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GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用
2021-05-29 来源:港口设备

1.GPS的应用价值

GPS定位技术由于其本身所具备的诸多技术特点被应用到工程施工领域中,具体表现如下:

第一,成本费用相对较低。由于GPS测量并不需要各个测站之间进行相互通视,所以能够从根本上减少由大量布网所带来的高额成本。

第二,测量的精准度高。GPS技术的测量精准度要远远高于其他普通的测量方法,定位技术基线向量的精度通常都保持在10-15~10-9区间。

第三,不受时间与外界条件的现实。GPS技术能够在任何时间与任何天气中来展开测量作业,让工程的施工进度可以进行的更加顺利。

第四,具备较高的自动化程度。如今,GPS的接收设备已经发展的更加平民化和傻瓜化,观测工作人员甚至只要将电源打开便可直接等待其最终的测量结果。除此之外,观测人员还可以利用相关的数据处理技术来对所得到的测量数据进行计算,从而得出测点最终准确的三维坐标。

第五,应用时间较短。GPS在每个观测站中的用时均为三十到四十分钟,如采用的是静态定位方法则会让观测时间变得更短。

2.GPS定位的原理

GPS系统所采用的是高轨测距体制,将观测站与卫星之间的距离当作基本的观测量。为了能够让距离观测量可以更加准确,GPS系统所采用的方法为如下两种:首先,测量卫星到达信号接收器的传播时间,又可以被称之为是伪距离测量;其次,测量卫星载波信号同接收机之间所产生的相位差,又可以被称之为是载波相位测量。其中,伪距观测量是目前速度最快的一种GPS定位技术,而载波相位观测则是目前精度最高的定位技术。

3.开展施工定位作业的注意事项

GPS-RTK测量精度在具体作业过程中会受多种因素影响,为此其应用应注意以下几方面:

(1) 基准站必须设置在较高位置,且和其他无线信号干扰源有足够距离避免干扰,基准站电台采用高频信号发射数据,因此基准站发射电台位置要比接收机高,且要避开障碍物以防遮挡信号;

(2) 电台设置参考测量规范,高频电台发射天线与接收机天线要有一定距离,防止相互干扰;

(3) 基准站的信号发射天线要匹配发射频率,并以发射频率变化调整天线长度;

(4) 解调器配置不仅可以自行调制数据,还能以相关标准格式调整,虽然方便,但用户站和基准站间的信号通道安全必须注意。

4.GPS-RTK在港口码头测量中的应用

4.1 基床抛石施工应用

基床夯实施工和水下基床抛石施工过程中,施工人员首先要将流动站接收机连接好,将相应的起点、轴线和边线等建立起来,并且在操作手簿上进行认真地记录。在采用流动站对抛石方驳进行记录的时候,首先在抛石船舷两侧采用两台RTK设备实施同时定位;在试夯的过程中,在将抛石方驳的位置选定好之后,对出夯前水下基床的高程进行测量,在将试夯的工作完成之后,在对夯后水下基床的高程进行测量,而两组数值之差就是夯沉量。需要在验收基床整平线和水下基地整平下道上将铁轨设置出来,这样在具体的整平过程中潜水员就可以将其作为参照高程,从而实施水下作业。

4.2 水下抛石施工应用

水下抛石施工前,应当结合工程的设计图纸来制定出匹配度较高的GPS施工坐标系,同时将在抛石范围之内的纵向与横向的定位网格绘制出来。首先,在施工船舶位置确定之后,要将两台RTK接收机器安装好并将RTK接收机器之间的平行关系以及同船型之间的关系测量出来,通过计算机软件来将网格关系进行记录和展示;其次,水下块石粗抛应利用定位技术来确定船舶位置,开体驳抛,同时在施工正式开始之前应根据开体驳的体制来将抛石定位网格绘制出来,表示出抛石的准确位置后,将船下锚系缆绳于浮鼓。同时按照定位技术所制定出来的具体位置,开体驳靠在船舶的一侧来进行粗抛。而施工人员则需要将抛填作业前后的水深和水位进行准确的测量,做好相关的抛填记录。

4.3基床整平施工应用

施工单位可以利用GPS-RTK定位技术来对机床的平外位置与高程进行水下放样作业。在下放钢轨时,定位技术可以确保整平方驳顺基床就位,直到方驳一舷可以准确的移动到测量位置。而后在通过GPS定位技术来对钢轨的下方向进行控制,利用垂球将其引至基床上,工程项目的施工人员要利用混凝土小块作为测点,并运用手持GPS设备与水下塔尺来准确的控制好下放高程。待钢轨两端的控制点被确定后,就可以开展接下来的安装作业了。另外,应当将GPS接收器下端的连接测探杆尽可能的放到最底层,从而避免因周边水流的干扰和影响测量结果的准确性。

4.4沉箱安装施工应用

沉箱安放施工应用GPS-RTK可以实时动态测量沉箱位置变化,不易受外围环境影响,并且发生情况可以及时通知起重船人员进行施工调整。沉箱安装过程中受船舶与波浪影响会产生晃动,因此需要相关人员做好观测工作,掌握变化规律,并及时开展复测工作,保证测量结果准确性。

GPS技术在海上施工与海上导航的诸多项目中都起到了较好的辅助作用,大大降低了施工资源浪费率的同时提升了测量数据的准确性,对于各类工程现代化施工大有裨益,值得应用推广。

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