试述GPS技术在天然气工程测量中应用

【摘要】近年来,GPS技术的使用范围和频率不断上升,天然气工程中使用GPS技术的情况也开始日益多起来。研究GPS如何更好的应用到天然气工程测量中关乎我国能源工程的发展。本文将从以下几个方面来分析GPS技术在天然气工程测量中的应用。
【关键词】GPS技术;天然气;工程;测量;应用
一、前言
目前,虽然GPS技术在天然气工程测量中有比较广泛的应用,但是,由于应用方面还存在些许的环节没有引起重视,因此,研究GPS技术在天然气工程测量中的应用这个课题很有作用。

二、GPS-RTK技术制约测量中的应用

1、传统工程制约测量存在的理由
关于城市制约网,其占用面积大、精度要求高、应用频繁等特点,再加上其所测量的导线常常布设在掉膘,易于外界多种因素的破坏,给工程测量造成诸多不便。而常规的三角网、导线网、快速静态等制约测量策略,不但增加的工程测量的成本费用,提高外业作业强度,多数制约网点需要一定的通视效果,而且所测得的信息数据精度标准不一。
2、 GPS-RTK技术在制约测量中的应用优势
在制约测量中采用GPS-RTK技术能够提供快速精确的制约网点,进而提高测量作业效率。GPS-RTK测量系统中的流动站能够直接对制约点的三维坐标进行测量,其方式就是在测量区域中的高等级制约点搭建基准站;在测量较为复杂的制约点,就可运用手簿提供的交会法间接测量。这种制约测量策略制约点间不需要进行通视,在布设较长GPS三角锁网的基础上,维持长距离线路坐标制约的一致性,这样对制约点位置的选择并未有较多的限制因素,具有测量效率高、结果精度准、成分花费少等优势。将GPS-RTK技术用于公路制约测量、电力线路测量、水利工程制约测量、大地测量等工程项目当中,则不仅可以大大减少人力强度、节省费用,而且大大提高工作效率,测一个制约点在几分钟甚至可以在几秒钟内完成。

三、GPS的特点

相比较其它的测量策略,GPS测量技术具有显著的优势。
1、精度高
对于传统的测量策略来说,其测量精度具有一定的局限性,没有达到相应的精度要求,对于工程的策划与施工都会造成很大的影响。而对于GPS测量技术来说,其测量极度远远高于普通测量精度。一般来说,使用GPS测量,基线越长,测量的精度就越高。使用GPS测量系统,能够达到厘米级与分米级,对于大部分工程的测量都能够满足其GPS技术在天然气工程测量中的应用由优秀论文网站{#GetFullDomain}提供,助您写好论文.要求。
2、设备简单
对于GPS测量系统来说,并不需要在地面上另行建造各种测量机架。对于GPS卫星系统来说,彼此卫星间都有信息的交流,能够及时的对信息进行有效的处理,这也就使得测量的点位可以非常的灵活,能够直接越过传统测量策略中对于中间步骤的计算,缩减了测量运算的工作量,更具有优越性。
3、操作便捷
GPS测量系统的自动化程度非常高,其操作非常的简单,在进行测量时,工作人员的主要任务就是开关测量仪器、对仪器进行测量,对仪器的运转进行监控。而且,随着科技的发展,GPS也正向着多功能、低功耗、小体积的方向发展。
4、全天候作业
GPS在空中的部分是由24颗卫星组成,其监控范围比较广,分布均匀,而且对于每一颗GPS卫星定位仪来说,其上都安有防水装置,这使得在下雨点也能够正常工作。而且,GPS系统具有全天候作业的特点,这也就为人们利用GPS测量系统提供了便利的条件

四、工程概况

本文以太阳宫热电厂工程为例,介绍GPS技术在该工程中的应用。该工程北起北六环,沿京承高速公路往南至太阳宫热电厂,全长约20 km。沿途多为林地,并穿越温榆河、清河及高速公路等复杂地段,且制约点资料不足。同时对于这种大型基建天然气工程来说,不能仅考虑测量目前状况地形图,还要考虑接下来的定线测量、拆迁和施工交桩等测量任务。常规测量策略很难及时完成该工程的测量任务。为此,决定在该工程中应用静态GPS测量,布设首级制约网,然后应用该制约网的成果建立坐标转换模型,用RTK技术进行工程制约网的加密并配合全站仪进行地形图测量、定线测量和施工放样等测量工作。

五、GPS测量的技术设计

1.设计依据

GPS测量的技术设计主要依据《城市测量规范》、《全球定位系统(GPS)测量规范》及燃气工程测量有关要求。

2.精度要求

根据工程需要和测区情况,选择D级GPS网作为测区首级制约网。要求平均边长5—10 km,最弱边相对中误差小于1/10 OOO,GPS接收机标称精度的固定误差。a≤10 mm,比例误差系数b≤10 × 10-6。

3.网形设计

为了满足太阳宫热电厂燃气工程测量任务的需要,同时考虑带状工程测量的特殊性,要求GPS网形结构严谨、经济合理、精度可靠并满足规范要求,在收集已知制约点资料和现场踏勘的基础上,沿京承高速公路两侧布设8个静态GPS点,并联测4个已知点(A,B,C,D),边连式组成连续发展的连接图形(如图1所示),每个制约点的连接点数不少于2个。同时,为保证相邻点之间的相对精度得到满足,相邻制约点之间均测设直接基线。

4.观测计划

根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP),选择最佳观测时段(卫星多于4颗,且分布均匀,PDOP值小于6),并编排作业调度表。

六、外业实施

1.选点
GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活,因此,点位选择比较方便。但考虑
PS测量的特殊性,并顾及后续测量,选点时应着重考虑:①点位远离大面积水面,以避开多路径效应;②点周围高度角15“以上不要有障碍物,以免信号被遮挡或吸收;③点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等,以免电磁场对信号的干扰;④点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方,以便观测和日后使用;⑤选点结束后,填写点之记。
2.观测
根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位,卫星高度角150,时段长度45 min,采样间隔15s。在4个点上同时安置4台接收机天线(对中、整平),量取天线高,测量气象数据,开机观察,当各项指标达到要求时,按下接收机的记录键,则接收机自动记录,观测者填写测量手簿。

七、RTK技术的应用

在制约网解算完成后,应用测量所得的WGS—84坐标和北京市地方坐标,通过点校正建立坐标转换模型,应用RTK技术在测区内加密制约点,作为地形图测绘的图根制约点。同时选取测区内空旷的地区,用RTK直接测量地形图,这样不仅地形图精度高,而且大大缩短了外业作业的时间。
在图上定线完成后,应用RTK技术现场确定燃气管线的走向,同时采集沿线折点的高程信息,以及线路上地形变化点的三维坐标,并结合地形图确定地下交叉管线的位置和高程。然后将测量数据整理成设计施工图所需的定线成果表。
八、GPS测量技术在工程测量中的应用要点总结
1、选点
点位应该选择在容易安置接受设备、视野相对开阔的地点。选点时要注意:每一个点要和某一点通视,方便在后续的测量工作中继续使用;点位所处位置视野周围高度角为15度左右,并且不能有障碍物,防止信号被屏蔽或者信号缺失;点位的选择要避开接近大功率的无线电发射源,点位距离高压电线不得小于50米,这样避开电磁场对信号产生的干扰;点位应该设置在交通便利,地基文星,便于保存、能够和其他的观测手段相结合,易于联系;选点确定以后,要及时的固定好。
2、观测
外业观测主要包含了天线的安装、开机观测、气象参数的测定、观测记录等,并且及时的把数据转移到存储设备上。
九、结束语
GPS技术虽然已经比较成熟,但是,其在天然气工程中的应用还有待于进一步的普及和推广,需要我们不断研究如何更好的应用GPS来提高天然气工程的施工质量。
【参考文献】
[1]张维宽.矿区工程测量中GPSRTK技术的应用分析[J].电子测试,2013(3).
[2]王小燕.GPS技术在工程测量中的应用[J].江西建材,2012(06).

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