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鉴于测量技术的发展,隧道测量技术也不断更新。GPS系统因其精度高、灵活性强而被广泛应用于国民经济建设的各个行业。GPS技术广泛应用于长距离隧道测量中,控制网的建立是隧道测量的核心问题。完成测量方案后,建立控制网。其中,测量方法和仪器的选择是制定测量方案的关键。GPS技术、红外测距仪、全站仪在隧道测量中应用广泛。电镀废水处理GPS测量;误差;精度控制;隧道施工
1 GPS技术的特点
1.1 实时定位
GPS最大的特点是,它可以精确定位地球上任何固定或移动的目标,显示出精确的经纬度和速度。采用GPS导航可以更好地保证运动载体的设计,全天候精确定位系统最适合目标导航。
如果没有 GPS测量技术,观测时间小于20公里,传统的静态相对定位至少需要15分钟。利用实时动态定位,观测时间不到5分钟,有时需要几秒钟。这样可以大大减少观测时间,提高绘图效率。
1.3 定位精度高
通过一系列工程绘图试验和应用结果,采用载波相位观测法实现静态相对定位,其相对定位精度可达1×10-6~2×10-6,在100-500 km的基线上,可达到10-6~10-7的精度标准。目前,随着测量技术的不断提高,许多观测数据的处理方法得到了很大的改进。即使离基线超过1000公里,也可以获得10-8以上的观测和定位数据。随着技术的发展,其测量精度将不断提高,以满足各种工程测量的需要。
1.4 功能多用途广
利用 GPS测量技术,不仅可以实现精确、稳定的导航,而且可以在短时间内高效地完成测量工作。可以达到0.1 m/s的测速精度和纳秒级时间测量精度。其功能特点使其可广泛应用于各种测速和测时任务。
2 GPS技术的应用
2.1 GPS对施工精度的控制
隧道施工质量是隧道安全使用的重要保证。如果工程质量不能保证,将会给相关人员和财产带来一定损失。因此,在隧道施工过程中,施工人员必须严格控制整体测量和精度。GPS可以精确测量每一点的大地高差,在转换成适合工程研究的正常高差时,需要考虑大地水准面是否异常。这种转换受重力测量等诸多因素的限制,目前采用 GPS水准法需要利用数学模型计算 GPS定位点正常位置与 GPS大地高的关系。
2.2 GPS技术在隧道施工控制测量中的应用优势
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GPS是提供精确定位、工程地形测量和测速的应用技术。使用 GPS 定位系统服务全球。它主要是将采集到的各种数据通过微定位装置传送到测量仪器上,形成各种数据,再进行数据处理和分析,最后得到详细的地形图。GPS技术与卫星、地面监测系统、 GPS接收器等技术结合起来,可以为用户提供三维坐标和时间信息。GPS技术的应用可以有效地实现高精度定位,缩短定位时间,提高定位效率,满足工程测量对测量数据精度的要求。另外,GPS技术还可以实现对监测站的管理,不受山体等障碍的限制。
2.3 静态GPS测量技术的应用
GPS静态测量技术主要用于工程控制网的构建。另外,测量附加导线的加密方法。常规测量方法有三角法和导线法,主要是基于国家高等级控制网点的前提条件下,对控制点进行加密,一般用全站仪和棱镜。这个阶段需要保持点和点之间的通视性,且外业不能及时掌握现场情况并得到具体结果的准确性。GPS静态相对定位系统测量阶段,无需考虑点与点之间的通视性,可实现相对高精度地测量,通视可快速准确地测量不同测控点的具体坐标,具有高精度。信道均衡
3 隧道GPS测量要点
3.1 GPS控制网网型设计
在隧道GPS网中,一般采用独立基线形成闭合图,所有控制点通过同步或异步环连接,形成空间三角形和大地四边形,提高了网络几何结构强度。就特定的闭合条件而言,不应该有自由基,以避免各边粗差在求闭合差时相互抵消。
网中的每个节点必须通过至少三个独立的基线,才能保证检测条件和提高网络可靠性,使
网络的准确性和可靠性更加统一。每个控制点至少观测两个周期。
设计 GPS网络观测方案时,必须考虑到最佳观测周期和同时接收5个以上卫星信号的观测周期。精度是衡量观测周期质量的标准,在静态定位时,主要考虑几何精度衰减系数 GDOP。
3.2 GPS隧道控制网选点要求
根据检测结果和规范要求,在原始控制点选取所需点。为保证 GPS观测质量,提高工作效率,方便测量,在隧道 GPS控制网中选点时应注意:(1)不要求有一定通视,短距离中点可按要求设置,长距离点之间可灵活加密控制点。(2)测量点周围不应有高障碍,以免阻挡或吸收信号。一般的控制标准是高度角大于15°。(3)选点要避免在电视塔或高压线路附近,避免干扰,影响测量精度。(4)选择在视野开阔、交通便利、扩展性好、易保存、观察及后期使用的地方。(5)同时选择远离大面积积水、建筑玻璃幕墙等高反射环境。否则会产生多路径效应,影响测量精度。(6)选点后,按规范要求埋设标石。
3.3 隧道内导线布置
隧道测量时,应注意隧道内导线的布置。隧道测量的重点是控制网和导线点的设置,同时在测量时要对导线点的变化及时进行修正。
3.4 确定检验方法
GPS数据的传输和处理主要依靠随机软件功能。为了确保已知数据的相对精度,必须保证数据量和信号质量,以便精确计算控制点坐标。然而,测量结果的准确性在很大程度上取决于多个方面的定位精度。因此,必须采取相应的措施,保证一定的起点点位精度,并同时进行水准高程点联合测量。可以查阅已知点的具体精度和等级,用精密仪器测量距离,计算点的长度及实际测量结果。最后通过匹配已知点来调整精度,提高测量精度。
3.5 观测GPS接收机
为了减小系统误差,必须在观测前对仪器进行校核和修正。按照 GPS运行计划安排观测,以往 GPS测量的基本原理是,GPS接收机通过接收多个卫星信号进行坐标定位。实践中,单机测量误差较大,不能用于工程测量。一般情况下,三台或三台以上GPS接收机同步观测可提高测量精度。
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3.6 数据处理
(1)测站平差应在测量站水平角度后进行。(2)检查闭合误差,即计算每个闭合环闭合误差,检查是否有粗差。(3)采用恒加恒乘、气象改正、投影改正等方法计算统一隧道平面上的实测边长。(4)采用导线网平差程序计算整个闭环网的平差,利用计算机计算各控制点的坐标值,并进行精度评定。
3.7 合理选择拟合法
为了保证其他控制点的高程精度,必须保证高程起点精度。因此,在隧道工程测量中,应科学布置控制点,控制高程起始点的测量精度和稳定性,拟合要求不少于6个水准点,尽量均匀分布。对于大范围的测量区域,也可以建立拟合模型,以提高高程拟合精度。当拟合类似的大地水准面时,通常采用数理面板法。采用全球定位系统测点法拟合的方法确定待测点的正常高值。在实际操作中应合理地选择二次曲面拟合法、样条函数法、多面函数法、平面拟合法等。其中二次曲面拟合法用得最多,而且测得的数值误差也较小。根据观察环境的不同,应选择不同的拟合方法。
结束语
总的来说,通过本文对GPS应用分析,证实了 GPS在隧道测量中的巨大优势。目前 GPS定位系统各方面的优势还存在很多问题,在技术上应用有许多细节需要不断改进。GPS系统易于操作,可以有效提高隧道工程测量质量。GPS有很大的发展潜力, GPS的优势不容忽视,其技术水平在不断提高,未来还会发挥更大的作用。
参考文献
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