试析GPS在水利水电工程测量中的应用及其前景展望 权威
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水利测绘工程中GPS高程测量的应用水利工程的地理条件困难,地形较复杂、交通不便利普遍。
但是,我国水准点稀缺,水准的测量线路较长,所以,我国高程测量极为困难,具有挑战性。
当前,GPS高程测量,实现了四等精度要求。
满足了水利工程的中、小形图图根精度要求。
由此来看,GPS高程测量推广意义重大。
本文主要针对GPS高程测量的概述、对GPS高程测量与传统高程测量进行比较、GPS高程测量技术在水利工程测量的应用进行简要分析,仅供参考。
标签:GPS高程测量;水利测绘一、对GPS高程测量的分析1、对GPS高程测量原理的分析利用GPS进行测量实质上是一种测距后方交会的测量方法,利用卫星数据可以确保每一颗卫星的具体位置,利用信号由卫星传到接收机的时间可以计算出卫星到接收机的距离,进而可以确定接收机的位置。
工作原理是:先直接测量所选测量区域内的所有GPS点的大地高,并通过水准测量方法对若干GPS点测出正常高,同时,采用平面拟合或者是曲面拟合进行高程拟合,最终得到所有GPS 高程异差,并通过计算算的测量区域的其他GPS点的正常高。
2、针对GPS测高方法的探讨GPS高程测量有几种方法,包括等值线图法,地球模型法,拟合法等。
其中针对等值线图法,确定点的正常高和正高时必须注意所采用的坐标系统,要通过相应坐标系统的大地高数据来对其正常高河正高进行计算,该方法的结果与等值线图的精确程度密不可分,所以,只有等值线图十分精确,该方法测量结果也就精确了。
地球模型法,由于我国的地理位置与环境的不同,适用于他国的地球模型法不太适合用于我国。
拟合法,其根本就是因为在范围小的区域中,高程异常具有一定的几何相关性这一原理,采用数学方法,求解正高、正常高或高程异常。
3、对GPS高程测量影响因素的分析天高线对其影响比较大,因为在使用三脚架的过程中,高度的经常变化导致一定要对天高线进行仔细测量及审核。
由于卫星分布的不均,也对GPS高程测量产生着误差,由于卫星的不可控制性,该误差是由GPS测量本质决定的,所以这种误差不可避免的。
论述GPS测量技术在水利工程中的应用何辉(吉林省水利水电勘测设计研究院,吉林长春130021)摘要:水利工程中的高程测量一直采用传统的几何水准测量方法,尽管数据比较精确,但是工作效率比较低、费时又费力,因而广泛使用了GPS测量技术。
本文扼要分析了GPS测量技术在水利工程中的具体应用,以期使其得到更为广泛的应用。
关键词:GPS测量技术;水利工程;应用;高程中图分类号:P228.4文献标识码:A文章编号:1673-1131(2013)01-0274-021GPS测量技术GPS全球定位系统是一种能够定时、测距的空间交汇定位的导航系统,其原理是通过太空中的卫星时刻向地球发射导航定位信息,从而的量地面上某点在地心坐标系中的三维坐标,进而确定目标的位置。
自从研究出来后,GPS全球定位系统在军事、汽车导航、交通管理、个人定位等领域中广泛应用,在水利工程测量中的应用则不甚广泛。
为了扩大GPS全球定位系统在水利工程中的应用范围,进而提出了本文的研究论题。
GPS全球定位系统在水利工程高程测量中的应用,与传统的几何形式测量方法相比,有着以下优势。
第一,大型水利工程的布局往往比较分散、地形比较复杂,运用GPS测量技术能够一次性完成观测与布网工作,且精度分布比较平均。
通常只需要在控制点的位置简单布点即可,简单、快捷;第二,由于运用GPS测量技术观测过程中不需要点间通视,也可以直接翻越高山、峡谷,因此不需要设置孤独点,消除了传统方法中受通视条件限制的弊端;第三,提高了作业效率、减少了放狗部分现象、降低了劳动强度。
传统的测量方法工艺水平不高、自动化程度低、劳动强度大,要求工作人员具有认真的态度,否则一旦出错就会出现返工问题,而GPS测量技术工艺水平、自动化水平比较高,利于消除传统测量方法的弊端,同时也显著提高了工作效率。
2GPS测量技术在水利工程中的应用分析2.1外业测量2.1.1选点由于测量过程中应用了GPS技术,观测站与观测站之间不需要相互通视,加上网的图形结构比较灵活,所以使得选点工作变得非常简单,但是并不意味着可以简单地实施选点工作。
GPS高程测量分析及其水利测绘工程中的运用探讨摘要:目前,GPS高程测量应用越来越广泛。
本文的第一部分对GPS测量高程进行了概述。
本文的第二部分则是通过GPS高程测量的在实际的水利测绘工程的探讨,对三种主要的转换方法进行了计算和对比。
关键词:GPS高程测量GPS高程测量运用水利测绘工程近几年来,随着科学技术的迅猛发展,国内设计经济水平的不断提高,GPS定位技术在我国测绘领域的推广与运用越来越广泛。
在传统控制测量方法受到了极大挑战的同时,GPS测量在平面控制方面也发挥了巨大的作用。
本文的第一部分通过介绍GPS测量高层的基本原理,高程系统及其关系进行了简要分析;第二部分则是通过GPS高程测量的实际例子的计算和对比,简述了减少GPS高程测量误差的几种方法。
1 GPS高程测量概述GPS高程测量,即Height Measurement Using Global Positioning System,是运用GPS测量技术间接确定地面上点的正常高的。
其工作原理是:先直接测量所选测量区域内的所有GPS点的大地高,然后再在测量区域内用水准测量的方法对选择的若干GPS点测出正常高(所选点的数量和位置要能满足高程拟合需要),最后计算出所有GPS点的高程差异(即大地高与正常高之差),并在此基础上,运用平面拟合或曲面拟合进行高程拟合,最终得出测量区域的其他GPS点的正常高。
1.1 大地高大地高是由地面点沿着通过该点的椭球的法线到参考椭球面的距离,即以椭球面为参考基准的高程系统。
没有明确的物理意义,若定义的椭球大地坐标系不同,则构成的大地高程系统也不同,一般用字母表示,且可分解为正高和大地水准面差距,又可分解为正常高和高程异常。
通常,GPS定位测量所获得的椭球大地坐标系是以WGS-84为基准的,即是相对于WGS-84椭球的大地高程。
1.2 正高正高是以大地为水平基准面的高程系统,是由地面点沿铅垂线至大地水准面的距离,其具有明确的物理意义,这里用表示。
GPS-RTK技术在水利测绘中的应用摘要:近年来,凭借强大技术优势,GPS-RTK已广泛应用于各大水利工程建设中。
实践证明,GPS-RTK技术在保障偏远落后、环境条件恶劣的地区水利测绘工作的顺利进行具有重要意义。
对此,本文以GPS-RTK技术为研究点,简要介绍了GPS-RTK定位系统原理与使用,阐述了GPS-RTK技术在水利测绘工作中的优势和特点,并通过实际案例进行了准确分析,最后指出了该技术存在的相关问题即指导意见,便于相关技术人员参考。
关键词:GPS-RTK技术水利测绘技术研究多年来,随着我国国民经济的发展,水利工程建设也得到了前所未有的发展,众多大型水利工程坐落于偏远山区,为当地经济发展和人民生活环境的改善做出了巨大贡献。
水利测绘工作是水利工程建设的重要一环,而偏远地区环境条件恶劣,测量和施工都存在许多困难。
GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,其特点是全天候、连续性和全球性。
在水利水电工程建设中,随着GPS技术的发展,动态测量技术(RTK)日益兴起。
GPS-RTK定位系统结合了GPS定位功能及动态测量技术,具有操作简单、使用方便、精准度高等优点,在偏远地区的水利测绘工作中得到了广泛应用,受到技术人员一致好评。
1.GPS-RTK定位系统概述在水利工程建设中,GPS-RTK系统的使用能够对测绘点所在位置进行准确定位,且误差极小,测量数据可靠度高。
研究表明,只有GPS在进行定位时,往往容易受到多种因素的影响,静态测量方式不仅麻烦,精准度也不高。
GPS-RTK 定位系统进行测绘工作时,以GPS技术为基础,结合动态测量RTK技术,实现了将GPS测量技术与数据传输技术结合的理念。
其中RTK技术的作用通过以下形式表现:RTK技术的运用通过GPS接收机对GPS卫星采集到的数据进行记录,包括达标卫星个数以及PDOP值等信息,接着GPS接收机能够将搜集到的信息和数据进行准确计算和处理,最后便得到准确性较高的测量数据。
浅谈GPS在水利水电工程测量工作中的应用摘要:随着科学技术的不断发展,测绘科技本身也在不断探索进步,水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。
施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。
笔者长期从事水利工程测量工作,本文简单介绍gps定位技术在水利工程测量工作的应用,旨在与同行探讨学习共同几步。
关键词:gps 技术优点影响因素应用中图分类号:p228.4 文献标识码:a 文章编号:一、gps卫星定位技术优点:1.gps点之间不要求相互通视,对gps网的几何图形也没有严格的要求,因而使gps点位的选择更为灵活,可以自由布设。
2.定位精度高。
目前采用载波相位进行相对一位,精度可达1ppm。
3.观测速度快。
目前,利用静态定位方法,完成一条基线的相对定位所需要的,根据要观测的精度不同,一般约为1-3h。
如果采用快速静态相对定位技术,观测时间可缩短到数分钟。
4.功能齐全。
gps测量可同时测定测点的平面位置和高程,采用实时动态测量可进行施工放样。
5.操作简便。
gps测量的自动化程度很高,作业员在观测是只需要安置和开启、关闭仪器,量取天线高度,监视仪器的工作状态及采集环境的气象数据,而其它如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据待一系列测量工作均由仪器自动完成。
6.全天候、全球性作业。
由于gps卫星有24颗而且分布合理,在地球任何地点、任何时间均可连续同步观测到4项以上的卫星,因此在任何地点,任何时间均可进行gps测量。
gps测量一般不受天气情况的影响。
二、gps精度的影响因素(1)卫星通过天顶时,卫星的可见时间为5小时.在地球表面上任何地点任何时刻,在高度角15度以上.平均可同时观测6颗卫星,最多可达9颗卫星。
(2)gps接收机是靠接收卫星信号来提供导航信息的,所在位置的天空可视情况将决定进入导航状态的速度。
gps信号不能穿过岩石、建筑、人群、金属、密林等障碍。
因此,为得到最佳结果应尽量在天空开阔处使用。
(3)目前gps接收机在收到4颗及以上卫星的信号时可以计算出本地经度、纬度、高度三维坐标。
试析GPS在水利水电工程测量中的应用及其前景展望权威
发表时间:2019-02-28T11:56:49.943Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第32期作者:权威
[导读] 近年来,我国科学技术发展迅猛,GPS技术得到更加广泛的应用,尤其是在水利水电工程测绘工作中,取代了传统作业方式,使测绘准确度得到提高的同时,保证工程安全顺利实施。
权威
中水五局机电制造安装分局试验检测中心四川成都 610225
摘要:近年来,我国科学技术发展迅猛,GPS技术得到更加广泛的应用,尤其是在水利水电工程测绘工作中,取代了传统作业方式,使测绘准确度得到提高的同时,保证工程安全顺利实施。
关键词:GPS技术;水利水电工程;测量;应用;前景展望
引言
水利水电行业在我国经济与综合国力的发展中占据着极为重要的位置。
其中,GPS 高程测量技术正被广泛运用于水利工程的测绘工作中。
它不同于传统的水利工程测量技术,能够达到较高的理想精准程度,同时有着节省成本的优势,在水利工程测量中得到了广泛的应用。
1 GPS技术的内涵
GPS技术由多个卫星协同作业实现,目前GPS技术中应用的卫星有24颗,这些卫星平均分布在各个太空运行轨道上,形成了一张完整的监控与探测网络。
这个网络能够对无数个终端提供数据与定位服务,最直观应用就是日常生活中常使用的汽车导航系统。
GPS技术通过反馈的载波进行比对分析,实现最终定位。
GPS定位结果并不是轻易得到的,多个卫星所采集的定位数据需要传输到流动站,流动站再根据基准站所提供的坐标信息,进行相位差比较,而后确定准确定位坐标。
GPS技术包含的内容十分广泛,可分为修改矫正法与相位差分法两大类进行分析,修改矫正法具有一定的实时性,修正值会随着具体情况的改变而发生变化。
基准站将实时修正值传送给流动站,在这一基础上进行坐标确定更加准确,定位效率也能够有所提高。
相位差分法是GPS技术中较为主要的一部分,通过卫星接收的载波来确定相位差。
GPS系统除卫星、流动站、基准站外,还包括配套地面信息接收与监控系统,即控制站与监测站。
我国GPS技术相对于许多发达国家,在应用程度上还存在一些差异。
美国以其先进的科学技术在GPS的应用过程中,在原有定位基础上进一步延伸,实现了精密度更高的定位服务:普通定位与高端定位。
针对不同的用户,普通定位通常采用粗测码面向普通用户,而高端定位测距码更加精确,面向美国军方以及特殊作业部门。
早在21世纪初期,美国政府就已经将GPS技术中的可用性政策废除,加强GPS用户体验。
对从卫星到流动站再到GPS用户数据传递的时间进行计算测量,从而得到估算定位坐标,时间估算法是一种较为精确的预测方法。
GPS技术中需要通过载波来进行信息传递,目前常用载波可分为两种,即L1与L2,两者不同之处在于L1载波中附加了伪随机码与精密码,而L2载波只附加了伪随机码。
在实际应用过程中,这两种载波均可进行定位工作,在水利水电工程的测绘工作中都起到一定作用。
2 GPS 测量技术应用于水利水电工程测量中的优势
GPS 测量技术引起具有较多优点,被广泛的运用于各个行业和领域中,极大的促进了各个行业和领域工作效率和质量的提升,本文从以下几个方面,对 GPS 测量技术应用于水利水电工程测量中的优势进行分析。
2.1有效的提升了水利水电工程测量的效率和速度
将 GPS 测量技术应用于水利水电工程测量中,可以在把测量基站设置在四等水准精确点之上的位置,测量人员能够随身携带流动站,从而大大的提升了水利水电工程测量的速度,只需要几秒钟就能够获得所需要的位置数据,有效的提升了水利水电工程测量的效率和速度。
2.2促使水利水电工程测量结果的准确性和可靠性提升
在水利水电工程测量中运用 GPS 测量技术的另一个较为明显的优点就是受到天气的影响较小,无论测量时何种天气,都能够获得较为准确的数据;另外,由于 GPS 测量技术是依托于现代信息技术发展而来的,因此,相对于人工测量获得的数据具有更高的准确性,促使水利水电工程测量结果准确性和可靠性大大提升。
2.3大大的减少了水利水电工程测量的工作量和成本
运用普通的方式进行水利水电工程的测量工作,容易受到较多自然因素的影响,例如,地形和气候等,如果想获得较为准确和可靠的数据,其测量的周期和工作量也会不断的加大。
而运用 GPS 测量技术能够很好的对这一问题进行解决,大大的减少了水利水电工程测量的工作量和成本。
3 GPS 高程测量技术在水利工程测量中的有效应用
3.1 在渠道管线测量中的有效应用
水利工程项目中,不可忽视的一个环节就是渠道管线。
传统的测绘技术容易受到周围环境的影响,受限因素较多,具体实施起来相对繁琐,增加了工程成本与工作量,甚至容易出现测量方面的重大误差,影响测量工作的整体进度与测量质量。
由于GPS 高程测量技术不受时间、地点与外部环境的影响,相对来说制约因素较少,可以保证24 h无间歇的测量工作,不需要大量的人力进行监督与控制,保证水利工程测量的质量与效率。
从目前的技术水平来看,GPS 高程测量技术是测量渠道管线的最佳选择。
3.2在大型建筑物变形观测中的有效应用
对于水利工程测量人员来说,一直以来观测大型建筑物都是一项棘手的工作。
技术人员是否具备合格的专业知识与能力,能否提前结合实际情况,做好细致的参数对比工作,关系到大型建筑物测量工作能否顺利进行。
随着 GPS 高程测量技术在水利工程测量的各个环节中的运用与普及,水利行业已经逐渐将该技术与水利工程中的大型建筑物变形观测有机地结合起来。
在实际的变形观测工作中,技术人员不需要花费过多的精力去进行基准点的计算与设置工作,可以利用该技术的位置转换功能,远程操控,直接测量出准确的数据,减少操作人
员露天测量工作的危险。
4水利水电工程测量中GPS技术的前景展望
随着我国经济的发展,水利水电工程的建设工作受到广泛重视,具有一定的发展前景,尤其在测量技术方面,企业会根据相关要求对其进行创新与开发,建立专门的软硬件系统,积极应用GPS技术,在原有应用原理的基础上,对其进行全面的改革,加大研发工作力度,提高测量工作精确度与可靠性。
例如:在水利水电工程测量工作中,相关技术人员会利用PTK技术对其进行实时动态的处理,做好监控与定位工作,明确工作范围,在应用期间,其精确度甚至可以达到厘米级,可以有效提高GPS 技术的应用效果。
首先,在图根测量的过程中,技术人员会将PTK技术应用在实际工作中,明确坐标数据,提高其准确性,保证工作质量符合相关规定。
且在实际应用期间,可以提高布设测量工作效果,满足相关要求,提高测量结果准确性。
其次,在放样工作中,可以通过PTK技术的应用,对其进行全面的测量处理,保证勘探线路的布设质量,拓宽工作面积,明确相关工作位置,例如:应用静态定位系统对其进行处理,可以转变传统的通视方式对其进行处理,积极应用先进的PTK技术,保证测量工作准确性,逐渐提高工作效率与可靠性。
最后,在剖面测量的过程中,可以应用PTK 技术开展布设与测绘等活动,将计算工作与检测工作融合在一起,凸显相关技术的应用优势。
同时,需要制定纵断面与横断面的测量机制,在土方参数计算的情况下,对各类信息进行控制,逐渐提高其工作效果。
结语
在水利水电工程实际测量的过程中,相关部门需要制定完善的技术应用方案,明确各个部门的工作职责,根据GPS技术的应用特点,对其进行全面的创新,将PTK技术融入GPS系统中,为其后续发展奠定基础。
参考文献
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