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土木工程GPS測量技術(shù)施工策略論文
摘要：隨著(zhù)我國測量技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS測量技術(shù)在現代的土木工程施工中使用的越來(lái)越多。尤其是對于一些視野開(kāi)闊和衛星信號較強的大部分地區，GPS應用更加廣泛。因此，研究GP在測量技術(shù)中的應用具有非常重大的意義。本文介紹了GPS測量的優(yōu)點(diǎn)，闡述了GPS測量的基本原理，分析了GPS測量的操作要點(diǎn)，最后提出了GPS測量的一些控制措施。
關(guān)鍵詞：GPS；全站儀；測量放線(xiàn)技術(shù)
引言
隨著(zhù)GPS技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是GPS差分技術(shù)的廣泛應用，促進(jìn)了我國地形測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。由于應用GPS技術(shù)不僅可以進(jìn)行平面位置的精確定位，還能用來(lái)進(jìn)行圖根點(diǎn)的加密及施工放樣的實(shí)時(shí)確定。同時(shí)，GPS技術(shù)具有單人單機布設圖、操作靈活和點(diǎn)位誤差不會(huì )累積等優(yōu)點(diǎn)。GPS測量技術(shù)可以準確地定位到平面和高程坐標，從而達到實(shí)時(shí)和高速地采集地形點(diǎn)三維數據的效果，大大提高了地形測量工作效率。因此，GPS技術(shù)的應用顯得至關(guān)重要。
1GPS測量的優(yōu)點(diǎn)
1.1作業(yè)效率高
GPS測量需要的控制點(diǎn)比較少，因而不需要進(jìn)行遷站，一般情況下，一個(gè)基準站數據鏈可以控制十幾千米的測程距離。同時(shí)，GPS測量投入的人力比較少，尤其是在山嶺建設區高速公路的測量應用中，路基路面工程更能發(fā)揮其優(yōu)勢。因此，GPS測量的首要優(yōu)點(diǎn)就是作業(yè)效率高。利用GPS進(jìn)行測量，可以大大節省人力物力，從而提高測量工作效率。
1.2定位精度高
在線(xiàn)路測量工作中采用GPS技術(shù)，可以保證各次測量的點(diǎn)位誤差各自獨立而互不影響，而且已經(jīng)產(chǎn)生的誤差，也不會(huì )累積和疊加。同時(shí)，在使用GPS測量技術(shù)時(shí)，測量的精度可以達到厘米級別。因此，GPS具有定位精度的優(yōu)點(diǎn)。
1.3測站點(diǎn)間無(wú)須通視
GPS測量技術(shù)在測站之間的應用時(shí)不需要進(jìn)行通視，只需要采用電磁波等設備就可以進(jìn)行測量。同時(shí)，由于GPS測量受到自然環(huán)境的影響一般較小，使得其測站選點(diǎn)更加靈活方便，從而提高工作效率。
1.4自動(dòng)化程度高
目前，GPS設備朝著(zhù)小型化和輕便化的方向發(fā)展，因而進(jìn)行測量的工作人員只需要進(jìn)行天線(xiàn)對中和整平處理。測量?jì)x器一般可以自動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測，當利用數據處理軟件對獲取的數據進(jìn)行處理后，就能求得測點(diǎn)的三維坐標，大大減少了工作量。
2GPS測量的基本原理
GPS測量一般包括動(dòng)態(tài)測量和靜態(tài)測量?jì)煞N測量模式。①動(dòng)態(tài)測量。動(dòng)態(tài)測量技術(shù)是指以載波相位觀(guān)測量為依據的實(shí)時(shí)差分測量技術(shù)，一般是由于基準站接收機，流動(dòng)站和數據傳輸鏈路三個(gè)部分組成的。同時(shí)，基準站接收機一般是架設在已知坐標的參考點(diǎn)上，通過(guò)連續接收所有GPS衛星信號，然后進(jìn)行定位計算，就可以顯示出流動(dòng)站所處位置的三維坐標。為了判斷出測量是否滿(mǎn)足要求，也可以顯示出測量的精度。通過(guò)系統內差分處理求解載波相位整周模糊度，實(shí)時(shí)求算出流動(dòng)站的平面坐標和高程。②靜態(tài)測量。動(dòng)態(tài)測量技術(shù)是指將多臺GPS接收機同步進(jìn)行觀(guān)測，然后對觀(guān)測值進(jìn)行處理，利用GPS控制器的實(shí)時(shí)處理軟件進(jìn)行參數的轉化和求解，從而確定測點(diǎn)的坐標。
3GPS測量的操作要點(diǎn)
3.1控制網(wǎng)點(diǎn)
GPS測量技術(shù)一般需要結合路線(xiàn)的地形特點(diǎn)等進(jìn)行施工放樣，從而保證施工放樣的精度，同時(shí)還需要進(jìn)行加密控制點(diǎn)的設置。加密的控制點(diǎn)的布設方案如下：以路線(xiàn)走向布設一級加密點(diǎn)，每隔400m左右布設一點(diǎn)。同時(shí)，采用多臺GPS接收機進(jìn)行觀(guān)測，加強對網(wǎng)點(diǎn)的控制。當然，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)交接出都要進(jìn)行聯(lián)測，以滿(mǎn)足一級測量點(diǎn)的設計要求。GPS測量技術(shù)對于平面控制和高程控制也有一定的要求，從而保證測量的準確度。
3.2外業(yè)實(shí)施
外業(yè)實(shí)施主要包括以下兩個(gè)方面：①觀(guān)測。在多個(gè)不同的位置安裝多臺GPS接收機。操作步驟主要包括以下幾點(diǎn)：a.架站。提前認真架好儀器，同時(shí)對其進(jìn)行對中和整平處理。b.量測天線(xiàn)高度。GPS天線(xiàn)高的量測一般測量的都是其斜高，而不能改為垂直高度，并且需要進(jìn)行多次測量，然后取其平均值。c.觀(guān)測過(guò)程。在進(jìn)行觀(guān)測時(shí)，首先需要關(guān)掉儀器的開(kāi)關(guān)，GPS就可以自動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測。同時(shí)，工作人員需要做好記錄，要求觀(guān)測時(shí)段長(cháng)度要對每個(gè)測站點(diǎn)至少觀(guān)測一個(gè)小時(shí)以上。d.觀(guān)測結束。當觀(guān)測結束后，應該立即關(guān)掉開(kāi)關(guān)，同時(shí)還需要測量天線(xiàn)高，以判斷觀(guān)測儀器的位置。②數據處理。在采用GPS測量技術(shù)測量完成后，需要將數據傳輸到電腦中，然后采用GPS軟件進(jìn)行處理。通過(guò)平差法處理后，可以減小網(wǎng)點(diǎn)中的誤差，平均誤差可以保持很小。但是，如果采用常規的測量方法，進(jìn)行測量的時(shí)間會(huì )更長(cháng)，并且測量的精確度不高。
4GPS測量在土木工程中的控制措施
4.1觀(guān)測衛星的圖形強度要高
GPS測量后還需要進(jìn)行坐標解算，這時(shí)所采用的衛星數量越多，并且分布越廣，使得測量的精確性和可靠性越高。同時(shí)，測量時(shí)進(jìn)行初始化的時(shí)間也更短。因此，觀(guān)測衛星的圖形強度很高，一般需要進(jìn)行嚴格控制，才能進(jìn)行GPS測量，從而更好地保證測量的精度。
4.2作業(yè)人員的責任心要強
GPS測量不僅要求工作人員具有較高的專(zhuān)業(yè)測量技術(shù)，還要求測量人員具有較高的責任心。由于測量人員的專(zhuān)業(yè)水平、經(jīng)驗和責任心等會(huì )直接影響測量的結果。在進(jìn)行測量時(shí)，首先需要將GPS接收機進(jìn)行對中和整平處理，防止輸入的已知點(diǎn)坐標、坐標參數轉換和天線(xiàn)高等數據出現誤差，這些環(huán)節出現誤差都會(huì )影響GPS測量的精度。因此，測量工作人員應該具有極強的責任心，嚴格按照規范進(jìn)行測量等操作過(guò)程。同時(shí)，測量人員還需要對儀器基座和測桿上的水準器等必須定期嚴格校正，以避免系統誤差的影響。
4.3觀(guān)測成果要進(jìn)行復核
GPS測量具有實(shí)時(shí)和快捷等顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，但是，GPS測量的初始化置信度通常也較高，并且在測量的過(guò)程中缺乏檢核條件，造成個(gè)別控制點(diǎn)出現測量誤差。因此，為了更好地保證GPS測量的精度和可靠性，必須要對觀(guān)測成果要進(jìn)行復核。成果的復核一般分為作業(yè)前復核和作業(yè)中復核兩個(gè)組成部分。①作業(yè)前復核是指在進(jìn)行GPS測量之前進(jìn)行的操作，提前在已知控制點(diǎn)上進(jìn)行檢測，然后將新的控制點(diǎn)與已知的控制點(diǎn)進(jìn)行對比，只有當新的控制點(diǎn)滿(mǎn)足一定的要求后，才能進(jìn)行GPS測量。②作業(yè)中復核。作業(yè)中復核是指在測量過(guò)程中，采用GPS測量技術(shù)對其進(jìn)行檢測，以保證測量的精度。
5總結
總而言之，通過(guò)GPS測量技術(shù)能夠保證一定的測量精度，因而可以為全站儀測量下的數據結果提供參考。通過(guò)對比動(dòng)態(tài)測量和靜態(tài)測量?jì)煞N測量模式，可以發(fā)現GPS測量技術(shù)不會(huì )存在誤差積累等問(wèn)題，可以從大量的測量數據中分析出測量控制點(diǎn)的精度，從而保證測量的精度能夠滿(mǎn)足施測控制和碎部測量的要求。但是，當滿(mǎn)足一級測量的精度后，由于高程精度不是太穩定，因而還需要采取相應的措施提高測量的精度。然而，全站儀施測過(guò)程中則不會(huì )產(chǎn)生這樣的情況。所以，通過(guò)分析可以認為GPS測量技術(shù)的測量結果是可信的。雖然GPS測量技術(shù)具有測量速度慢的缺點(diǎn)，但是測量精度準確。同時(shí)，從測量結果來(lái)看，GPS測量技術(shù)對控制點(diǎn)的測量精度可以達到毫米級，從而可以滿(mǎn)足工程測量的需要。因此，現階段研究GPS在測量技術(shù)中的應用具有非常重大的現實(shí)意義。
參考文獻
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