高速公路GPS控制测量研究
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罨煎龃.高速铁路G PS控制网优化设计及测量方案研究杨肃钟(中铁二十三局集团第三有限工程公司,四川成都611130)喃弱首先论述了精度指标、可靠性指标和费用指标等G pS控制网优化设计指标,然后从G Ps零类优化设计、G PS网一类舌l=北设计、二类优化设计等方面,论述了G PS网优化设计,最后从基准网和CP I的建立、c P I I的建立和建立c PⅢ三个方面,论述了高速铁路控制网测量方案爱技术要.最。
陕键词高速铁路G Ps控制网;优化设计;测量方案1G P S网优化设计指标G P S控制网优化酾十三种指标。
1)精度指标。
根据G PS基线向量所建立法方程,可以得到G P S网协因数阵Q x)(o在G P S网设计阶段,可采用协因数阵Q xx的迹来衡量G P S网精度指标。
—般应用协因数阵Q xx的特征值最大值最小、特征值的行列式最小、迹最小、迹的平均值最,J、和最大特征值与最,j、特征值之间的比值或差值为准则来实现对整体网精度的优化。
2)可言副封旨标。
G PS网的可靠性是指发现或探测聊测值粗差的能力和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力,其中前者被称为内部可靠性,后者被称为外部可靠性。
3)费用指标。
在G PS网建设过程中,经费消耗主要跟网中点的总数和重复设站数有关,重复设站数越多,精度和网的可靠性越高,则建网费用越高。
因此权衡三者关系,对G PS网进行优化酾十,可以实现工程资源和工程质量的最佳配置。
2G PS网优化设计分以下几个方面论述:1)G P S零类优化设计。
基线固定点的误差会给基线结果带来一定的误差,因此必须对网的位置基准进行优化设计。
G P S T程控制网多为约束网,只需要选择国家、地方坐标系或转化为高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系(平面和高j|呈)下的一个或多个已知点作为位置基准,但有时候根据特定要求,方位基准可由网中给定的起算方位角值确定;尺度基准可根据边长的不同采用其它测量方法确定,如采用较高精度的测距仪或全站仪施测2—3条基线边。
GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用研究梁俊华/云浮市公路工程有限公司[摘要]GPS技术应用于公路测量是公路外业勘测的一项重大技术革命,其应用及开发的前景十分广阔。
尤其是实时动态(RTK)定位技术在公路测量中蕴含着巨大的技术潜力,本文主要介绍了GPS中的RTK技术在公路测量中的应用及其对公路勘测的巨大推进作用。
[关键词]GPS;RTK;静态定位;动态定位1、前言随着我国国民经济的快速增长,工程建设迎来前所未有的发展机遇,对工程测量的效率和精度也提出了更高的要求,虽然工程测量中已采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,效率低,作业强度大,大大延长了工程周期。
因此,RTK技术因其高效率、高精度、操作简便等传统测量方法所不可比拟的技术优点,在工程中的应用有着非常广阔的前景。
2、GPS技术发展现状全球定位系统GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统,具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间.单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面;对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式.相对测地定位是利用L1 和L2载波相位观测值实现高精度测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法:在接收机之间求一次差,在接收机和卫星观测历元之间求二次差,通过两次差分计算算出待定基线的长度;求解整周模糊度是其关键技术,根据算法模型,设计了静态作业模式主要用于地形变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量;快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量;而RTK测量以其快速实时,厘米级精度的特点广泛应用于数据采集与工程放样中,RTK技术代表着GPS 相对测地定位应用的主流。
GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件,接收机包括单频和双频机,双频机能以L2观测值修正电离层折射影响,最适宜于中、长基线(大于20km)测量,具有快速静态测量的功能,可升级为RTK功能;单频机适宜于小于20km的短基线测量,对于一般工程测量具有良好的性能价格比.RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成,整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点,完全满足数据采集和工程放样的要求.鉴于GPS系统在轨卫星数有限,在对空通视受遮挡的条件下,不能保证正常解算,影响定位精度和可靠性.通过实践表明,单频GPS系统由于多环境的制约,存在着很大的局限性.随着俄罗斯的全球导航卫星系统(CLONASS)的不断完善,利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统(GLONASS+GPS)己由美国Ashteeh公司研制成功,这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更为完善的接受设备,双星座系统的接收设备GPS接收设备的新水平。
公路工程测量中GPS的应用分析我国公路工程测量中的GPS已经获得了普遍应用,但是怎样更好的发挥GPS 技术良好的示范作用,在理论实践研究中还是存在一定的问题。
在这个前提下,文章主要分析了GPS系统构成,CPS测量技术特征,在公路工程测量中GPS的应用。
标签:公路测量;GPS技术;应用1 GPS系统构成1.1 DPS空间卫星包括了21颗工作卫星和在轨备用3颗卫星。
在6个轨道平面内平均分布着24颗卫星,轨道平面产生了55°的倾角,平均卫星高度是20200Km。
卫星通过两个L波段的无线电载波为广大用户接连不断的输送定位导航信号,其中包含的卫星位置信息,促使卫星成为一个动态化的已知点。
在地球范围内的任意地点和时刻,当高度角超过15°,能够平均观测6颗卫星。
1.2 GPS地面监控站包含了全球分布的一个主控站、三个注入站以及五个检测站。
主控站综合各个监测站观测GPS卫星获得的数据,对各个卫星的轨道和种差参数进行计算,并且编制这些数据成为导航电文同时输入对应的卫星存储器中。
1.3 GPS用户设备包含了GPS接收机、处理数据软件以及终端设备。
GPS接收机能够获得根据一定卫星高度截止角进而选择的卫星接待信号,对卫星运行有效跟踪,并且交换、放大及处理信号,在利用计算机和对应的软件,解算基线、网平差,求解GPS接收机的三维中心坐标。
2 CPS测量技术特征2.1 测站之间不需要进行通视。
测量学中测站之间彼此的通视始终属于难题。
CPS这一特点产生了更加方便灵活的选点。
但是要求必须具有开阔的测量空间,以便GPS卫星接收信号不会受到干扰。
2.2 观测所需比较短的时间。
当短基线小于20公里时,相对迅速定位通常仅需5分钟的观测时间。
2.3 提供三维坐标。
在对观测站平面位置利用GPS进行准确测量的同时,能够对观测站的大地高程进行精确测定。
3 在公路工程测量中GPS的应用3.1 公路工程测量中GPS静态测量技术的应用第一,初步勘察路线和选择GPS地址。
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在公路工程施工控制测量中的应用摘要:全球卫星定位系统(GPS)目前在我们的生产以及生活当中已经得到了广泛的应用,其能够在地球表面多数区域为使用者提供时间、速度的测量以及卫星定位,目前在很多领域GPS都获得了极为广泛的而应用,并且为我们的生产和生活创造了极大的便利。
在测量领域GPS系统同样具有很强的应用性,目前在航空摄影、工程以及大地的测量中都得到了非常广泛被的应用,文章主要针对GPS在公路工程测量当中的应用进行探讨,希望能够起到一定的参考和借鉴作用。
关键词:GPS;公路测量;定位;控制目前,GPS全球定位系统已经在多个领域得到了广泛的应用,而具体到公路的控制测量当中,我们进行GPS的应用能够更好的而提高测量结果的准确程度从而更好的保障整个公路工程的建设顺利完成,GPS技术在公路当中的应用主要得益于其自身的特点:观测时间较短、操作方便性好、定位具有较高精准度、能够全天候的进行作业而且整体效率非常高。
下面笔者就GPS在公路工程的控制测量过程当中的相关应用做出相关性的说明。
1.公路工程测量的发展状况随着GPS系统在公路的工程测量当中得到了广泛的应用,尤其是在公路进行建设的初期阶段,我们需要对于整个公路线的沿线情况进行准确的勘探设计,从而为后期的公路建设提供第一手的数据资料支持。
近些年,随着我们城市基础设施建设步伐的加快我们的公路建设也取得了局势注目的成就,这与我们前期高职量的勘探工作是密不可分的,目前国内的公路建设普遍存在施工周期较长而且工程的规模较大的特点,我们前期对于工程的线路进行充分的了解对于我们进行公路的施工图进行合理的设计具有十分重要的意义,我们如果采用一般的技术手段很难倒到勘测的高精准度的要求。
但是随着GPS技术的产生及应用这一难题得到彻底的解决,尤其是进入新世纪以来我们的大部分的公路工程部门都开始采用GPS技术来进行公路的控制测量,比如在江苏的徐连高速公路、山东的济莱高速公路建设当中GPS技术都获得了广泛的应用,并且取得了非常瞩目的成绩。
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。
深度探讨基于GPS技术的公路平面控制测量方法摘要:本文基于笔者多年从事工程测量的相关工作经验,以基于GPS的公路平面控制测量技术为研究对象,探讨了其在广深高速公路控制测量中的应用思路。
全文来自于笔者长期的研究心得,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:公路控制测量GPS 精度GPS绝对定位在定位精度方面是比较低的,因此,公路控制测量中主要采用GPS相对定位技术。
首先,选定己知坐标及精度满足要求的地面控制点与GPS控制点,应用GPS静态定位方法联合观测,建立测区首级平面控制网,然后,应用GPS动态定位技术对平面控制网进行加密测量。
下面结合具体工程项目说明如何应用GPS定位技术布设四等级平面控制网、作业和平差的方法。
1 工程概况广深公路是连接广州与深圳等城市的重要通道。
该公路拓宽改建工程全长18.07公里,拓宽后的道路从原先的双向4车道改建为双向8车道。
2 GPS点的布设与实施本工程基础平面控制采用GPS测量,按照《公路勘测规范》(JTC C10-2007)中四等网技术标准实施。
以二等点“G2035、G2015”作为起算点进行布网。
设计GPS网的精度为四等,结合本工程的具体情况,沿线路走向布设GPS点,GPS网采用边连式,组成网中的基线有一定数量的多余观测,以增强成果的可靠,取“G2035、G2015”两点作为四等GPS控制网的起算点,以取得了可靠的坐标转换参数。
根据线路情况,GPS首级网拟布设成带状大地四边形锁的形式,点对点之间相互通视。
平均400m~500m左右布设1对GPS点。
全线共布设107点四等GPS控制点。
控制点均选择在施工红线之外且满足通视要求和相对稳定。
点位选设时避免了各种电磁波对GPS卫星信号的干扰、以及因施工的影响而产生点位的变动。
控制点分布均匀,相邻边长之比小于1/2。
5.2 基线残差统计(表2)5.3 平面平差基线相对精度统计(表3)5.4 gps点位中误差统计100%的点位精度在1.0cm以内,其中46%精度小于0.5cm。
GPS在高速公路测量中的应用解析的论文2019-06-03摘要:美国发明的全球定位系统具有高精度,运行速度快等特点,广泛应用于测量的领域。
随着技术逐渐的完善,应用的领域在逐渐的变宽,广泛应用于公路的工程中。
本篇文章对口的特点以及发展的状态进行简要的分析,对该项技术应用于公路的工程进行简单的探析。
关键词:公路;测量;探析高速公路是当前我国社会发展中极为重要的一种交通运输方式,尤其是随着人们生活节奏的不断加快,高速公路的作用也越来越突出,这也就表现为当前我国高速公路工程项目的施工建设越来越频繁;对于高速公路项目的施工建设来说,勘察是极为重要的一个方面,只有保障勘测的准确性,才能够为后续的设计施工打好基础,提升高速公路的应用价值,而这种勘测工作对于相关技术手段也就提出了更高的要求,其中GPS技术手段的应用就能够在高速公路的勘测中发挥出较为理想的作用和价值,其应用的优势也是极为突出的。
1工程概况某高速公路改扩建工程项目多处于山区,其地形主要以丘陵为主,这也就给具体的勘测工作增大了难度,普通的实地勘测手段很难达到较为理想的测量效果,在准确性和实施难度方面都是极为突出的。
在该工程项目的勘测过程中,就充分的运用了GPS技术手段,并且也发挥出了较为理想的作用和效果。
2控制网的设计和测量2.1控制网的设计对于该工程项目勘测过程中GPS技术的应用来说,控制网的布置是极为重要的一个方面,这种控制网的布置主要就是围绕着GPSE级网的布设进行控制,在具体的布设过程中可以直接按照GPSC级点进行相应设计,也可以通过先构建GPSD级网,然后在此基础之上再进行GPSE级网的构建。
在整个的控制网设计过程中,必须要遵循一些基本的设计原则,比如“分级布网、逐级控制”就是其中最为典型的一个基本原则。
2.2控制网的测量2.2.1控制点的密度及点位选埋。
在整个的控制网布置完成之后,就应该重点针对这一控制网进行有效地测量,这一测量环节是极为核心的,其直接关系到整个GPS技术的应用效果,对于这种测量过程来说,首先应该控制好点位的选择问题,保障控制点的选择具备较为理想的应用效果,才能够提升其最终的测量价值和效果。
公路工程 GPS静态控制测量技术摘要:随着社会的高速发展,人们对公路工程的需求量逐步上升,由于我国地形地貌的复杂性和多样性,传统的测量技术已经不能满足实际公路工程设计,为此,需要在施工测量工作中引进集现代化和智能化于一身的GPS技术。
本文对公路工程GPS静态控制测量技术进行探讨。
关键词:公路工程;GPS静态控制;测量技术引言:随着我国社会主义现代化进程的全面启动,交通行业蓬勃发展,交通测量在交通行业中占有重要地位,GPS定位系统的研究起源于美国,主要应用于军事研究,而后新一代的定位系统建成,功能更加全面,主要涉及的领域是地形图的测量。
GPS定位系统是基于无线传输系统,借助卫星导航仪开展的地形图测量工作,其在应用过程中具有速度快、自动化能力、地理测量坐标准确等特点,因此其在各个领域中得到应用。
1GPS技术介绍公路施工属于一项难度系数较高的工程,其施工内容复杂、技术要求高,需要施工人员具备较高的专业素养。
所谓GPS技术,是英文Global-Positioning -System的简写,中文意思是全球定位系统,其是以导航卫星系统为基础而产生的一种无线电导航定位技术,由于在定位过程中使用了多颗卫星,因此,具备准确度高、覆盖面广、测量时间短以及全天候等测量特征。
GPS技术的主要工作原理为:利用卫星准确接收用户设备所发出的数据信息,进而高效判断出两者之间的准确距离,进一步测量出用户的具体位置,GPS测量技术可精确至mm级以上。
现如今,在新时代的大背景下电子地图非常普遍,实际的公路施工测量中运用GPS-PTK技术已经得到了工程师和施工人员的高度认可,GPS技术直接提升了工程效率,节约了施工成本,加强了工程质量。
GPS构成要素主要涉及到以下几个方面:首先,GPS中包括24颗卫星,这些卫星直接构成了一种空间结构,同时这些卫星都分布在环绕地球的不同运行轨道处,可以覆盖地球的绝大部分区域,这些卫星不仅可以高效接收信息,而且能够快速发射信息。
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在公路桥梁施工控制测量中的应用方法摘要:当前,我国的公路工程建设已在相关领域内取得了较为突出的成果,但随着工程规模逐步增加,公路桥梁建设开始向偏远地区、沟壑地区等地质条件较为复杂的地区发展,工程项目的施工条件与施工环境呈现一种复杂化趋势。
GPS测量技术的精确度高,可以为工程测绘项目建设提供数据信息。
在工程测绘中,GPS技术的应用价值高。
随着GPS技术的进步发展,推广应用到工程测绘中,确保测绘结果准确性,同时完善工程测绘过程。
所以,在工程测绘工作中,合理应用GPS技术,能够加强工程测绘质量与效益。
因此,GPS技术的应用研究价值高。
关键词:GPS;公路桥梁;施工控制;测量应用引言GPS工作系统的强大之处在于拥有24颗卫星操控时钟对测距进行控制,同时这24颗卫星操控时钟与GPS内部系统在时间上保持着同步,当用户接收机接收到卫星发射的含有定时信息的信号时,内部系统将根据信息计算信号到达的准确时间,进而推算出用户与卫星的距离。
在测距过程中,用户将被视为卫星球面上的一个点,通过GPS工作系统中的卫星将用户定位在各个球面上,同时根据球面间的交叉点以及其他信息来确定用户的准确位置。
1GPS测绘技术的基本原理GPS技术表示法,是在三维坐标系内,通过位置坐标显示。
GPS卫星定位系统,具备二维定式、三维空间点位系统,两组系统可以相互转换,确保定位准确性。
同时,定位系统的区别较多,按照定位方式划分,涉及到相对定位、绝对定位,且定位空间结构固定,优化安排GPS卫星定位系统的卫星,利用三颗卫星明确地面测量数据点位,通过空间几何运算方程计算,获得测量数据、点位坐标。
精确测量,能够测量区域实际海拔、经纬度,采用数据与计算方式,获取区域空间位置坐标。
2GPS在公路桥梁施工控制测量中的应用方法2.1GPS技术在公路控制网中的应用公路桥梁施工控制网设置的前提条件是在设计阶段确定GPS控制点,勘探人员还要进入现场选点,为了避免信号干扰和观测结果准确,合理设置观测点,确保能正常接收信号,根据以上所述,控制点的选择应保证视野开阔,控制点尽量避开密林和高压线,同时控制点的周围严禁有反射面,减少信号折射和反射。
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。
公路桥梁施工控制测量中GPS的应用与技术分析公路桥梁施工控制测量中,全球定位系统(GPS)是一种广泛应用的技术。
GPS利用卫星信号来测量地球上任意位置的坐标,可以精确到几米甚至几厘米。
在桥梁施工中,GPS 可以用于以下方面的应用和技术分析。
GPS可以用于定位和测量桥梁的位置和形态。
在施工前,可以利用GPS技术进行前期规划和设计,确定桥梁的位置和形状,并生成桥梁的CAD模型。
在施工过程中,可以使用GPS设备对桥梁的具体位置进行实时监测和记录,确保桥梁的施工位置准确无误。
GPS可以用于测量桥梁构件的尺寸和相对位置。
在施工过程中,需要进行大量的测量工作,确定每个构件的尺寸和相对位置,以确保桥梁的结构和功能达到设计要求。
GPS可以代替传统的测量仪器,提供更快速、更准确的测量结果。
在测量桥墩高度时,可以通过GPS设备直接获取墩顶的坐标,而无需使用传统的测高仪。
GPS还可以用于测量和监测桥梁的变形和位移。
在桥梁施工完工后,为了确保桥梁的安全和稳定,需要进行定期的变形监测。
传统的监测方法需要人工勘测和数据处理,费时费力且易出错。
而利用GPS技术可以实现自动化的监测和数据采集,大大提高了工作效率和数据的精度。
可以通过GPS设备对桥梁的不同部位进行连续监测,及时发现并修复可能存在的结构问题。
GPS还可以用于桥梁施工过程的导航和路径规划。
在施工中,需要将大量的材料和设备运送到施工现场,传统的导航方法需要人工测量和判断,效率低下且容易出错。
利用GPS技术,可以实现自动化的导航和路径规划,将运输车辆的行驶路线和货物的位置精确可视化,提高运输效率和安全性。
GPS在公路桥梁施工控制测量中具有广泛的应用和技术优势。
通过利用GPS技术,可以提高施工效率和准确性,降低测量和监测成本,为公路桥梁的建设和维护提供强大的技术支持。
高速公路GPS控制测量研究
徐春
摘要:自1973年12月美国国防部批准研制GPS以来,GPS的发展应用被广泛的使用在军事、交通、远洋、地理等各个领域,目前GPS全球定位系统在测量中,由于它精度高,作业时间短、灵活、方便,对控制布网的网形要求低,而且不受气候和地形条件的影响限制,被越来越广泛地应用。
常规测量等级点的方法,已逐渐被GPS所代替。
GPS定位测量的高精度、高效率和低成本是以测前科学的技术设计和测后精确可靠的数据处理为基础的。
GPS测量的技术设计是按照GPS测量规范要求,兼顾精度、可靠性、经济性等指标,在测量前制订严格、科学、切实可行的布网及观测方案。
本文针对高速公路GPS测量进行了论述。
关键字:高速公路;GPS测量;技术;
1.GPS控制测量技术概述:
全球定位系统(GPS)是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。
该系统从本世纪70年代初开始设计、研制。
80年代未,建立在FARA(整周未知数快速逼近技术)基础上的快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路,大大提高了GPS测量的劳动生产率。
一对GPS测量系统(双频)在10km以内的短边上,正常接收4~5颗卫星5min左右,即可获取5~10mm+1ppm的基线精度,与1~2h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。
近几年,特别是1993年Leica公司开发了AROF初始化这个实时GPS测量关键技术的商品化。
各个GPS测量厂商看好定位技术,首先实现了动态环境下整周未知数这个大趋势,纷纷推出各自的GPS测量新产品。
加强GPS的开发与利用对于设计经济的发展有着重要的意义。
高速公路测量由于地形等原因测量较为复杂;总之,GPS测量理论与设备的不断发展,使得GPS测量技术日趋成熟,GPS测量功能更加完善,GPS测量应用面更广,并且GPS测量设备价格变得低廉,操作更加简便,使GPS测量更加实用化和自动化。
初步测量是高速公路初步设计的重要工作,它是根据工程可行性研究在小比例尺地形图上选定的路线走向,进一步勘测落实初步选定的路线,进行平面导线、高程控制测量和实地测绘大比例尺的带状地形图,以便在该地形图上进行比较精密的纸上定线,确定互通立交、服务区、桥梁和涵
洞等构造物的设置方案。
为初步设计和工程概算编制提供必要的资料,为将来路线的定线测量、征地放线以及工程施工提供必须的平面控制和高程控制资料。
2.测量基本方法:
(1)卫星依据自己时钟(钟脉冲)发出某一结构的测距码,经过△t时的传播到达GPS接收机。
(2)接收机在自己钟脉冲驱动下,产生一组结构完全相同的复制码。
(3)通过时延器使之延迟时间τ,对两码进相关比较。
(4)直至两码完全对齐,相关系数R(t)=max=1,则该时间延迟τ即为传播时间△t(τ=△t)。
(5)距离ρ=c·△t=c·τ。
3.GPS观测作业:
观测作业的主要任务,是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理,已获取所需的定位和观测数据。
其观测工作主要包括:安置天线、观测作业和观测记录等。
在雷雨天气安置天线时,应注意将其底盘接地,以防止雷击。
在观测时要注意各接收机的观测员应按观测计划规定的时间作业,确保同步观测同一组卫星。
观测记录需记下测站点,天线高,接收机号,开机及关机时间。
摆设GPS人员尽可能留在仪器旁边,不要让仪器离开视线范围之外,数分钟需至接收仪查看一次,注意数据有无持续接收、电池剩余电量等。
4.控制测量布网:
GPS测量平面与高程控制,测量首级平面控制采用D级GPS网,选用线形锁形式布设使用仪器为南方9600单频GPS接收机控制网布设时力求图形几何结构强,有良好的自检能力和约束力平面与高程控制均采用国家一等以上三角点作为起算点,联测点个数小少于3个;选点用于GPS测量观测站之间小一定要求相互通视,而且网的图形结构也比较灵话,所以选点上作比常规控制测量的选点简便但山于点位的选择对于保证观测上作的顺利进行并保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以在选点工作开始前,除收集和了解有关测量的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好情况,决定其适宜的点位外,选点工作还应遵守以下原则;点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上;接收机锁定
卫星并开始记录数据后,观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输人和查询操作,在未掌握有关操作系统之前,小要随意按键和输人,一般在正常接收过程中禁比更改任何设置参数。
GPS得到的高程是大地高,而实际采用的是正常高,需要将大地高转化为正常高。
而测区的高程异常是未知数,且高程异常的变化较复杂,特别在山区精度较差。
此外,新线定测要求约每隔4km常设置水准点,而有些地形环境不能满足GPS观测的条件,采用高程拟合的方法拟合的高程精度不能得到保证。
完全用GPS替代等级水准难度大。
因此等级水准仍采用水准仪作业模式。
求取地方坐标转换参数合理选择控制网中已知的WGS84和国外当地坐标(或地方独立网格坐标)以及高程的公共点,求解转换参数,为RTK动态测量做好准备。
选择转换参数时要注意以下两个问题:1)要选测区四周及中心的控制点均匀分布;2)为提高转化精度,最好选3个以上的点,利用最小二乘法求转换参数。
基准站选定基准站设置除满足GPS静态观测的条件外,还应设在地势较高,四周开阔的位置,便于电台的发射。
可设在具有地方网格坐标和WGS84坐标的已知点上,也可在未知点上设站。
1:6放样内业数据准备利用测量内外业一体化程序完成全部计算工作。
将线路的起点坐标、方位角、加直线长度输入,程序根据里程计算出全线待放样点的坐标,其中直线上每50m一个点,地形变换处加一个点。
按相应的数据格式将放样点坐标导出成DATA文件,通过软件将文件导入到外业掌上电脑供外业调用。
5.基站及高程系统:
基准站选定基准站设置除满足GPS静态观测的条件外,还应设在地势较高,四周开阔的位置,便于电台的发射。
可设在具有地方网格坐标和WGS84坐标的已知点上,也可在未知点上设站。
放样内业数据准备利用测量内外业一体化程序完成全部计算工作。
将线路的起点坐标、方位角、加直线长度输入,程序根据里程计算出全线待放样点的坐标,其中直线上每50m一个点,地形变换处加一个点。
按相应的数据格式将放样点坐标导出成DATA文件,通过软件将文件导入到外业掌上电脑供外业调用。
高程系统可采用1985年国家高程基准,在测区附近选择两个最近的国家二等或三等高程控制点,作为本测区控制的首级高程控制,附合水准路线采用四等水准测量。
测量仪器可采用自动安平水准仪和红黑双面区格式水准尺。
为保证最
大视线长度不超过100m和前后视距大致相等以尽量减少仪器的调焦次数,可利用测绳来确定安放水准尺和水准仪的位置,观测严格按照后-前-前-后或黑-黑-红-红的顺序,每站观测完毕首先检查前后视距差和黑红面读数是否超限,将观测误差在测量的同时及时地发现,以避免返工
结束语
应用静态GPS进行平面控制测量,只要按规范及GPS操作规程使用,并用先进的随机处理软件进行解算,其成果完全能满足资源勘查控制测量的要求。
由此证明GPS测量不但具有较高的精度,而且具有快速、灵活、高效等特点,并且对网的图形要求很低,大大节省了人力、物力,在今后公路、铁路、水利等线路测量中GPS将发挥更大的作用。
随着经济的发展,高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。
这些地区人烟稀少,植被茂盛。
成片的密林、密灌地区,水平方向通视困难,有时实施常规测量方法几乎不可能。
参考文献:
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[2]杜新,钟生伟,蔡薇,张峰.浅谈公路GPS测量中的质量控制[J].地理空间信息,2011,02:116-119+10.
[3]胡向荣,李国峰,崔文佐.高等级公路GPS控制网的建立与应用[J].内蒙古公路与运输,2001,01:14-15。