GPS测量技术在土木工程领域中的应用研究

1、GPS测量技术在土木工程领域中的应用研究 摘 要：近年来，随着我国经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，越来越多的先进的工程技术被应用到工程建设的实际当中，特别是GPS测量技术在土木工程领域中的应用。随着土木工程的不断发展，对于一些技术的要求也越来越高，传统的技术水平已经不再适用于当下的工程建设，因而在土木工程的建设领域也开始注重对新技术，特别是GPS技术的应用。土木工程是我国基础设施建设中的重要组成部分，工程的建设质量对人们的正常生活和生产工作产生着重要的影响。在土木工程领域中引入GPS测量技术，不仅能够满足相关技术质量控制的要求，同时也为工程建设的效率实现了质的飞跃。本文以GPS测量技术

2、为核心，对其在土木工程建设领域的应用进行了研究与探讨。 关键词：GPS测量技术；土木工程；应用 前 言：现代化的不断发展使得越来越的科学技术应用到工程建设的工作当中，特别是在土木工程的建设领域中应用了GPS测量技术，这对于现代的工程建设工作来说，具有非常重要的现实意义。GPS测量技术与其他技术相比，更为先进，它具有全天候、全球连续覆盖、定位精度高、静态定位观测高效等突出特点。特别是在近几年来，GPS测量技术在土木工程领域中的应用已经越来越广泛，不仅仅能够使工程的施工质量得到有效的控制，还能降低施工的难度，提高工作效率，同时又能节省工程施工的成本，推动了土木工程的持续发展。 一、GPS测量技术概

3、述 1.GPS系统的组成 GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。 GPS空间卫星星座主要包括3颗在轨备用卫星和21颗工作卫星。这24颗卫星在6个轨道平面内均匀地分布，卫星的平均高度为20180km，运行周期为11小时58分钟、轨道平面的倾角为55°。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。 GPS地面监控站主要包括分布在全球的一个主控站、五个监测站以及三个注入站。主控站根据各监测

4、站对 GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。 GPS用户设备包括了数据处理软件、GPS接收机和其终端设备。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大与处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、GPS网平差，最后得到GPS接收机中心的三维坐标，达到测量和定位的效果。 2.GPS测量技术的特点 2.1.观测位之间不需要通视 采用GPS技术测量，观测位之间是不需要通视的，只需要保证观测位上方是开阔的空间就可以。所以，在很大程

5、度上节省了工程投入，据估算，大约可以节省总投入的40%左右。观测位置也较为灵活多变，可以根据实际需要安排观测站，这样就可以减少工作时间，提高工作效率。 2.2定位准确性好 GPS观测定位准确度在50公里之内可以达到10-6，100-500公里能够达到10-7，大于1000公里时能够达到10-9，在300-1500米施工项目的精确测量定位中，大于1小时的观测时间，其测量误差不大于1毫米。GPS传回的平面定位数据的准确度为5毫米，高度定位准确度为8毫米。 2.3观测效率高 GPS技术发展到现在为止，20公里之内的静态测量只需要15-20分钟；在进行高速相对静态定位时，在每个活动定位站和基准站距离小

6、于15公里时，活动站定位时间仅仅需要1-2分钟；在进行动态相对定位时，活动站开始行动，定位时间仅仅需要1-2分钟，随后进行测量定位，所需时间约为几秒。可以看出GPS的观测效率是非常高的。 2.4提供坐标位置 经典大地定位在进行平面和高度定位时，是使用不同的方式分别进行测量。但是GPS技术不但可以进行平面和高度定位，还可以提供精确的坐标位置。 2.5便于操作 GPS技术的自动化程度比较高，甚至达到了完全自动化，控制人员仅需简单配置并开启关闭设备、查看数据、注意设备工作情况就可以完成测量定位，剩余工作都可以交给GPS自动完成。 2.624小时连续工作 GPS定位不会受到外在环境的影响，不受时间、地

7、点的限制，全天连续进行观测活动。 3.GPS测量技术的原理 GPS 系统中的卫星会不断广播测距信号电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以 50b/s 调制在载波上发射。导航电文每个主帧中包含 5 个子帧每帧长 6s。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第 1、2、3 数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在 WGS-84 大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。 图：GPS测量原理示

8、意图 二、GPS测量技术在土木工程领域中的应用 1.桥梁施工应用 GPS 测量技术在桥梁施工中主要是用来对控制网进行有效地构建，并对施工放样进行处理，GPS 测量技术的应用，可以对施工现场的各项施工数据进行准确地测量，如高程测量和跨河水准测量，其都能够得到精准的数据，从而有利于对桥梁施工的各个环节进行控制。施工人员可以通过 GPS 测量技术提供的三维定位信息，来进行桥梁工程的整体规划，使得桥梁施工更加可靠，有效的保障了桥梁施工的质量！虽然在目前的桥梁施工放样中，GPS 测量技术的应用还比较少，但是由于其能够提供较为准确的三维定位信息，因此，在桥梁施工中还有着很大的发展空间。为了能够更好地适应未

9、来社会的发展，桥梁工程必须加强对 GPS 测量技术的应用，并且不断深化研究，使得其优势能够充分发挥出来，以保障桥梁施工质量。 2.大坝变形监测 大坝是水利工程中的一种，其在建设时，很容易受到外界各种因素的影响，从而使得施工难度较大，尤其是在进行跨流域大坝建设时，会使得施工难度更大。由于大坝在建设过程中会受到各种不利因素的影响，使得大坝的质量控制也具有较强的难度。因此，采用科学技术手段，对大坝施工进行有效的监测，对大坝施工中可能出现的变形问题进行合理的检测，以便保障大坝施工的质量。在最近几年，GPS 测量技术逐渐被应用于大坝施工中，使得大坝变形的问题得到了合理地控制。而 GPS 测量技术所具有精

10、准检测特点以及较强的抗干扰特性等，都使得大坝测量的质量和进度得到了有效提高，使得大坝的建设施工更加准确。就以某县内的隔水岩水库来说，其大坝属于重力拱坝，在大坝建成后开始投入使用，主要用于数据采集、传输及处理三部分，根据监测结果显示，GPS 系统监测的精度较高，数据处理分析的时间均小于 15 分钟，能够在大坝超高蓄水变形的第一时间内发生反馈，以及时采取防洪减灾措施，从而减少灾害发生。由此可见，大坝变形监测应用 GPS 技术的效果较为显著，但对于此项技术的应用仍然需要加强研究，以便为现代化的大坝工程建设提供更有效的动力支持。 3.线路勘测 随着线路勘测的不断发展，GPS 测量技术在线路勘测中的应用

11、也越来越广泛。一般而言，线路工程的路线都比较长，测量控制网通常呈现狭长状，部分工程需要穿过林区或者是山地。由于控制点周围环境的影响，使得其中不可控制的因素较多，对测量结果会产生一定的影响，因此，传统的测量方法并不能够很准确地对工程线路进行测量！而通过采用 GPS 技术进行线路勘测，无需通视，对于远程线路监测也能够保证测量效率及测量精度，而且也大大提高了测量工作效率，缩短了施工工期，如西安到南京的线路、北京地铁线等，这些工程建设质量的提高在很大程度上都依赖于 GPS 技术的应用。 结束语：在当下经济和信息技术不断变化更新的环境之中，土木工程领域中的施工技术也在随着时代的发展而不断地发生着变化，G

12、PS测量技术由于自身所具有的独特优势，它的应用对土木工程领域的施工发展产生了积极的作用，推动了土木行业的健康持续发展。 参考文献： 1李银业.GPS 测量技术在土木工程领域中的应用研究J.黑龙江科技信息，2015（3） 2李广锋.GPS测量技术在土木工程施工领域中的应用J.中国建材科技，2014（9） 3颜菲尔，康晓萍，骆同军，陈艳红.GPS 测量技术在土木工程施工领域中的应用研究 J.门窗，2012（11） 4陆元媛.GPS技术在土木工程施工中的应用研究J.经营管理者，2013（13） 文档资料：GPS测量技术在土木工程领域中的应用研究 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载阅读相关文档:房屋建筑给排水管道施工中的防渗漏施工技术要点论述 建筑工程测绘技术存在的问题与优化措施探究 房屋建筑施工中的地基施工技术 粉喷桩技术在高速公路软土地基加固中的应用 基于建筑工程土建施工技术的探析 建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术的探究 PLC控制系统及应用分析 关于住宅卫生间的