。
但是,在进行控制测量之前,在初步测设完成平面控制网之后,在进行外业数据处理之前,应该及时地对卫星数量和位置、卫星信号质量以及卫星高度截止角等卫星信息进行检查,以确定数据的准确性。
浅析公路工程控制测量中GPS的应用
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G P S卫星 定 位系 统 在进 行 测量 时 不会 受 到 地形 条 件 以及 距离 因素等 的影 响 ,并且 还 可 以有 效避 免人 为
1 . 2 . 2 定位 的精 度 高
一
般 来 说 ,双 频全 球 定位 系 统 的测量 精度 和 红外
但 如 果是进 行 长距 离 测量 , 全 球 定 条件 对 测量 结果 带来 的 影 响,主 要 是通 过 自动 数据 处 仪 的测量 精 度相 当, 理、 电子 技 术 以及 计算 机控 制 等 技术 来完 成 测量 工 作 。 位 系 统较 红 外 仪会 有更 大 的优 势 。人 们通 过 多个 实验 随着距 离 的不 断 增长 , 全 球 定位 系统 的 测量 精度 在 公路 工程 控 制测 量 中运 用 全球 定位 系 统 可 以使测 量 证 明 , 数据 的传输 以及处 理 更加 精 密 ,有 效 改变传 统 的公路 并不 会发 生太大 的变 化 。
测试 站 之 间 的相 互 通视 向来 都是 测量 学 面 临的一 大难 题 ,而 全 球定 位系 统 进行 测 量 时并不 需 要测 试站 之 间相 互通 视 ,这 样就 使 测试 站 的选 点更 加 方便 与灵
主控 站 的主 要 任 务就 是按 照各 个 监控 站 卫 星 的监测 数 活 。但 是 , 在 选 点 时必 须要 保持 测 试站 上 空 的开 阔 , 这 据 来 计算 卫 星 的卫 星钟 改 正参 数 以及 卫 星 星 历 等 , 同 样 可 以有 效 避 免 全球 定 位 系 统 的卫 星 信 号 受 到 干扰 , 时还 要将 这 些 数据 经 由注 入站 注 入卫 星 中 ; 另外 , 还 要 影 响测 量数 据 的精准 度 。 对 卫星 进行 实时监 控 ,并 向卫星 发 布各 种 指令 以及 对
浅谈GPS技术在公路工程控制测量中的应用
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浅谈GPS技术在公路工程控制测量中的应用摘要:GPS全球定位系统是由美国研制发明的一种卫星导航与定位系统,并且于1994年已经投入使用。
GPS的应用技术已经在国民经济的各个领域得到普遍的应用。
以下是对GPS测量与常规测量的优缺点进行比较和对GPS系统在实际测量工作中的应用而做出相关叙述与介绍。
关键词:GPS测绘公路工程技术应用GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。
作为新一代的卫星导航和定位系统的GPS(全球卫星定位系统),其除了有实时性和全天候以及连续性还有全球性的非常精密的三维导航的能力和定位的能力之外,其还有着非常良好的抗干性和保密性。
正是由于GPS测量方法有着高度自动化和其所达到的精度以及其还具有巨大的潜力,使其在最短的时间内就渗透到科学技术和经济建设的许多相关领域,并且其渗透范围十分广泛。
比如地震网监测、大地测量和无线电导航以及大陆板块飘移监测还有大坝变形监测等。
GPS的用户部分由GPS接收机和数据处理软件以及如计算机和气象仪器等相应的用户设备而组成的,它主要起着接收GPS卫星发出的信号并且利用所接受的信号来进行导航定位工作等的作用。
近些年来,随着社会的经济和科学技术的不断发展,GPS接收机性能和数据处理技术也随之得到逐步的完善,并且GPS 的应用领域也随之不断的拓宽,而GPS系统在公路工程测量中的应用也有了很快的发展,并且其应用范围更加广泛,比如GPS系统在测量领域,不但是应用于大地测量,而且在地形测量和航空摄影测量以及工程测量等各个方面也得到了很广泛的应用。
1 GPS测量与常规测量在公路测绘中的优缺点比较1.1 GPS测量优点GPS测量与经典测量学相比较而言,GPS的定位技术具有操作简便、观测点之间无需通视、提供三维坐标和观测时间短以及全天候作业还有定位精度高等主要特点。
(1)操作简便。
GPS测量的自动化程度很高,这就使其在操作方面变得十分简便。
如在利用GPS测量方法来进行观测时只需要安装仪器和开关仪器并且量取仪器高还有监视仪器的工作状态即可,而其它的如捕获卫星和跟踪观测等工作就不需要人工来进行操作了,而是全部由仪器自身依靠其自动化的功能来自动完成。
GPS技术在公路工程线路控制测量中的应用
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浅谈GPS技术在公路工程线路控制测量中的应用摘要:目前,全球定位系统(gps)技术由于具有速度快、精度高、经济效率明显等特点,从而在道路工程测量控制中得到广泛地使用及推广。
文章主要结合工程实例,针对gps技术在公路工程测线路测量控制中的应用进行了探讨与研究,以供大家参考。
关键词:公路工程;rtk技术;线路控制测量;应用中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:gps技术已经被广泛使用于线路控制测量,它具有无与伦比的专业知识,在传统的测量技术中具有的优势有速度快、精度高、不要求点间的通视等。
但是,gps技术在应用时,必须充分考虑目标的道路蜿蜒曲折的超薄工程结构的特点,高等级公路往往是几百公里长,甚至数千公里,测量和控制其既定的点该行之后,必须通过全方位测量,控制点必须是可靠的,并且需要更高的点与点之间的相对精度。
公路干线gps控制网测量方案基本上包括两个方面:第一,所有的控制点的所有路由使用全球定位系统(gps)技术测量沿纵向设施每500~1000m奠定了gps点,纵向沿规定的路线上的gps点(包括一对点,控制点和定向点),每隔5~10km的路由控制点,在此基础上,对光电测距导线加密。
1 工程概况某市政公路,全长8.520公里。
对k52+516~k54+190段1.674公里采取乳化沥青冷再生大修方案,路面结构为10cm乳化沥青冷再生基层+粘层+4cmac-16中粒式沥青混凝土面层;对k54+700~k60+600段5.42公里旧路病害处理后,重铺4cmac-16中粒式沥青混凝土面层。
在这过程中需要该路段进行工程测量,以保障线路的控制。
2 rtk技术的原理及应用2.1 rtk原理载波相位观测值rtk定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它可以实时测点在指定坐标系中的三维定位,并达到厘米级的精度。
rtk作业模式下,并提出意见和测站坐标信息发送到流动站通过数据链路基站。
流动站,不仅可以通过数据链路从基站接收到数据,还可以收集gps数据和差分观测系统的实时处理,给出厘米级定位,历时不超过1秒。
GPS在公路桥梁施工控制测量中应用
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GPS在公路桥梁施工控制测量中的应用摘要:随着我国经济的高速发展,科技也在不断进步,特别是基础设施的建设是最能直接反映出我国民用科学技术水平高低的表现。
在我国,目前的很多在建桥梁项目愈发的复杂化,其施工技术和施工工艺也越来越先进,同时由于其施工的环境具有很多的不可确定性和复杂多变性,使得很多传统的测量手段无法满足于当今的桥梁建设需要。
随着gps测量技术在桥梁测量中的不断使用和改进,目前已经成为相对来说比较成熟且效率极高的技术手段。
本文将对gps在桥梁方面的测量方法进行概述关键词:gps、施工控制、测量、桥梁0.前言在进行墩台定位及架设梁部结构的时候,需要使用极为精密的手段来进行,因为,很多大中型的桥梁通常是架设在宽阔的河道上的,那么桥墩的建设就必须在河中进行,这就带了一系列的问题,那就是墩台较高、基础较深、墩间跨距大、梁部结构复杂。
因此,就需要我们在施工前布设好平面控制网和高程控制网。
下面我们将详细的介绍整个的控制测量要点。
1、gps 桥梁控制网布设gps控制网的技术设计需要根据用户提交的任务书或测量合同所规定的测量任务以及控制网的实际与桥位区的地形条件以及桥梁本身的特点,来进行图上初步设计,同时设计还必需符合国家测绘局颁发的《全球定位系统(gps)测量规范》及建设部颁发的《全球定位系统城市测量技术规程》。
在实际的桥梁施工现场,由于需要控制的内容及障碍物较多,且对布控点的使用频繁等特点的存在,一般采用gps-rtk技术,通过将基准站架设在距离桥梁测区较近的位置,移动站对已布设的控制点逐个进行测量,直接记录点位坐标,进行桥区控制网的布设,并通过gps的实时测量得出各控制点的坐标2、网形设计在进行gps网形设计时,重点是确保其可靠性。
gps在作业时,存在很多不确定的环境影响因素,这些环境影响因素在很大程度上影响我们的检测结果。
这些外在的非主观因素,若是因为主观上的不负责任进行检测审核,就会严重的影响到其的可靠性。
浅谈GPS在公路控制测量中的应用
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3科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008NO .07SC I ENCE &TECH NO LOG Y I NFOR M A TI O N 学术论坛等教育系统观,以指导我们的高等教育实践。
高等教育系统作为一种社会机制,要正常运转,必然和其他社会系统发生着关联,也就是说,实际中的高等教育系统从来就不是孤立存在的,它无时无刻不在和其他的社会系统发生着这样那样的联系,进行着物质、能量和信息的交换。
这就要求我们在处理高等教育系统的事务时,不仅要尊重高等教育系统自身的规律,还要了解、尊重和它相关的社会系统的运作规则。
高等教育系统在每一个层次上的运转,都离不开具体的工作人员。
这一点不仅所有这些工作人员要认识到,高等教育系统的研究者更要认识到。
我们可以对高等教育系统自身规律的认识存在偏差,也可以对和高等教育系统相关社会系统的运作规则不完全遵守,但绝对不能不掌握隐藏在高等教育系统内外的工作人员身后的行为机制和心理机制,因为,这是高等教育系统能否正常运转的关键。
3.3新的高等教育系统研究的框架体系所谓新的高等教育系统研究的框架体系,就是在W SR 方法论指导下形成的一整套新的研究高等教育系统的思路。
高等教育系统的研究必须明确研究的目的、研究的对象、研究的具体内容及所使用的知识方法。
按照W S R 方法论来分析,研究目的的确定从物理层面分析它是认识高等教育系统的发展规律及趋势;从事理层面分析它是了解高等教育系统与政府和市场的关系;从人理层面分析它是掌握高等教育系统内部的利益机制。
研究对象从物理层面看它是指高等教育的历史及现状;从事理层面看它是指公共部门、市场;从人理层面看它是指学术权力与行政权力。
研究内容从物理层面看它是指教育人口及教育水平;从事理层面看它是指高等学校办学机制、组织及领导机制等;从人理层面看它是指教师、教育管理者的行为及心理。
使用的知识及方法从物理层面看主要涉及人口学、统计学和发展经济学;从事理层面看主要涉及组织学、管理学、经济学和控制论;从人理层面看涉及组织行为学、心理学和人力资源管理。
GPS测绘技术在道路工程测量中的应用
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GPS测绘技术在道路工程测量中的应用发布时间:2022-08-23T08:02:57.895Z 来源:《新型城镇化》2022年17期作者:李熙栋[导读] 随着测绘技术的飞速发展,一些先进的GPS测绘技术在市政道路工程测量中发挥了至关重要的作用。
身份证号:37092119871012xxxx摘要:随着测绘技术的飞速发展,一些先进的GPS测绘技术在市政道路工程测量中发挥了至关重要的作用。
与传统测绘技术相比,GPS 测绘技术的应用在测绘工作的效率、精度和方便性方面得到了全面提高。
因此,它受到了工程项目测量企业的高度重视。
GPS技术是近年来随着科学技术的发展而兴起的一种高科技定位导航技术。
它在使用过程中具有较高的定位精度和机械自动化程度,已广泛应用于道路工程测量中。
关键词:GPS测绘技术;道路工程测量;应用1GPS测量技术工作原理全世界定位系统的定位技术借助通讯卫星的工业设备接收来源于每一个用户的通信信号命令,精准测算物件之间的精准间距,对其精准部位开展定位。
测量精密度可以达到mm级。
伴随着地图卫星技术的普及,GPS定位技术在路桥区建筑施工测量里的适用范围获得了测量者的普遍认同,可以有效地测量效率和精密度,节省测量成本和工程质量。
GPS定位系统软件由24卫星构成,分布在地球上周边不同的工作中轨道上,产生通信信号彻底覆盖的空间互联网技术,能够实现通讯数据信号的高效接收。
与此同时在地面上设定专用型控制和监控摄像机,进行通讯数据信号的接收。
电子计算机解决接收过的通讯信息并将其发给客户以提供定位和导航条服务项目。
2GPS技术在道路工程测量工作中的应用策略分析2.1应用GPS技术进行放样测量在放样工作中,需要在山脚的广域内设置相应的GPS参考站。
其中,基准站的建设必须满足测量标准。
有必要将参考站设置在相对较宽和较高的地形区域,并且无线天线上方的区域不能被遮挡。
打开电子设备笔记本,将手机蓝牙连接到参考站和移动站,并设置相应的无线电台,直到移动站中的所有信号指示灯(如手机蓝牙无线电台)闪烁蓝色。
GPS技术在公路工程控制测量中的应用思路探讨
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GPS技术在公路工程控制测量中的应用思路探讨摘要:本文基于笔者多年从事工程测量的相关工作经验,以GPS在公路工程控制测量中的应用为研究对象,论文首先分析了公路工程控制测量现状,进而探讨了GPS控制测量的实施步骤,在此基础上,笔者结合具体的工程案例探讨了GPS公路工程控制测量方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对同行能有所裨益。
关键词:GPS 公路控制测量精度1 公路工程控制测量现状探讨在公路工程中首先引入GPS的是公路控制测量。
公路控制测量是路线勘测设计的基础,随着高等级道路的兴建,对路线勘测提出了更高的要求,由于线路长且己知点少,因此,用常规手段不仅布网困难而且难以满足高精度的要求,而GPS高精度的特点正好可以满足这一要求。
从上个世纪90年代中期,许多公路工程部门开始了GPS 定位技术在公路控制测量中的应用和研究。
如应用GPS进行了控制测量的技术并在新疆乌奎高等级公路、江苏徐连高速公路、江苏宁通公路、云南元磨公路进行了有益的实践。
广东长大公路工程有限公司开展了GPS水准测量在高程控制测量中的应用研究。
目前国内己逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网,如在沪宁高速公路,青银高速公路,广惠高速公路等公路控制测量中得到广泛应用。
此外,在隧道外控制、特大桥梁的施工,也需要高精度控制测量。
GPS技术也同样应用于特大桥梁和隧道贯通的控制测量中,由于无需通视,可构成较强的图形结构特别是对常规测量中无检核的支点的量测提供了方便。
在江阴长江大桥的建设过程中就应用了GPS技术对常规精密边角网进行检测。
首先用常规测量建立了高精度的边角网,然后利用GPS技术对该网进行检测,GPS检测网达到了毫米级精度,与常规测量的结果符合较好,取得了较好的效果。
长梁山隧道贯通的洞外控制测量采用了GPS定位技术进行施测。
杭州湾大桥项目也采用了GPS定位技术。
在公路控制测量中通常采用静态相对定位技术,也就是至少有两台GPS接收机同时观测,经处理后可以精确获得两点的三维坐标差,根据其中一点的坐标可推算出另一点的坐标。
GPS在公路工程控制测量中应用
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GPS在公路工程控制测量中的应用摘要:gps(globalpositioningsystem)全球定位系统是美国研制并在1994年.投入使用的卫星导航与定位系统。
其应用技术已遍及国民经济的各个领域。
在测量领域,gps系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。
本文以某市的省公路路网项目为例,概略叙述gps系统在公路工程控制测量中的应用。
关键词:gps定位系统公路工程控制测量应用中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:一、概述gps全球定位系统(globalpositioningsystem)在公路工程测量中的应用,在最近的两年得到了迅速推广,这主要依赖于gps系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。
我们先了解一下gps系统的组成,工作原理以及在测量领域的应用特点。
1、gps系统的组成gps全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当然还应有卫星接收设备。
(1) 空间卫星群gps的空间卫星群由24颗高约20万公里的gps卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为60~,轨道和地球赤道的倾角为55~,卫星的轨道运行周期为11小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗gps卫星发送出的信号。
(2) gps的地面控制系统gps的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站,主控站的作用是根据各监控站对gps的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时还对卫星进行控制,向卫星发布指令,调度备用卫星等。
监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星工作状态。
注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。
(3) gps的用户部分由gps接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收gps卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。
GPS技术概述及其在公路工程中的应用
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GPS技术概述及其在公路工程中的应用这几年随着社会科技的快速发展,在我国的很多行业中都是用到了GPS测量技术,特别是在最近几年快速发展的公路建设中,在此使用GPS测量技术可以有效的提高测量数据的准确性,解决了很多传统测量中无法解决的一些问题,所以在公路工程中使用GPS测量技术是这关重要的,基于此本文针对此技术在公里工程中的应用做以简单的探讨,供相关人员参考。
1引言GPS测量技术是一种基于GPS技术的工程测量方法。
工程测量涵盖项目建设的设计阶段,施工阶段和管理阶段,在工程项目建设中占据着很重要的地位。
此外,它对测量方法有很高的要求,必须具有高精度。
2GPS技术概述2.1系统构成GPS系统中工作的卫星有二十一颗,备用卫星有三颗,这些卫星都很有规律运行在六个轨道之中,高度平均在20200千米范围内,平面和轨道之间产生的夹角在55度。
其中卫星可以不间断的给使用者发送定位的相关信号,根据他所产生的数据可以看出,卫星是一个能够移动的点,在世界上任何的地方,任何的时间,只要观察的高度角大于15度就能够很清楚的看见六颗卫星。
2.2工作原理通常情况下,在地面中都会有卫星监控站,卫星监控站的组成主要包括一个主站,五个监测站,三个注入站,五个检测站会随时的把监控到的数据发送给主站,然后主站在把这些数据经过科学的分析处理。
在分析处理完成之后再把这些数据传输在储存器中进行储存。
相关的GPS设备主要有处理设备,检测设备以及接收设备。
接受设备在快速的接收到信号之后再把信号放大传入到计算机中,快速的找到GPS接收器所在的位置。
2.3技术特点GPS技术有着很多的特点,下面对他几个主要的特点做以简单的介绍;(1)不受限,不管在什么地方,什么时间都能够全面的检测到,其主要的原因是由于在近地面中设置的卫星能够覆盖到地球中所有的地方,通常情况下,在任何一条公路上,在任何的地方都能够在同一时间观察到四颗侦察卫星,所以在进行定位的过程中不会受到位置和时间的限定。
GPS技术在公路控制测量中的应用浅析
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参考文献
【 商品混凝土结构裂缝产生原因及预防措施 . J I 科技咨询. 建筑科学. 2006一 . 4 2 1 ] 陈志源. 土木工程材料. 武汉理工大学出版 社. 【 赵志络. 高层建筑施工. 中国建筑工业出版 J 3
社.
4 混凝土裂缝处理及常见补救措施
在混凝土工程施工中, 麻面、蜂窝、孔 洞、露筋、裂缝等是经常发生的工程质量问 题, 如不及时补修, 就会加速钢筋混凝土结构 中的钢筋锈蚀或给其他有害介质的侵蚀破坏 造成条件, 因而影响钢筋混凝土结构的耐久 性, 降低结构的承载能力, 甚至可能出现工程 倒塌等重大事故。裂缝的出现不但会影响结 ? 构的整体性和刚度, 还会引起钢筋的锈蚀、加 速混凝土的碳化、降低混凝十的耐久性和抗
GP 技术比常规地面测量技术, S 除具有对 侧站选择有更大的灵活性 , 更适应不利气候条 件, 全天候、连续作业等优点, 还具有提供数 据更多、精度更高的数据信息一地面点的空 间三维坐标及其方差, 井可通过坐标交换将其 转换到工程所需要的空间或平面直角坐标系 中。因此, GPS 技术在工程测量、精密定位 中得到广泛地应用。近几年在公路控制测量 中逐渐采用GPS控制网。建立GPS 公路路线 控制网的工作内容按其性质分为外业和内 业。外业工作主要包括选点、建立标志, 野 外观测作业及成果质量检核等; 内业工作主要 包括GPS控制网的技术设计, 测后数据处理以 及技术总结川。
有以下一些方法: 表面修补法, 灌浆、嵌逢封 堵法, 结构加固法, 混凝上置换法, 电化学防护 法以及仿生自愈合法。如化学灌桨能控制凝 结时间, 有较高粘结强度和一定的弹性恢复 力, 结构整体性效果好, 适用于各种情况下的 裂缝修补及堵漏、 防渗处理。 灌浆材料应根据 裂缝性质、 裂缝宽度和于燥情况选用。 常用的 灌浆材料有环氧树脂浆液(能修补缝宽0.Zmm
GPS RTK在道路控制测量中的应用
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所 以, 利用 G P S R T K功 能, 我们 可 以实现 :
在不同方 向的两条路线上各测两点, 求解其交点 的 由实测或者设计的两点所定义的直线及圆心坐标
标并立 即放样到实地上。
由起点里程与方 位角所定义 的直线, 按里程立即算
出百米桩的坐标并放样到实地。 由实地三点确定一个 圆的半径与圆心坐标, 并立即
可 以提高成果 的完工效率 。 G P S R T K 道路 前期 设计 踏查 测量
一
、
在公路选线过程中, 我们往往要按照勘测设计规范, 放样到实地。 本着“ 尽量减少 占用农 田、 少拆迁房屋并尽量利用 旧路 路 基” 这样一个原则, 为 了准确设计好道路 中线使其符
测量 。对大型建筑物, 如特大桥 、 隧道 、 互通式立交 等 的弦线拨角法要快速得多。另外, 如果需要在各直线段 进行 控制, 宜 用 静 态 测 量 。而 一 般 公 路 工 程 的控 制 测 和 曲线段间加桩, 只需输入加桩点的桩号就行了, 剩下工 量, 则可采用 R T K动 态测 量 。 这 种 方 法 在测 量 过 程 中 作 由 G P S 来完成。
定。 如果连续 l O m i n内三维坐标分量 的最大变动不会 程 。
由已知 圆的两个端点及 圆心或半径, 将其 N等分并 施测人员可 以根据具体 的实 际需要 , 决定 是否要继续 放样 到实 地 。
超过 5 m・ D , 且 最后 5 m i n内 的 互 差 小 于 2 m・ D时, 测 量 ,可 知 R T K在 技 术 上 可 以杜 绝 成 果 返 工 的情 况 ,
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GPS在公路控制测量中的应用摘要随着社会发展与进步,大量交通基础建设的投入以及工程项日技术难度的增加,对测量工作也提出了新的要求。
GPS(全球卫星定位系统)是随着现代科学的发展而兴起的先进导航、定位技术。
由于GPS测量有传统测量不可取代的优点,GPS测量在工程测量中的地位日益重要,相关的技术知识也发展很快。
GPS技术,RS(遥感)技术,GIS(地理信息系统)技术等数字测绘技术正广泛地应用于工程测量中,并发挥主导作用,为提高公路工程勘测质量、加速勘测工作进程、提高观测精度起到积极作用。
本文结合GPS定位的基本原理,主要阐述了GPS在公路控制测量中的应用,并对应该静态GPS进行观察的数据精度进行了分析,同时还对GPS在公路控制测量应用中值得注意的地方进行了总结和归纳,以期指导实践。
关键词:1、GPS;2、控制测量;3、高程拟合目录目录 (3)一、绪言 (4)(一)研究背景及意义 (4)(二)GPS在公路控制测量的应用现状 (4)二、GPS工作原理及理论 (6)(一)GPS系统的组成 (6)(二)GPS系统的工作原理 (7)三、GPS定位的主要误差 (9)(一)与卫星有关的误差 (9)(二)接收机误差 (10)(三)传播路径误差 (11)四、GPS技术在公路控制测量中的应用 (13)(一)GPS网的技术设计 (13)(二)GPS网的布网选点原则 (13)(三)静态定位的数据采集 (14)(四)应用实例 (15)五、结论 (18)致谢 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 . (19)一、绪言(一)研究背景及意义随着新时期我国公路建设事业的飞速发展,特别是高等级公路的建设,对公路测设、施工放样等基础测量工作提出了更高质量,更高效率的要求,而科学的新成果和测绘科学本身的发展为满足这些要求提供了新的方法和手段。
其中GPS 技术就是具有代表性的技术手段之一。
自从1978年2月22日第一颗GPS 试验卫星进入轨道以来,34 年间GPS 已经显示出了它巨大的社会和军事作用以及社会效益、经济效益。
近年来GPS 技术在各领域工作者的共同努力下更是取得了重大发展。
尤其是美国于2000 年 5 月1 日起停止实施SA 政策,又于2003 年开始执行GPS 现代化计划,GPS 测轨精度有了大幅度的提高;同时,GPS 接收机的性能也在不断完善,特别是GPS RTK 技术,广域差分GPS技术的逐渐成熟,使得GPS 技术以更强大,更多样的技术手段应用到工程测量的各个领域。
公路作为重要的现代交通基础设施,具有“快速、舒适、安全、高效、低耗”的特点,它对促进沿线区域经济的健康、快速发展起着重要的带动作用,它不仅是交通现代化的重要标志,也是一个国家现代化的重要标志。
随着科学技术的发展,道路工程建设的等级也不断提高,这对测量工作提出了更高的要求,传统的测量方法难以适应道路工程优质、快速、准确的要求,需要探讨适应新要求的测量手段。
而GPS的出现和发展为公路测量展示了良好的应用前景,GPS是随着现代科学的发展而兴起的先进导航、定位技术。
由于GPS测量有传统测量不可取代的优点,GPS测量在工程测量中的地位日益重要,相关的技术知识也发展很快。
(二)GPS在公路控制测量的应用现状我国自80年代末石油部、总参测绘局、国家测绘局等陆续进口了GPS接收机并展开了各方面的研究工作。
进入90年代后,随着卫星的增多,GPS接收机的价格下降等原因,我国的一些公路勘测设计单位购置了GPS接收机,例如交通部第一勘测设计院、江苏省交通规划设计院等购置了GPS接收机并应用于实际工作中。
下面主要介绍GPS在公路控制测量的应用现状在公路工程中首先引入GPS的是公路控制测量。
公路控制测量是路线勘测设计的基础,随着高等级道路的兴建,对路线勘测提出了更高的要求,由于线路长且己知点少,因此,用常规手段不仅布网困难而且难以满足高精度的要求,而GPS高精度的特点正好可以满足这一要求。
上个世纪90年代中期,许多公路工程部门开始了GPS定位技术在公路控制测量中的应用和研究。
如长安大学研究了应用GPS进行了控制测量的技术并在新疆乌奎高等级公路、江苏徐连高速公路、江苏宁通公路、云南元磨公路进行了有益的实践(雏应1997,许娅娅1999)。
广东长大公路工程有限公司开展了GPS水准测量在高程控制测量中的应用研究(闰申,2000)。
目前国内己逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网,如在沪宁高速公路(鲍兴国,1997),青银高速公路(梁建昌2003),广惠高速公路(丁进文,2000)等公路控制测量中得到广泛应用。
此外,在隧道外控制、特大桥梁的施工,也需要高精度控制测量。
GPS技术也同样应用于特大桥梁和隧道贯通的控制测量中,由于无需通视,可构成较强的图形结构特别是对常规测量中无检核的支点的量测提供了方便。
在江阴长江大桥的建设过程中就应用了GPS技术对常规精密边角网进行检测。
首先用常规测量建立了高精度的边角网,然后利用GPS技术对该网进行检测,GPS检测网达到了毫米级精度,与常规测量的结果符合较好,取得了较好的效果。
长梁山隧道贯通的洞外控制测量采用了GPS定位技术进行施测。
杭州湾大桥项目也采用了GPS定位技术(赵晖,2003)。
在公路控制测量中通常采用静态相对定位技术,也就是至少有两台GPS接收机同时观测,经处理后可以精确获得两点的三维坐标差,根据其中一点的坐标可推算出另一点的坐标。
由于静态相对定位精度高,因此广泛应用于大地测量、形变监测等高精度测量领域。
同样静态相对定位技术将在相当广泛的范围内逐步地取代以往的常规测量方法广泛应用于公路控制测量中,如用于建立路线精密控制网、桥隧精密控制网等。
随着应用理论研究的深入以及作业规范的建立和完善,静态相对定位技术将会更好的为公路工程中的控制测量服务。
二、GPS工作原理及理论(一)GPS系统的组成GPS系统由三部分组成,分别是:空间卫星部分、地面监控部分以及用户接收设备部分,三部分有各自的功能和作用,但又构成一个整体。
1、空间卫星星座空间卫星部分由24颗卫星够成,包括21颗工作卫星和3颗备用卫星,均匀的分布于6个轨道平面内,轨道平均高度为20200Km,各轨道面的升交点赤经相差60°,轨道面相对地球赤道面的倾角为55°,卫星的运行周期为11小时58分,分布在同一轨道上的各卫星升交角距为90°。
GPS 卫星的这一空间配置可以确保地球上的任何点在任何时刻都至少可以同步观测到 4 颗卫星,以达到精密导航与定位的需求。
GPS 卫星的主要功能有:①接收和存储由地面监控站发来的导航信号,接收并执行监控站的控制指令。
②卫星上设有微处理机,可进行必要的数据处理。
③通过星载的高精度原子钟产生基准信号,提供精确的时间标准。
④向用户连续不断的发送导航定位信号。
⑤接收地面主控站通过注入站送给卫星的调度指令。
2、地面监控部分GPS系统的监控系统由5 个地面站组成,包括主控站、地面天线站和监测站。
主控站协调、管理地面监控系统的工作,设在美国科罗拉多斯普林斯的联合空间执行中心,有4项主要任务①根据收集的数据,计算每颗卫星的星历、时钟改正、状态数据和信号的电离层延迟改正等参数,并按一定格式编制成导航电文,传送给注入站。
②监测整个地面监控系统能否正常工作,检验注入给卫星的导航电文是否正确,监测卫星是否将导航电文发送给用户等。
③对GPS 卫星轨道进行改变和修正,使之按设计轨道运行。
④进行卫星调度,让备用卫星去取代失效的卫星。
地面天线站共有 3 个,分别设在南大西洋的阿森松岛和南太平洋的卡瓦加兰以及印度洋的迪戈加西亚。
天线站设备主要包括一个直径 3.6m 的天线、一台计算机以及一台C 波段发射机。
地面天线站的主要任务是在主控站的控制下,将由主控站推算和编制的卫星钟差、卫星星历、导航电文以及其他控制指令注入到卫星的存储系统,同时监测注入信息的正确性。
3、用户设备部分用户设备包括有GPS 接收机、数据处理软件以及微处理机和终端设备。
GPS 接收机的硬件部分包括接收机主机、天线和电源,它主要是用来接收卫星信号,以获取导航电文和定位信息,经简单的数据处理来实现实时定位与导航。
软件主要是指各种随机数据处理软件、后处理软件、具有差分定位功能或RTK 功能的实时数据处理软件。
这些软件通常由厂家提供,主要用来对观测数据加工,以便获取精度比较高的定位结果,由于GPS 用户的要求不同,GPS 接收机有许多不同的类型。
一般分为导航型、测量型和授时型三类。
(二)GPS系统的工作原理GPS定位是以GPS卫星和用户接收天线之间的距离为基本观测量,根据已知的卫星瞬时坐标,确定用户天线所对应的位置,其实质是空间距离后方交会。
在一个侧站上只需3个独立距离观测量。
GPS采用的是时差测距原理,即通过侧量GPS信号从卫星传播到用户接收机的时间差计算距离,由于卫星钟与用户接收机钟不同步,因此,观测的测站至卫星间的距离称为伪距。
卫星钟差可以通过卫星导航电文提供的钟差参数修正,接收机钟差难以预先准确确定,可将其作为未知参数与观测站坐标在数据处理中一并解出。
在一个测站上,除了三个待定位置参数外,还需要增加一个接收机钟差参数,因而至少应有4个同步伪距观测量,即至少必须同步观测4颗GPS卫星。
图2-1 GPS定位原理图设在某时刻接收机观测了n(n>3)颗GPS 卫星,测得n 个伪距~ρ,对某一伪距有: l l tb ta l l cV cV εδρρρ++-+=~式中l ρ为卫星到接受机间的几何距离;Tb Ta V V 、分别为卫星钟差和接受机中复查改正数,l δρ为电离层延迟改正和对流层延迟改正,l ε为观测误差。
几何距离ρ与卫星坐标、接收机坐标之间有下列关系: ()()()[]21222Z z Y y X x S S S -+-+-=ρ卫星坐标和卫星钟差可以根据卫星导航电文求得,上式中只包含四个未知数。
若用户同时对四颗卫星进行了伪距测量,即可解出接收机位置(X,Y ,Z )和接收机钟差。
常用的解算方法如下:设R 为地心至用户距离的矢量,i r 为地心至第i 颗卫星的距离矢量;i ρ为用户至i 颗卫星的距离矢量,0i ρ为单位矢量。
于是有: R r Rr i i i i i i i i 0000ρρρρρρ-==∙-= 令δρρρ+=~‘i ,’i ρ是加上电离层折射改正和对流层改正后测站至第i 个卫星的距离。
令:Ta si cV B =,Tb cV B =,则:式中:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i i i n m l 0i ρ ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Z Y X R ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=S S S i z y x r 其矩阵形式为:’ρ-=S A X G U U U式中:’U A 和’U G 称为几何矩阵,与用户和卫星间的集合图形有关。