电子信息论文发表-新型测量仪器在工程测量中的应用探究

时间：2013-07-03 作者：lyqkw 所属分类：未知 点击：120次

　　摘要：在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量。实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。测量仪器在工程测量中发挥着十分重要的作用，新型测量仪器的应用相对于传统的测量技术具有高精度、自动化、高效益等优势，本文就就工程测量中新型测量仪器的应用进行了探讨，并得出了相关结论。

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　　一、GPS在工程测量中的应用

　　(一)GPS及其工作原理

　　GPS是指利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，它是采用距离交会法以三角测量的定位原理来进行。GPS所采用的是多星高轨测距体制，并且将GPS卫星和接收机的距离量作为基本观测量。只有在地面GPS接收机接受的卫星信号同时在3颗以上之后，才可以利用位距测量或者是载波相位测量，来进行测算，然后得出卫星信号到接收机所花费的的距离以及时间，最后再根据各卫星所处的位置信息，把卫星到用户的多个等距离球面相交后，就能够获得用户的三维(经度、纬度、高度) 数据坐标、速度以及时间等相关参数。GPS的测量中最常通常使用的两类坐标系统是在空间固定的坐标系统和与地球体相固联的坐标系统，又被称作地固坐标系统。在实际应用过程中坐标系统的变换需要根据坐标系统间的转换参数进行，一次来进行坐标系统坐标的推算。这么一来便使得表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果更加容易，因此作为新一代的卫星导航与定位系统——全球定位系统，以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的优点，被广泛地应用于工程测量中。

　　(二)GPS在工程测量中的应用

　　1、GPS测量技术在公路测量中的应用

　　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。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。

　　2、GPS在变形监测中的应用

　　变形监测主要是监测像大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物、构筑物地基沉降、位移以及整体倾斜等状况。常规监测技术是应用水准测量方法，监测地基沉降;应用三角测量(或角度交会)方法监测地基位移和整体倾斜，由于被监测物体通常都是几何尺寸巨人，监测环境复杂，监测技术要求较高，因此应用常规技术不仅观测时间长、劳动强度大，而且难以实现自动化监测。而GPS定位技术由于定位精度高，不需要通视、可全天候工作等特点。研究表明，利用GPS进行水平位移观测可获得小于士2mm精度位移矢量，高程测量也可获得不大于士10mm精度。因此，GPS在变形监测中越来越受到广泛应用，

　　二、RS在工程测量中的应用

　　(一)RS

　　RS,即遥感技术。遥感技术包括传感器技术,信息传输技术,信息处理、提取和应用技术,目标信息特征的分析与测量技术等。RS技术具有大面积的同步观测、时效性强,数据的综合性和可比性及经济性具有教高的优势,得到快速的普及。

　　(二)RS在工程测量中的应用

　　1、在地籍测量中的应用

　　多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

　　2、遥感动态监测在水利工程中的应用

　　动态变化监测已成为遥感应用的一个主要方面，多时相、多种类型的传感器对同一地区进行定期或不定期的资源与环境调查能及时、准确、宏观地反映客观情况。以多时相遥感影像为数据源，通过重点分析最佳组合波段的选择和水体信息特征提取的图像处理方法，为遥感技术在水环境方面的研究提供一定的理论依据。同时，利用数字遥感技术实现随时间变化的水域动态监测和枯水期、丰水期的水域变化的动态监测，为防洪、抗洪、水资源合理调度、河道规划治理工作提供科学依据。

　　三、GPS—RTK技术在工程测量中的应用

　　(一)基本原理

　　GPS—RTK测量系统一般由GPS接收设备、数据传输设备和软件系统三部分组成。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，可在野外获取点位厘米级的精度。其基本思想是：在基准站上设置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数，并计算显示用户站的三维坐标及其精度。使用动态GPS测量技术，测量人员只需在完成初始化后，短时间就能获取观测点的坐标。

　　(二)作业流程

　　GPS-RTK测量的作业流程

　　1、收集控制资料。根据工程需要收集当地的高等级已知控制点，并对其进行检查以保证起算数据准确可靠。

　　2、基准站的设置。由于收集的已知控制点在多数情况下并不便于直接使用，需要在测区内布设若干加密控制点作为基准站的位置，联测其坐标与高程。再在基准站上安置接收机，配置正确的参数。

　　3、流动站的设置。在流动站上安置GPS接收机并进行初始化。流动站可处于静止状态或运动状态;可以在一个固定点上初始化后再进行动态作业，也可以在动态条件下进行初始化。

　　4、坐标系统转换。一般工程中选用地方独立坐标系，而GPS实测的坐标为WGS-84坐标系，为统一坐标参照系，需计算坐标转换参数。若该地区已经进行过静态控制网测量，可直接得到转换关系;若没有，则需要采用现场点校正的方式，利用三个以上的控制点进行RTK参数修正。求出坐标转换参数后，利用RTK设备中测量控制器即可实时解算出定位点的独立坐标。

　　5、流动站测量定位。坐标转换参数确定无误后，即可在测区根据工程需要进行实时的单点测量或放样定位测量等工作。

　　(三)应用分析

　　1、建筑物规划放线

　　建筑物规划放线，放线点既要满足城市规划条件的要求，又要满足建筑物本身的几何关系，放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系，对于短边，其相对关系较难满足。在放样的同时，需要注意的是测量点位的收敛精度，如果点位收敛精度不高的情况下，强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下，用RTK进行规划放线一般能满足要求。

　　2、用地测量

　　在建设用地勘测定界测量中，RTK技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。

　　结束语

　　测量仪器为工程测量的实施提供了设备基础，新的测量仪器的研发和应用推动了工程测量的发展与进步。当前GPS、RS、GPS——RTK等新测量技术广泛应用于地籍测量、水利工程测量、建筑物规划等领域，推动工程测量向精密、自动化、智能化、数字化方向发展，实现了工程测量、数据处理、成果分析、数据管理和应用的一体化、网络化与智能化。测量工作人员只有加强自我学习，不断地创新，使用推广新设备、新方法和新工艺，才能保证工程测量工作更好地实现。

　　参考文献

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