关于工程测量中GPS控制测量平面与高程精度的分析
摘要
关键词
工程测量;GPS控制测量;高程;精度
正文
为了更好地了解和讨论 GPS控制测量在现阶段的工程测绘中所能获得的测量精度,必须先对其进行深入、全面地研究。所谓 GPS控制测量技术,就是通过航天卫星,将频率和特定位置信息的无线电信号发射给地面,以辅助进行定位测量,该技术与常规测量方法相比,有着无与伦比的优点。但是,GPS技术目前无法完全满足平面与高程在测量方面的精度要求。因此,对提升GPS技术在平面与高程测量中的精度进行深入研究具有重要的意义。
1.平面控制测量与高程控制测量
本文以参建的某53公里长的高速公路工程为实例,以工程路线周围的 GPS C级点为起点,在全线范围内每5公里布设一组4级 GPS点,强化低层控制的加密效果。找点要严格遵循四个条件:(1)定位点必须是明显的,不易受到威胁的,这类点才能实际应用于高速公路测绘;(2)点位周围的障碍物高度角度必须≥15度,且点位与所有高功率无线电辐射源和高压输电线之间的距离必须大于0.4km、0.2km;(3)各观测站间距均大于0.5km,并能互相看到对方,方可进行联合测量和加密;(4)所有的四级 GPS点都要用GP01-GP0n来表示,为了便于观测者寻找,还需要用涂料等东西重新标出。
1.2平面控制测量
主线第一级平面控制网的总体测量水平为四级,而加密的平面控制网则是一阶,所以,如果使用 GPS静态方法进行观测,那么它的平均观测时间应该在1小时以上,最小的时间也应该在45分钟,并且每15秒就需要采集一次。在联合测量中,基线过长会导致观测时间过长。基线解算完成后,需要进行复测基线、同步环和异步环的校验,其中重复基线为7个,同步环为95个,异步环为47个;如果是一级需要25、362、177。另外,一阶平面控制网必须建立在三维非限制平差的基础上,并以GP01、GP02等四等点为起点,进行平差,得出最弱点的相对误差为1/92135,最弱点中误差为±0.66cm,与有关规范进行比较,可以看出,所有的精度都在允许的范围内。
1.3高程控制测量
高程控制测量选用的是四等光电测高程导线进行测量工作,在需要时还可以采用三联脚架法进行配合,每一步都要取两个不同的高度,然后取其中间值。如果各导点间不能互相看到,可以增加一个转接点来保证观测的正常进行。根据有关规范要求,边长控制在30—1000米之间,控制网平差和闭合差等精度条件应符合有关规范要求。
2.提高GPS测量平面与高程精度的措施
2.1使用精度较高的测量设备
GPS设备的精度直接影响着整个工程测量的结果,如果采用的 GPS设备本身的精度不够,则会在传送时产生较大的偏差,从而造成高程误差;另外,如果 GPS的精度不够,则会影响到仪器本身的信息处理效率,从而造成传送的信息误差。因此,在工程测绘中,必须采用高精度的仪器,才能保证高程的精度不超过误差的限度。选用高精度 GPS设备具有以下优点:一是对卫星发送来的资料进行快速识别和处理;二是如果在恶劣的环境和复杂的地质环境中开展,利用高精度的 GPS设备,可以有效地克服对流层和高海拔等因素的干扰,得到的数据也会更加准确。三是高精度 GPS设备的应用,可以大大提高工作效率,如果需要,还可以进行加密传送,让测量人员获得实际的地质图,并可以将海拔、区域等高线等参量信息直接转化为图像,让观测者对该区域的情况有更直观和清楚的了解;四是高精度 GPS仪可降低外部环境对测量结果的影响,使平面和高程测量精度符合设计要求。
2.2提高测量平面的选择标准
为了对平面高程进行精细估计,测量人员必须选择合适的共同几何点。其中,在计算高度的过程中,测量人员可利用高程拟合技术,首先对测量对象进行测量,在获得结果之后,只需要去掉标准高度就可以得到所需要的数据,这一步骤可以通过二次曲面的拟合来实现,从而将误差降到可控的范围内。但如果勘察项目的地质条件不一样,那么选定的条件也要相应的改变。若勘测机构设在有显著地形差异的山地,需全面衡量勘测作业受周围磁场、大气对流层活动等因素的影响。另外,地下介质的密度、土壤等因素也对 GPS卫星数据的精度产生影响。为此,在该区域进行测绘时,要确保测绘面处于较为平坦的地带,并严格控制与基站之间的距离,并以探测区域的实际长度为基础,合理设置适当数目的基站,确保各基站都能收到卫星传输的信息。如果检测到的是磁场强度很大的话,那么就不允许将基站安装在这里。另外,在进行平面测绘时,必须同时对各基站进行高程测量,以确保数据的准确性和可靠性。如果测量人员选取了恰当的基准,那么就可以大大降低测量的误差,提高测量的效果。
2.3采用 GPS RTK 技术
如果单纯利用 GPS测量技术在测量工程中进行测量,很容易出现精度偏差、信息畸变、传输延迟等问题,而如果用GPS RTK来代替 GPS,则通过软件处理、作业工作等方法,就可以很好地避免使用 GPS技术所产生的种种问题,从而提高了测量结果的精度和精度。需要指出的是,要采用这种方法,首先要确定 RTK的作用距离和参考站的架设高度的关系,通过正确的流动站和参考站的位置,可以让平台更有效地获得从 GPS卫星传送来的信息,而要保证GPS RTK无线数据链的发射平稳,就必须把发射地点选择在平整的、开放的地方,保证发射路线的最短,并且要小心,发射的范围不能接近电视、微波站等地方。在进行测绘工作前,需要事先确定卫星的数量及定位,并保证连续的电力供应。另外,为了提高测量精度,可以适当地增加参考站点的数量。
结束语:
综上所述,开展 GPS控制测量在工程测量中精度的提升是非常有必要的,其可以使以后的工程测量技术在精度和质量上获得更好的发展,所以相关的技术人员必须对此给予高度的关注,采用必要的方法来完善GPS控制测量技术,使得工程测量工作能够更加精确。
参考文献
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