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GPS技术在京汉大道供水管道工程中的应用尼龙螺母

时间:2022年06月29日

GPS技术在京汉大道供水管道工程中的应用

GPS技术在京汉大道供水管道工程中的应用 2011年12月09日 来源: 1 工程概况京汉大道输水管道工程是武汉自来水公司最大口径、最长距离的钢管工程。起于宗关水厂,终于黄浦路,贯穿硚口区、江汉区、江岸区,是汉口地区供水系统的主动脉,沿沿河大道和原京汉大道和原京广铁路铺设,全长10.728km,其中DN2000mm管道2.208km、DN1800mm管道2.7km、DN1200mm管道1.29km。工程于1997年8月28日开工,1999年11月30日竣工。在施工过程中,武汉市自来水公司管网管理部勘测队运用GPS等测量技术进行沉降观测,竣工测量,及时地配合施工部门解决了施工中出现的难题。过去,大型管道阀门竣工图是以管网周围建筑物,譬如电线杆等为参照物,用米尺量出阀门的相对位置。这种方法虽然简单、方便,但当现场地物地貌发生大的变化时,就会造成阀门、管道埋失的问题,势必严重影响管网供水的安全性。特别是京汉大道这种新敷设的大型输水干管,在周边的建筑物又未按规划形成的情况下,沿途建筑物变化较大,按原始方法收集竣工资料确定相对位置的方法,已不能满足日新月异的市政建设需要。因此在工程施工的初始阶段,武汉水司勘测队及时采用动态GPS、全站仪等设备进行实地跟踪勘测,使现场收集的第一手资料的准确性和可靠性大大提高。2 运用GPS对管道及附属设施进行坐标定位阀门的GPS定位测量克服了常规测量手段的许多不足,相对来说具有快速、全天候、测站之间不需通视、节省时间、人力、物力、等优点。在阀门GPS定位完毕,而现场地貌改变后,就可以根据已测行的GPS坐标数据,利用测量仪器,将埋失的阀门定出位置,以实现阀门及管网管理的后继性和延续性。GPS与常规测量手段相比有其独特特点:(1)可以实现全球全天候连续测量定位;(2)定位精度高,功能强;(3)抗干扰能力强,保密性好;(4)自动化程度高,操作简便;(5)经济效益高。由于观测不需要通视,因此不需要建立瞻标,这样可以大大减少测量观测时间和经费,比常规控制测量可以减少一半经费,效率可以提高数倍。在勘测过程当中分别应用了静态GPS测量和动态GPS测量。静态GPS测量就是在接收过程中天线处于运动状态。2.1 静态GPS控制点测量(1)进行GPS测量的网形设计。根据《武汉市供水管网GPS控制网施测技术设计》的要求以及外业踏勘调查资料,遵照“立足需要,保证精度,便于施测,利用发展”的原则进行布网。(2)进行外业GPS测量。实施外业测量时,所设的GPS点应位于较开阔的地方,附近无高大建筑物、高压线、无线电发射台及大型接收天线等影响或屏蔽卫星信号的物体。(3)事后数据处理。测量完毕后,要将数据传输到电子计算机中,应用相应的数据处理软件进行处理,经过基线解算和网点平差得出控制点的三维坐标数据。(4)成果整理。数据处理完毕后,绘制京汉大道沿线GPS控制点网图,以利于以后的导线控制点加密。并将所有控制点输入到数据库中,形成控制点坐标数据库管理系统,以利于数据的管理和查找。2.2 动态GPS控制点测量动态GPS系统分为基准站和流动站两个部分,基准站架设在一个固定的GPS控制点上,将天线接收到的卫星信号以数据链的形式由电台发射出去,发射的频率基本是与天线接收卫星的频率相同;在进行动态测量的过程中,流动站是以运动的状态在各勘测点位上移动,流动站在待测点位上同时接收卫星信号和基准站发出的数据链,进行实时数据解算,实时得出当地待测点三维坐标数据。静态GPS在技术上有其局限性。当被锁定的卫星少于4颗时,就不能正常工作;卫星数低于5颗时,定位精度会受到影响,等待时间也很长。而动态GPS(GG-RTK)是将美国GPS和俄罗斯GLONASS两种卫星系统联合起来使用,增加了接收卫星的数目,精度可以到厘米级,能满足供水管网定位的要求。在京汉大道工程竣工测量中,对管网阀门、伸缩器、管道进出点、上翻下翻、管顶、三通、测流测压孔井、排气排泥阀及正交电信、电缆等进行控制,实测GPS点250个,主干管阀门的方头为对中点,对阀门口径、安装单位、日期、开启方向、重要部件材质以及位置简图,进行一点一控制卡,并标注编号,绘制在1/500管网基本图上,数据输入微机,对其他控制点也相应制成专门的坐标表,为运用GPS技术实现管网管理自动化提供基本数据。一旦京汉大道出现如地震、地形地貌变化较大等引起管网和阀门埋失时,可采用极坐标法和直角坐标法进行节点放样,使被埋阀门、管网和附属构筑物再现。3 利用常规仪器进行竣工测量如果管道施工位于较狭窄的小巷中,或在较强电磁波干扰的地方,GPS接收的卫星信号就会被阻挡或被削弱,造成GPS接收机的定位效果和可靠性受到影响,就不能利用它直接对管道或其附属设备进行测量,需要将GPS控制点测设在管道附近较开阔和较稳固的地方,作为导线引点,再利用常规的测量仪器进行管道的竣工测量。3.1 全站仪平面定位我们利用全站仪既能精确测距又能测角的功能,根据导线测量及几何的原理即可求出待测的阀门坐标。GPS技术在京汉大道供水管道工程中的应用尼龙螺母

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