¿Cuáles son las aplicaciones de la tecnología de posicionamiento GPS en la topografía de ingeniería?

El GPS consta principalmente de tres partes: constelación de satélites espaciales, estaciones de seguimiento terrestres y equipos de usuario.

1. La constelación de satélites espaciales GPS consta de 21 satélites en funcionamiento y 3 satélites de respaldo en órbita. Los 24 satélites están distribuidos uniformemente en 6 planos orbitales, con un ángulo de inclinación de 55°, una altitud media de 200 km y un período de funcionamiento de 11 horas y 58 minutos. El satélite utiliza dos portadoras de radio de banda L para enviar continuamente señales de navegación y posicionamiento a los usuarios. Las señales de navegación y posicionamiento contienen información de la posición del satélite, lo que convierte al satélite en un punto dinámico conocido. En cualquier lugar de la Tierra, en cualquier momento, en un ángulo de altitud superior a 15°, se pueden observar un promedio de 6 satélites simultáneamente y hasta 9 satélites al mismo tiempo.

2. La estación de monitoreo terrestre GPS consta principalmente de una estación de control principal, tres estaciones de inyección y cinco estaciones de monitoreo distribuidas por todo el mundo. La estación de control principal calcula los parámetros de la órbita y los parámetros de compensación del reloj de cada satélite en función de los datos de observación de los satélites GPS por parte de la estación de monitoreo, compila estos datos en mensajes de navegación y los transmite a la estación de inyección. Información de navegación enviada por la estación de control principal. El mensaje se inyecta en la memoria del satélite correspondiente.

3.El equipo de usuario de GPS consta de un receptor GPS, un software de procesamiento de datos y su equipo terminal (como una computadora). El receptor GPS puede capturar la señal del satélite seleccionado para medirla de acuerdo con un cierto ángulo de corte de la altura del satélite, rastrear el movimiento del satélite, intercambiar, amplificar y procesar la señal, y luego usar la computadora y el software correspondiente. para calcular la línea base y la red El ajuste se utiliza para calcular las coordenadas tridimensionales del centro (estación) receptor GPS.

A partir de la implementación y aplicación de la topografía de ingeniería, podemos ver plenamente las ventajas de la medición GPS, lo que demuestra plenamente la alta precisión y la alta eficiencia de esta tecnología de posicionamiento por satélite.

1. Utilizar la tecnología GPS para medir y establecer grillas es más adaptable que los métodos tradicionales. La estructura de la red es simple y la densidad y la longitud lateral de los puntos se pueden seleccionar de manera flexible, incluso si están lejos de los puntos de control conocidos, se pueden conectar para posicionar la red de control direccional. Además, resuelve la dificultad de visibilidad entre puntos, permite una selección flexible de puntos, no requiere altos estándares y garantiza que las mediciones de campo no se vean afectadas por el clima. Sus ventajas se muestran especialmente cuando se configura una cuadrícula cuadrada grande (de lados largos) y cuando las condiciones de visibilidad son particularmente difíciles. Aunque el GPS en sí no está limitado por las condiciones de visibilidad, las mediciones de ingeniería son generalmente mediciones a pequeña escala y están sujetas a restricciones de costos del proyecto. Por lo tanto, en los levantamientos de ingeniería reales, aún se debe considerar el uso de instrumentos comúnmente utilizados y de baja inversión, como estaciones totales, teodolitos y niveles. Estos instrumentos de uso común generalmente requieren visibilidad entre puntos, especialmente cuando se diseñan redes de control, la visibilidad entre puntos traerá más problemas y dificultades al trabajo de medición. Especialmente en grandes redes de control de puentes, si los puntos no son visibles, inevitablemente afectará la resistencia y precisión de la red y, por tanto, la precisión del puente mismo. Por lo tanto, al diseñar la red de control GPS durante un estudio de ingeniería, deben ser visibles tantos puntos como sea posible cuando sea necesario. [Página siguiente]

2. Los puntos de la cuadrícula GPS tienen una alta precisión y una distribución uniforme del error, lo que no solo cumple con los requisitos de las especificaciones, sino que también tiene una gran reserva de precisión.

3. Es factible utilizar el error central del punto como índice de precisión de medición de la cuadrícula, lo cual es más razonable que usar el error central relativo para expresar el índice de precisión.

4. Utilice el método GPS para diseñar la red de control geodésico, que tiene un alto coeficiente de intensidad gráfica y puede mejorar eficazmente la velocidad de aproximación al punto. La optimización de la forma de la red es más conveniente.

5. En comparación con los métodos de medición convencionales, la eficiencia de la medición de la red de edificios utilizando GPS-RTK se puede más que duplicar y la intensidad de mano de obra de los operadores se puede reducir considerablemente. Una estación de referencia puede tener múltiples estaciones móviles y las estaciones móviles pueden funcionar de forma independiente sin órdenes de la estación de referencia.

La tecnología GPS, con sus funciones y ventajas únicas y poderosas, demuestra plenamente su superioridad en este campo y su espacio de desarrollo cada vez más amplio. Sin embargo, también se expusieron algunas deficiencias durante el proceso de construcción real en este campo, así como durante la construcción y el seguimiento de proyectos posteriores.

1. La clave para un posicionamiento preciso del sistema GPS es calcular con precisión la distancia entre el satélite y el receptor. Según el patrón fijo: distancia = velocidad × tiempo, una vez determinado el tiempo, la velocidad se determina en función de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas. Como todos sabemos, las ondas electromagnéticas se propagan muy rápido en el vacío, pero la atmósfera no está en el vacío y la señal se ve seriamente interferida por la ionosfera y la troposfera. El sistema GPS solo puede calcular este valor promedio, y debe haber errores en ciertas áreas específicas, en grandes ciudades o áreas montañosas, el impacto de edificios altos y árboles en la señal también causará una propagación no lineal de la señal. y se introducirán ciertos errores en el cálculo; 16 de junio de 438 El 11 de octubre, investigadores científicos operaron instrumentos de medición en las ruinas de Milán en Xinjiang y dibujaron el mapa satelital más preciso de las ruinas de Milán. Recientemente, un equipo de topografía y cartografía del Instituto de Investigación y Diseño de Ingeniería Especial de Beijing trajo los instrumentos topográficos y cartográficos más avanzados del mundo al sitio de Milán en Xinjiang y recopiló datos detallados e información relacionada con ellos en un área de más de 40 kilómetros cuadrados. . Antes de finales de 2006, el equipo de topografía y cartografía dibujará finalmente un mapa satelital de las ruinas de Milán mediante el avanzado sistema de posicionamiento global por satélite GPS/RTK, protegiendo así mejor este conocido hogar de los primeros ángeles alados del mundo. Las ruinas de Milán están situadas en la zona de Lop Nur, en el sur de Xinjiang, a más de 900 kilómetros de Urumqi, en la ruta sur de la antigua Ruta de la Seda. Según la investigación, fue construida durante la dinastía Han Occidental y es el sitio de la famosa ciudad antigua de Yixun. Después de la dinastía Tang, fue abandonado gradualmente. En 1907, el húngaro británico Olli Stein descubrió aquí un mural del "Ángel con alas". Stein dijo en su libro: Aquí se descubrieron los primeros ángeles del mundo. Hace unos 2.000 años, los ángeles "volaron" aquí. Los arqueólogos dicen que el mural del "Ángel alado" en el sitio de Milán es uno de los murales más antiguos conservados en Xinjiang y es el punto más lejano en la expansión del arte romano antiguo hacia el Este. Una vez completado el mapa satelital de las ruinas de Milán, los departamentos chinos pertinentes llevarán a cabo acciones detalladas de reparación y protección de las ruinas de Milán basándose en la información que se muestra en el mapa. Foto del reportero Shadati de la agencia de noticias Xinhua

2. Al igual que las mediciones de control con instrumentos convencionales, cuando se utiliza la tecnología GPS-RTK, primero se debe verificar la precisión del dato inicial. El punto de partida debe ser un punto de control de alto nivel, con una buena distribución de ubicación entre el punto de referencia del punto de partida y el punto de observación. Cuando se utiliza GPS-RTK dinámico para la observación, la precisión de la estación de referencia debe medirse y revisarse continuamente a través de 3 a 5 puntos de control de alto nivel para garantizar que las coordenadas de la estación de referencia tengan una precisión constante en todas las situaciones de observación de azimut.

3. Una gran cantidad de ejemplos de ingeniería demuestran que, aunque la medición de elevación por GPS puede lograr una cierta precisión, los puntos de control de medición de ingeniería municipal medidos por GPS deben nivelarse aún más con instrumentos convencionales para garantizar la precisión de la elevación. Cumple con los requisitos municipales de construcción de ingeniería.

4. La diferencia en la ubicación de los puntos de control seleccionados en la medición GPS afecta directamente la precisión de los puntos de observación. Dado que la medición GPS obtiene las coordenadas de los puntos (incluida la elevación) al recibir señales transmitidas por satélites, pueden ocurrir errores en las coordenadas de los puntos medidos cuando interfieren con cualquier factor que pueda afectar la recepción de la señal. Por lo tanto, se deben tener en cuenta los siguientes puntos al seleccionar los puntos de medición: (1) El punto tiene un amplio campo de visión, con un ángulo hacia arriba de 15°, y se deben evitar los obstáculos tanto como sea posible en el campo de visión. (2) Trate de mantenerse alejado de fuentes de radio de alta potencia, a una distancia no inferior a 400 metros, y de líneas de transmisión de alto voltaje, a una distancia no inferior a 200 metros. (3) Manténgase alejado de objetos. que interfieran fuertemente con la recepción de la señal satelital, y trate de evitar grandes áreas de agua.

5. La medición GPS es más adecuada para la construcción de nuevas áreas, exploración de campo y posicionamiento con amplio campo de visión y pocos obstáculos. En la construcción de ciudades antiguas, la medición GPS no puede recibir señales, o incluso si la señal se recibe, siempre está en estado flotante, por lo que los datos obtenidos suelen tener grandes errores, no son eficientes ni precisos y no pueden reflejar las ventajas de Medición GPS.

6. Existen diferencias entre los resultados de las mediciones GPS y los resultados de las mediciones convencionales. Las diferencias entre los diferentes tipos de resultados de mediciones GPS son a veces bastante grandes.

En los cálculos de ajuste de la red GPS, las longitudes de los lados generalmente requieren dos correcciones: (1) corrección al geoide (2) corrección simplificada a un plano de proyección gaussiano; El modelo de ajuste de plataforma conjunta bidimensional no puede resolver el problema de unificar la posición del plano y la posición de elevación, mientras que el modelo de ajuste de plataforma conjunta tridimensional es un sistema de ajuste avanzado multifuncional que puede realizar la conversión del modelo de ajuste. El resultado del ajuste es la posición espacial tridimensional y la precisión del punto, lo que favorece un análisis e investigación exhaustivos del punto y sus componentes. Sin embargo, en el ajuste de juntas tridimensionales, los puntos del terreno necesitan tener observaciones de altura geodésica con los correspondientes requisitos de precisión, lo que es difícil de lograr en algunos casos.

7.El GPS y las tecnologías relacionadas son una tecnología nueva y los estándares para su aplicación aún no están completos. En la actualidad, mi país no ha promulgado un estándar unificado de información geográfica. La mayoría de los fabricantes de productos de navegación utilizan sus propios mapas electrónicos, que generalmente son incompatibles entre sí. Además, no existe un estándar unificado para los productos y no existe un estándar para los mercados de productos, especialmente los productos de software. Esto aún debe ser estudiado y formulado más a fondo por los departamentos pertinentes.

En resumen, en el campo de la topografía de ingeniería, las funciones únicas y poderosas de la tecnología de posicionamiento GPS demuestran plenamente que tiene mayores ventajas y adaptabilidad que la topografía de control convencional en este campo. Algunas deficiencias requieren más investigación y mejora para adaptarse al trabajo de medición real. Con el rápido desarrollo y popularización de esta tecnología y la aplicación de tecnologías relacionadas, la tecnología de posicionamiento GPS se utilizará más ampliamente en la construcción urbana y la topografía de ingeniería.