定位技术在工程测量和海洋大地测量方面的应用.PDF

定位技术在工程测量和海洋大地 测量方面的应用 王强 (丹东航道管理处，丹东118001) 摘要GPS是一耪金天侯的、高精度的连续定位系统。文率扼要地说明了它在王程溺量 和海洋大地测爨中的应用前景。 关键词GPS，定位技术，控制髑，装度 1 前言 Ell于GPS是一种全天侯的、高精度的连续定位系统，并且具有定位速度快、费用低、方法 灵活多样和操作简便等特点，所以它在测量举、导航学及相关学科领域获得了极其广泛的应 爰。 义由于GPS定位技术，在测量学中的主要应用范围包括：大地测量，地球动力学的研究， 地区{生测量控制髓的联测，海洋测爨，精密工程，工程变形监测和她籍测量等。 下面，仅就GPS定位技术在王程测量和海洋大她测量中的应用，作一篱要豹介绍，以表明 GPS定位技术的前景。 2 GPS定位技术在工程测量中的应用 工程测量，通常是指与王程堪察设计、施工、验收与设备安装有关兹应掰性测量工作。王 程测量的范围极广，以至于我们难以详细列fij，GPS测熬技术可能应用的工程测量种类。 根据GPS测量精度离、速度快、作业简便等特点，它除广泛地用于一般工程测量外，在以 下的各类工程建设孛，也有着重要的应用。 (1)桥梁工程； (2)隧道与管理工程； (3)海峡贯通工程； (4)海上筑堤及海上石油钻探工程等。 由于①GPS测量不要求观测站之阊互糯邋视；②定位精度离；通过已完成的大量实验表 km—lookm的 骧，鳐翦在，j、予50km的基线上，其相对定位精度可达l～2xlo～，而在100 基线上，可达lO_6—10～。 ·170· ③观测时间短；④提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精 确测定观测站的大地高程。⑤操作简便。 GPS测量的自动化程度很高，在测量中，测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪 器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据。而其他观测工作，如卫星的扑获、跟踪观 测和记录等均由仪器自动完成。 基于GPS以上的特点，下边，我们通过两个工程测量的实列，来说咀以下GPS测量的广 泛用途。 例1、在远海筑堤控制测量中的应用 1997年中航一航三公司在河北黄骅港承揽了距北黄骅陆域15海里的海中筑堤工程，由 于跨海作业，苦于没有控制点，最后在筑堤基线上，打了相距一公里长桩台，利用GPS定位技 度为20mm--30mm，完全满足该项工程的精度要求。 例2在隧道贯通控制测量中的应用 隧道贯通控制测量的基本要求是，在隧道两端的开挖面处，通过联测建立起始的基准方 向，以控制隧道的开挖方向，保证隧道的准确贯通。基于GPS测量的特点，下边我们简单地介 绍一下，在横跨英法海峡的欧洲海底隧道工程中，GPS定位技术的应用情况。为了适应社会 各方面发展的需要，在英法海峡建造一条海底隧道，以便把英法两国联结起来，这项工程于 1987年动工，历时约五年，终于1991年贯通，并于1994年5月开始运营。 英法隧道，位于英国的多佛尔以西，和法国的加莱西南，全长约50km。隧道的最终处位 于海底以下40m，整个隧道工程计划分四个施工段，每个施工段要开挖三条管道。在如此浩大 的海底隧道工程中，要保证各施工段开挖的管道均能准确的贯通，这对隧道工程的控制测量， 提出了严格的要求。 为此，在隧道的初步设计阶段，曾用经典方法在两岸各布设了一个平面测量控制网，经平 差后，其相对误差为lo×10一，也就是说，对约50km长的隧道，其横向与纵向中误差可达 20cm。 三个控制点(见图1)，并将观测结果与经典网进行了联合平差，结果使控制网的相对精度提高 到l×10一。由此，上述隧道的横向与纵向中误差降为5cm。显著地改善了控制网的精度，从 而保障了隧道的准确贯通。在次，GPS精密定位技术，在英法隧道这一世界性的伟大工作中， 作出了具有深远意义的贡献。 3 GPS定位技术在海洋大地测量方面的应用 世界上海域辽阔，资源丰富，海洋开发工程，已成为沿海各国经济建设的一项重要任务，海 洋测绘作为海上一切经