北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用.pdf

263中 国 设 备 工 程C h i n a P l a n tE n g i n e e r i n g中国设备工程 2023.09（上）随着科学技术的发展，北斗卫星导航定位体系衍生出来。作为前沿技术，它自身所独有的优势和特点使其得到了广泛的应用，特别是在工程测绘中，优势表现得十分明显。利用北斗卫星导航定位体系，可以对相关数据信息进行快速的获取，不但能够使获得的结果更加精准，与实际的工作需求相适应，同时还能在很大程度上减少测绘成本的输出，促进测绘质量效率的提高。在工程测绘中对北斗卫星导航体系进行科学合理的应用，能够对传统技术中存在的不足和缺陷进行弥补，从而为工程测绘的稳定、可持续发展提供充分的技术支持。1 北斗卫星导航系统基本原理与特点1.1 北斗卫星导航定位系统原理北斗卫星导航体系是一个具有较强综合性的体系，其中包括许多种不同类型的技术，如数字通信、测量、定位、导航等，目前居于世界第三位。在对其进行研发时，我国的宗旨是能够为用户提供更加优质的导航和定位服务。随着社会经济的快速发展，人们从未停止研究导航北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用陈如银（广西南宁当代丰耘投资管理有限公司，广西 南宁 530000）摘要：我国是一个经纬度跨度较大、地域辽阔的国家，地区的不同，地质条件也有着明显的差异性。随着社会经济的发展、城市化脚步的加快，建筑物如雨后春笋般涌现出来，数量不断增多的同时规模也在不断扩大，这在一定程度上使得工程测绘面临新的考验。工程测绘具有较强的系统性，并且客观的影响因素较多，利用北斗卫星导航系统进行定位，能够对数据信息进行准确的获取，从而促进工程测绘工作质量和效率的提高。本文主要对工程测绘中北斗卫星导航体系的特点和优势进行了阐述，并提出了几点对策应用于实践中。关键词：北斗卫星；导航系统；测绘工程；应用中图分类号：TU198;TN967.1 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2023）09（上）-0263-03体系的步伐。北斗卫星导航体系有其自身的几何原理，主要是以卫星作为中心，再与中心距离作为半径来画球面，三个球面相交会得出两个点，然后再依据相关理论知识对不合理的一点进行排除，从而确定用户的指定位置。在测绘工程中应用北斗系统能够持续不间断地进行导航和定位，能够把实时信息及时地输送给人们。另外，北斗卫星导航体系还具有通信功能，这也在一定程度上拓宽了数据传递的渠道。随着北斗卫星导航体系的广泛应用，许多厂家都把卫星导航体系和 GPS 进行有机结合，从而促进了服务质量的提升。1.2 北斗卫星导航系统的特点和 GPS 相比，北斗卫星导航的终端把导航与短信服务功能进行了有机结合，使得通信功能得到了扩大，能够进行 24 小时定位，大大减少了通信的盲区，在精确度上几乎能和 GPS 相同。无论向哪个国家提供服务都是不收费的，而且所提供的授时定位导航服务也没有人数上限，同时，还能和 GPS 相互融合，在一些范围较大的监控和管理中较为实用。可以对数据信息进行有效的采支护体弹性模量增加，吸能支护与围岩协同作用效果呈线性减小。5 结语（1）吸能支护与围岩协同作用的最佳参数组合为：锚杆（索）直径 d=13mm，锚杆间排距 s=0.75m，树脂锚固剂强度 fp=0.12MPa，树脂锚固剂长度 L=4m。采用此参数组合对巷道进行支护，能够有效地控制巷道围岩的变形。（2）吸能支护参数对围岩应力影响程度的大小关系为：树脂锚固剂强度 fp 锚杆（索）直径 d 锚杆间距 s 锚固剂长度 L；吸能支护参数对围岩塑性区影响程度的大小关系为：树脂锚固剂强度 fp 锚杆（索）直径d 锚固长度 L。此参数组合下的巷道围岩应力较小，塑性区分布合理，实现了吸能支护与围岩协同作用的最大化。参考文献：1 吴鹏.西曲矿 18406 工作面煤巷快速掘进工艺研究 J.山东煤炭科技,2023,41(04):86-88+94.2 孙稳.深部厚煤层采动巷道锚网索注梯级支护技术研究 D.中国矿业大学,2022.DOI:10.27623/ki.gzkyu.2022.001946.3 金镖.黔西南含层状碎屑岩与断层构造的巷道围岩稳定性研究D.贵州大学,2021.DOI:10.27047/ki.ggudu.2021.001853.4 马晓文.高速铁路泥岩隧道仰拱基底围岩软化对仰拱力学特 性 的 影 响 D.兰 州 交 通 大 学,2021.DOI:10.27205/ki.gltec.2021.000525.5 高 议 民.煤 矿 巷 道 锚 网 支 护 机 理 及 围 岩 变 形 规 律 分析 J.能源与环保,2021,43(01):125-128.DOI:10.19389/ki.1003-0506.2021.01.027.6 付煜.急倾斜层状矿体楔形体地压及其防控方法研究 D.东北大学,2019.DOI:10.27007/ki.gdbeu.2019.000292.7郭磊.弱胶结软岩托顶煤巷道顶板锚固支护机理研究及应用D.山东科技大学,2017.8 张小波.软弱破碎巷道围岩深浅承载结构力学分析及稳定控制D.安徽理工大学,2014.9 臧龙.煤柱底板巷道围岩稳定性分析及其控制技术研究 D.中国矿业大学,2014.设备9上.indd 2632023/8/30 14:32:50264研究与探索Research and Exploration 理论研究与实践中国设备工程 2023.09（上）集、传递，它的中心定位具有节点式，可以对双方的位置都能够进行精准的定位，并且还进行了加密设计，提高了安全性、稳定性，对于一些关键部门是十分适用的。北斗卫星导航体系的宗旨就是能够把更加优质的导航、定位与授时服务提供给全球用户。2 北斗卫星导航系统在测绘工程中的应用原则2.1 开放性北斗卫星导航体系具有开放性，能够为用户提供更加高质量的服务，并且还是不收费的，受到了全球许多用户的青睐。我国目前正致力于和其他国家进行合作，对卫星导航系统进行深层次的探索、交流与分析，从而促进这一体系的发展和进步。2.2 兼容性目前，北斗卫星导航体系所应用的无线电导航业务会和其他卫星导航体系产生重叠，所以，我国在以国际电联规则为基础的提下，希望能够利用频率协调使它更具有兼容性。而 BDS 并没有对电源导航和授时等服务进行约束限制，用户数量上也没有上限，即使是 GPS 用户也能够对其进行有效应用，进而能够使集团对内部进行大规模的管理和全方位的监控，尽可能地减少视觉盲区，而且还能对数据信息进行及时的采集、分析和整理，拓宽了数据的传递渠道，从而使得服务质量更加的稳定、高效。2.3 自主性我国研发的北斗卫星导航体系具有自主性，能够独立发展和运行，从而为世界各个地区的用户提供优良的服务，其中，亚太地区所提供的服务质量更高。北斗导航体系是我国进行自主研发的，它的保密性较高，可以应用在国防等重要部门中，从而为其提供更加稳定、可靠、安全的服务。3 北斗卫星导航系统在测绘工程中应用的优势3.1 作业效率提升测绘技术具有较强的专业性和系统性。在传统的工程测绘中，无论是材料、技术和还是劳动力上，都有着非常高的要求，所以，测绘人才十分短缺。为了对这一现状进行有效的改善，相关的设计人员努力把北斗导航技术应用到工程测绘中。在工程测绘中有效地应用北斗导航技术，能够在很大程度上减少成本输出、节省时间，不仅提高了测绘的质量和效率，同时还能在很大程度上推动测绘技术的不断优化和完善。若是把北斗卫星导航体系-RTK 技术测量站安装在地形平坦的地区，那么，只需一次就能够使得测量需求得到满足，而且，小于15km 的范围测量十分精准，不但减少了人工的参与，降低了工作量，同时还节省了成本输出，促进了作业质量和效率的提升。若是应用传统的测绘技术，不仅具有较强的约束性，而且在进行测绘的过程中，信号也会出现间断，这必定会对工程测量的质量和效率产生不良影响。而北斗卫星导航体系-RTK 技术不仅能够提高测量的准确度，所用时间也较短，在1min内就可以完成定位工作。3.2 数据安全性提升北斗卫星导航体系和 RTK 技术的有效结合，在测绘领域取得了较为显著的效果。它的主要依据是通过三频定位对测绘数据信息进行传输，同时还保证了数据的科学性与合理性，只要在规定的范围内，就能确保北斗卫星体系测量的精准度，比如，在林区进行作业，那么半径的控制范围就要在 5km 之内。北斗卫星导航体系和RTK 技术的有机结合，能够使目前测绘工作的实际发展需求得到满足，这种复合技术及二者的长处于一身，在进行实际测绘时，能够进行良好的混合计算，同时还能对一些高标准、高精度的坐标进行快速获取，使得实际的工作需求得到满足。它是一种新型的信息技术，能够对各种不同类型复杂的项目开展良好的测绘作业，在保证结果的准确性的同时，还能为相关的工作人员做好充足的准备工作奠定良好的基础。在测绘领域有效地应用北斗导航体系，可以精确到厘米、毫米甚至是亚毫米的级别，进而与实际工作中精密测量的需求相适应。它所具有的准确性在很大程度上也促进了社会的进步，同时也是新时代科技创新的典型代表。3.3 经济效益增强依据相关实践表明，在对工程进行具体测绘时，若是能够对北斗导航测量技术进行科学合理的应用，可以在很大程度上减少企业的成本输出，而且在减少工作时间同时还能提高测绘的质量和效率。由此可以看出，北斗导航体系是一种先进的测绘技术，若是能够对其进行科学合理的应用，必定能为企业和国家获得更多的经济效益。北斗卫星导航体系和 RTK 技术有着十分明显的优势，两个相邻点之间不用进行光学通视，只要与电磁波通视相适应就可以，它的作业原理和 GPS 是相同的。它有着更高的科技含量，所取得的效果也更为良好，因此，可以先不考虑通视条件、能见度等客观因素，只要能够符合作业条件，在一些地形较为复杂的地区也可以应用北斗导航体系进行测绘，从而把它的优势充分体现出来，这是传统测量方式无法达到的。4 北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用4.1 道路测绘（1）能够把地形图精准地绘制出来。公路进行实际建设要提前对地图进行绘制，并且是大比例的，但传统的绘制模式存在许多问题，存在一定约束性，不仅会耗费较长的时间，同时增加工作量，最后数据准确度也无法保证，降低了测量的质量和效率。利用北斗卫星导航测绘技术对地形图进行有效绘制，不仅节省了大量时间，所获得的数据信息也更加的精准，同时绘制出的地形图更具有完整性。（2）公路工程控制的应用。北斗导航测绘体系是一种静态测量技术，在发展上已经趋于成熟，而且准确度较高。若是能够在公路工程中应用北斗导航的动态测量技术，可以在很大程度上提高公路工程作业的质量和效率。设备9上.indd 2642023/8/30 14:32:50265中 国 设 备 工 程C h i n a P l a n tE n g i n e e r i n g中国设备工程 2023.09（上）（3）应用在公路中线的测定中。在对公路工程进行具体测绘时，首先，要绘制一个比例较大的地形图，然后相关的工作人员把工作中心线在路面上标记出来，为后面的施工提供便利。保证公路中心线测量的精准性需要把北斗导航测绘技术应用其中，使得工程中不同的作业需求都能够得到满足，同时应用北斗接收机还能使得公路中心线坐标测量、定位更加精准。（4）应用在公路纵横切面的测定中。可以应用北斗导航测绘技术来对公路纵横切面的尺寸、数据进行获取，然后再应用相应的测绘软件与中线桩点之间的距离间隔对道路的横纵截面情况进行绘制。4.2 建筑工程有的建筑工程在线路测量上有着较高的要求，而北斗导航测绘技术就可以满足这些要求。把它应用在建筑工程中，受气候环境的影响较小，再加上技术的科学高效，使得建筑工程数据测量结果更加的精准，保证了建筑的整体质量。通过对工程建设过程中各种风险数据管理和管控模型分析，形成大感知、大传输、大储存、大数据、大计算、大分析的管控体系，实现全方位、全过程风险识别和预控。如今，北斗系统结合多传感器及互联网等技术，广泛应用于矿山、铁路、公路、机场、港口、电力基础设施等施工过程中，显著提升了工程施工的质量和效率，降低了人工和材料成本投入，有效地提高了安全水平。把北斗导航测绘技术应用到建筑工程中，在很大程度上促进了工作质量和效率的提升，而且还对建筑行业的稳定发展起到了良好的推动作用。4.3 水下测绘从目前的发展现状来看，沿海城市也对北斗导航测绘技术进行了充分的应用，主要是设计沿海码头和航道，同时也为人们的生活和工作带来了便利。另外，北斗导航测绘技术还能对水下的地形图进行准确的绘制，使人们能够对地下的海洋资源有详细的了解和掌握。如果想在水下测绘工程中有效地应用北斗导航测绘技术，那么，一定要对其安全问题进行综合的分析，特别是要全面考虑相关作业人员的安全，做好相应的保护措施。而且，水下工程测绘与陆地不同，它对相关人员的技术要求较高，所以，要由专业人员来进行水下作业。在进行实际作业前，还要对整体流程有详细的了解，进而取得良好的测绘效果。4.4 地下工程地下测量与地面测量是地下工程测量的两个重要组成部分，而地下测量更重要。地面测量指在进行地下工程时，对地面进行测量与控制，在进行地下工程作业过程中和完成施工后，对地面的变形情况进行监测，这是一种常规测量，所以，最常用的技术就是 3s 技术。大型隧道工程是地面控制网工程的典型代表，把北斗导航控制网应用其中，能够在很大程度上促进控制网可靠性与准确度的提升，对传统的三角网测量与导线网测量产生的不足和缺陷进行了有效解决。随着信息技术的不断发展，测量的准确度也得到了较大程度的提升，在一些跨江、跨海隧道工程中也对北斗导航测绘技术进行了充分的应用，并且占有十分重要的位置。4.5 管道测绘北斗导航定位体系在进行管道测绘中有着十分关键的作用。已经建好的管线在进行实际规划时较为复杂，要通过管线的方位、深度、坐标等来对其进行有效定位，只能测绘基本位置。若是把管线数值传输到卫星定位体系，可以利用结构图来对三维模型的管网结构图进行有效绘制，通过卫星就能够对复杂的管道体系进行查看，而且十分清晰，一目了然。这个体系能够对管线中出现的异常情况进行及时的反馈，然后，通过安装在管到终端的传感器把有问题的管道路段进行精准定位，这在很大程度上减少了测绘检修工作量，节省了时间，促使项目施工上升到一个新的阶梯。5 结语综上所述，随着新时期的到来，加大了北斗卫星导航系统的研究力度，对其进行进一步的研究和探索。在对其进行具体应用时，GPS 卫星定位体系有其自身的独特性，在一些偏远山区，它的信号强度就会减弱。所以，只是单独地应用GPS来开展测绘工作有着较大的约束性，甚至还会对后续工作的顺利开展造成阻碍。所以，要把北斗卫星导航体系有效地应用在测绘作业中，把它的优势和特点充分发挥出来，从而为测绘行业的发展和进步提供充足的技术支持。参考文献：1 杨磊.北斗卫星导航系统在工程测绘中的运用 J.工程技术研究,2022(001):007.2 白英广,王福军.北斗卫星导航定位系统在工程测绘中的应用探讨 J.科技创新导报,2018,15(21):2.3 裘信钧.浅析北斗卫星导航定位系统在工程测绘中的应用 J.华东科技：学术版,2016(7):1.4 张宾,燕愿.北斗卫星导航系统及在测绘中的应用与展望 J.建筑工程技术与设计,2017,000(021):4073-4073.5 田瑜基.北斗导航系统在测绘工程中的应用 J.技术与市场,2020,27(5):2.6 赵鑫鑫.北斗卫星导航定位系统在工程测绘中的应用 J.信息周刊,2020(8):1.设备9上.indd 2652023/8/30 14:32:50