Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyên đề, Ứng dụng của hệ thống GPS, trong xây dựng công trình
Chuyên đề: Ứng dụng hệ thống GPS xây dựng cơng trình I.Giới thiệu GPS Hệ thống định vị Toàn cầu GPS (Global Positioning System) hệ thống xác định vị trí dựa vị trí vệ tinh nhân tạo Trong thời điểm, vị trí mặt đất thiết bị GPS xác định khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) tính vị trí tọa độ thiết bị GPS Cấu trúc hệ thống GPS Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần ngày theo quỹ đạo xác phát tín hiệu có thơng tin xuống Trái Đất Các máy thu GPS nhận thông tin phép tính lượng giác tính xác vị trí người dùng Về chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu phát từ vệ tinh với thời gian nhận chúng Sai lệch thời gian cho biết máy thu GPS cách vệ tinh bao xa Rồi với nhiều quãng cách đo tới nhiều vệ tinh máy thu tính vị trí người dùng hiển thị lên đồ điện tử máy Máy thu phải nhận tín hiệu ba vệ tinh để tính vị trí hai chiều (kinh độ vĩ độ) để theo dõi chuyển động Khi nhận tín hiệu vệ tinh máy thu tính vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ độ cao) Một vị trí người dùng tính máy thu GPS tính thơng tin khác, tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn nhiều thứ khác Tại Việt Nam, công nghệ GPS có mặt từ năm 90 kỉ trước, chủ yếu phục vụ xây dựng mạng lưới quốc gia lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ đồ, đo nối toạ độ từ đất liền đến đảo xa, lưới địa sở Trong năm gần đây, công nghệ GPS bắt đầu nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực xây dựng cơng trình ngày rộng rãi II Ứng dụng hệ thống GPS xây dựng cơng trình 1.Ứng dụng công nghệ điều khiển GPS cho ngành xây dựng Công nghệ điều khiển công nghệ định vị GPS công nghệ áp dụng dự án lớn chiến lược, đặc biệt cơng trình xây dựng u cầu độ xác an toàn cao Hệ thống điều khiển máy (Machine Control System) cho phép người sử dụng điều khiển nhà máy xây dựng cơng trình lớn công nghệ thông tin qua việc lắp đặt máy quét laser, thiết bị thu nhận GPS, máy toàn đạc điện tử (Total Station) Milimeter GPS, với thiết bị cảm ứng bên cạnh hệ thống điều khiển thủy lực Hệ thống điều khiển máy tự động tối ưu hóa chất lượng hiệu công việc san lấp mặt thông qua liệu 3D Bằng cách sử dụng liệu 3D kỹ thuật số, hệ thống điều khiển kiểm sốt xác máy móc hạng nặng, đem lại hiệu chất lượng cao xây dựng cơng trình Việc sử dụng liệu 3D giúp quản lý, kiểm tra cơng đoạn hồn thành mà khơng có sai sót yếu tố người, tăng độ xác giảm thời gian tính tốn kiểm tra; thi công không cần đến cột mốc dây rọi, giảm thời gian tăng suất thi công;… GPS không sử dụng cho hoạt động điều khiển, xác định lộ trình máy bay, tàu hỏa, ô tô mà kỹ sư địa chất, xây dựng sử dụng công tác đo đạc đồ, cho máy cơng trình máy xây dựng Dựa vào công nghệ GPS, máy tự động làm việc hồn thành cơng việc theo quy trình kỹ sư lập trình sẵn Ứng dụng cơng nghệ điều khiển cơng nghệ định vị tồn cầu (GPS) cho máy cơng trình máy xây dựng để san lấp mặt bằng, làm đường cao tốc, trải nhựa đường nhiều nơi giới Nhật Bản, Singapore, Mỹ… cho kết khả quan Dưới ưu điểm bật việc ứng dụng cơng nghệ GPS xây dựng cơng trình: + Giảm thời gian thi công đến 40%, + giảm chi phí nguyên vật liệu + Thực địa hình phức tạp với sai số khơng đáng kể, đường phẳng nhiều so với việc sử dụng máy cơng trình thơng thường + Giảm sức lao động cho người lái máy, an toàn cho người lao động + Cơng nghệ phù hợp với hầu hết loại máy xây dựng, máy cơng trình vận hành sử dụng 2.Các ứng dụng GPS trắc địa - Đo lưới bố trí cơng trình Có thể nói ứng dụng công nghệ GPS trắc địa đo đạc mạng lưới mặt Chúng ta biết đo tương đối tĩnh cho độ xác cao nhất, phương pháp sử dụng để thành lập mạng lưới trắc địa Bằng kỹ thuật đo tương đối tĩnh người ta xây dựng mạng lưới có cạnh dài hàng ngàn km mà không cần điều kiện thông hướng, độ xác đo đạc phụ thuộc vào điều kiện thời tiết (có thể đo điều kiện thời tiết); việc đo đạc tọa độ điểm nhanh chóng, tính xác cao, vị trí trái đất; kết đo đạc tính hệ tọa độ toàn cầu hệ tọa độ địa phương Thường áp dụng phương pháp định vị tương đối tĩnh Việc sử dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ thay cho phương pháp truyền thống, đạt độ xác cao, nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công phục vụ tốt cho việc thành lập đồ địa đáp ứng cho việc quản lý đất hiệu Sau đo người ta tiến hành xử lý kết đo phần mềm khác với sơ đồ sau: Tại Việt Nam, thiết bị GPS độ xác cao (độ xác đến cm) sử dụng nhiều đoàn đo đạc để phục vụ cho công tác lập lưới khống chế trắc địa cấp cao, làm sở cho việc tiến hành đo đạc vị trí điểm chi tiết – dùng thiết bị đo mặt đất máy toàn đạc điện tử Việc xuất máy đo GPS cầm tay mở triển vọng công tác thu thập liệu vị trí khơng địi hỏi đạt độ xác cao (thí dụ cần đo độ xác đên mét) số lý sau: phương pháp đo GPS đơn giản, linh động giá thành rẻ thiết bị Để khuyến khích người sử dụng nước sử dụng thiết bị đo GPS cầm tay thu thập liệu vị trí hạ tầng sở thị, địi hỏi phải thực nghiên cứu đánh giá độ xác vị trí điểm thu thiết bị GPS cầm tay, nghiên cứu đánh giá khả sử dụng GIS để quản lý khai thác liệu đo GPS Kết đạt cho thấy phương pháp xử lý liệu đo GPS xử lý trị tuyệt đối trị đo GPS, độ xác xác định vị trí điểm đạt thiết bị đo GPS cách thích hợp, độ xác vị trí mặt đạt đến 5m Độ xác vị trí đạt mức 5m rõ ràng có ích nhiều việc xác định vị trí cơng trình hạ tầng sở khơng địi hỏi độ xác cao, giúp cập nhật thơng tin vị trí đường mở lên đồ, ghi nhận vị trí nơi điều kiện mặt đường bị hư hỏng - Quan trắc định kỳ quan trắc trực quan cơng trình Với phương pháp RTK - GPS kết đo không lấy giá trị trung bình theo thời gian, với tơc độ lấy mẫu cao (khoảng 20Hz) quan trắc biến dạng nhanh cấu trúc mềm dẻo (cầu dây, tháp cầu tòa nhà cao tầng) nơi mà ảnh hưởng phương tiện giao thơng gió nguyên nhân gây chuyển vị nhận biết (>1cm) tần số xuất < 10Hz [Robert et al.,2000] Với việc xuất công nghệ đo đạc xác cao GPS, cung cấp cho ta quy trình quan trắc chuyển dịch ngang cách nhanh chóng, xác so với thiết bị phương pháp truyền thống Ứng dụng thiết bị GPS khảo sát thiết kế xây dựng dự án 2013-09-23 10:0 Hệ thống Định vị Toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System - GPS) thống xác định vị trí dựa vị trí vệ tinh nhân tạo, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết k xây dựng, vận hành quản lý Trong thời điểm, tọa độ m điểm mặt đất xác định xác định khoảng cách từ điể đến ba vệ tinh Thiết bị GPS sử dụng hệ thống định vị toàn cầu v chức sau: - Chức định vị: Cho phép xác định xác vị trí tại, phươ hướng tốc độ di chuyển phương tiện; Chức duyệt đ cho phép người dùng tương tác với đồ cách xem, phóng to hay t nhỏ theo ý muốn - Chức dẫn đường: Tính tốn khoảng cách, hướng di chuyển đ nhiều mục tiêu Tính tốn tìm kiếm đường ngắn nhất, vạch lộ trình rõ ràng có dẫn cụ thể Đồng thời ước lượng thời gian chuyển đến điểm - Chức lưu trữ, bổ sung: Cho phép người dùng lưu trữ thông địa điểm cụ thể vào nhớ, đánh dấu địa điểm quan trọng lưu g lộ trình cần thiết Sau cho phép đọc thông tin từ nh sửa đổi, thêm, xóa địa điểm thay đổi thơng tin hữu ích tr đồ; - Chức đồ 2.5D: Bản đồ tạo cảm giác cho người sử dụng th chiều sâu đồ, tạo cảm giác thích thú sử dụng đồ… Với tính trên, thiết bị GPS ngày sử dụng công t khảo sát thiết kế xây dựng dự án Điện, hạ tầng công nghệ thông viễn thông, thu thập thông tin đường dây điện trạm biến áp xây dựng phần mềm đồ quản lý hệ thống lưới điện … Dữ liệu khảo sát tuyến cáp thông tin Các liệu khảo sát lưu trữ thiết bị GPS ch lọc, chuyển đổi phần mềm chuyên dụng máy tính để dụng đồ số Google map Chuyển đổi liệu khảo sát đưa lên đồ số Google map ... dựng cơng trình ngày rộng rãi II Ứng dụng hệ thống GPS xây dựng cơng trình 1 .Ứng dụng công nghệ điều khiển GPS cho ngành xây dựng Công nghệ điều khiển công nghệ định vị GPS công nghệ áp dụng dự... lao động + Cơng nghệ phù hợp với hầu hết loại máy xây dựng, máy cơng trình vận hành sử dụng 2.Các ứng dụng GPS trắc địa - Đo lưới bố trí cơng trình Có thể nói ứng dụng công nghệ GPS trắc địa đo... dụng công tác đo đạc đồ, cho máy cơng trình máy xây dựng Dựa vào công nghệ GPS, máy tự động làm việc hồn thành cơng việc theo quy trình kỹ sư lập trình sẵn Ứng dụng cơng nghệ điều khiển cơng nghệ