GPS定位技术在土木工程测量中的应用

GPS定位技术在土木工程测量中的应用摘要：工程测量在建筑工程中应用广泛，但在旧的工程测量应用中，单靠人机测量方法已不能满足当前工业的发展。GPS技术具有精度高，效率高，操作简单等优点，在工程测量新技术中占有十分重要的地位。在此基础上，本文论述了GPS技术在土木工程测量中的具体应用及相关措施。关键词：GPS定位技术；土木工程；测量前言当今社会，GPS测量广泛应用于土木工程建设，时代的发展，社会的进步和城市建设的发展日新月异。加强土木工程，以获得较高的发展速度和较大的发展空间。而且，当前实际建筑工程在施工过程中的技术要求越来越严格和高，一些传统的老施工技术已不能支持当今进步社会对土建工程的高层次技术要求。1GPS定位技术的相关理论概述1.1GPS技术全球定位系统(GPS)是全球定位系统(GPS)的缩写，始于1958年，最初用于美国军方的一个项目。从1964年开始，各国对全球定位系统的研究进行了投资，将其作为卫星发射的一个关键组成部分，作为一种高精度和连续性的定位和导航系统，能够及时和准确地提供适当的信息，更好地满足定位和建造过程的需要。但随着该技术的不断使用，使用领域也越来越广泛。这些好处比以往任何时候都更加明显，首先是各观测站之间不需要通信，而是确保工作环境相对开放，同时可以节省大量资金，从而消除繁重的工作量。由于该技术具有极高的精度，工作过程中产生误差的可能性相对较小，这对保证测量的有效性具有重要意义。整个测量时间也很短，只需要1~2分钟就可以完成整个含量的测量，而且测量的数据非常准确，可以有效地节省人工测量带来的时间和金钱。并且该技术在使用过程中不会受到气候条件等内容的影响，能充分保证实测数据的连续性和准确性，较好地满足施工要求。1.2GPS在土工工程测量中的应用原理而GPS技术主要是基于GPS系统集成的。空间部分（人造卫星和卫星星座）通常由20多颗全球定位系统卫星组成，通过分布在不同轨道上覆盖全球范围，为全球定位技术的应用奠定了基础，并具有全天候技术优势。就具体实现而言，GPS作为一种新的高精度技术，在测量施工中有着巨大的应用前景。具体应用原则可归纳为以下几个方面。首先，利用GPS技术的导航定位系统可以提高测量精度，通过导航指导，不需要实际测量，只要测量位置明确，通过计算就可以得到具体值，节省时间。第二，在针对不同定位或动态测量的观测中使用全球定位系统是非常适当的。全球覆盖和卫星捕获简化了监测过程。而且随着技术的进步，监测时间越来越短。第三，可利用GPS技术进行全天候连续观测，利用卫星均匀分布的特点，对目标进行更高层次的探测。1.3GPS定位技术的特征全球定位系统由三个主要组成部分组成。首先是部署在太空中的卫星系统。二是安装在地面上的监测系统。三是装置中存储信号的接收系统。全球定位系统卫星系统又称全球定位系统星座，由21颗在轨运行卫星和3颗备用卫星组成。卫星轨道距离地球20,200公里。在确定一个地球物体的位置时，至少有四颗卫星向地面接收器发送信号。地面观测系统的主要功能是对卫星系统的控制，它由主控站，监测站和注入站组成。它将为卫星系统提供数据分析和天气监测。信号接收系统的主要功能是接收卫星发射的电子信号，利用四个数据导出其三维坐标和时差来反映其实时定位。综合分析GPS定位技术的主要特点是以卫星位置为中心分析定位物体的空间位置。2GPS定位技术在土木工程测量中的优点2.1工作效率比较高全球定位系统定位技术所需要的控制相对较少，因此测量地点不需要移动或迁移。基准站的数据链路通常控制10公里以上的测量距离，全球定位系统定位技术的物质和人力资源成本低，公路和其他特殊地形测量，特别是山区的测量效率高。因此，GPS定位技术的主要优点是测量精度高，效率高，应用GPS定位技术不仅可以有效降低成本，而且可以提高测量工作效率。2.2定位的精度较高在测线过程中采用GPS定位技术，可以保证各测点位置的误差互不干扰，相互独立，所产生的误差不会相互累积或重叠。采用GPS定位技术时，测量精度可达厘米，因此GPS定位技术具有定位精度高的优点。2.3测量站点之间不需要通视应用GPS定位技术不需要测量站之间的通信，只需借助电磁波等设备即可进行相关测量。另外，GPS定位技术本身受自然环境因素的影响较小，使得测量站的选择更加方便，从而提高了工作效率。2.4自动化程度高现阶段，随着我国科学技术的不断发展，与GPS定位技术相关的设备越来越方便，小型化和智能化，工作人员在进行测量时只需对天线进行调平和中和。GPS测量仪器通常可以进行自动观测，通过软件对数据进行处理后，可以得到测量点的三维坐标，减少了工作量。3GPS定位技术在土木工程测量中的应用3.1GPS定位技术在桥梁测量中的应用有效地施工各控制网，准确处理相关施工数据，是桥梁实际施工过程中GPS测量技术不可缺少的重要组成部分。GPS测量技术对桥梁的实际施工有很大帮助。如能使实际施工中各蒸煮的现场测量更加准确，而且GPS测量技术也可相应地应用于与高程有关的测量工作和与过河工程有关的检测测量工作。而且大大提高了工作效率，相关数据大，更加准确，从而可以在桥梁的各个施工环节进行精确控制，比传统的桥梁施工技术更为有效。GPS测量技术也可以很好地被现场施工人员使用。对GPS测量技术进行精确处理，可以大大提高施工人员的工作效率。减少工作误差，这样可以对整个桥梁结构和桥梁工程进行系统，科学，合理的规划，使桥梁施工比以往更加准确可靠，从而大大保证了桥梁的整体施工质量，大大提高了后续质量检验率。然而，虽然GPS测量技术在现有桥梁综合建设工程的辅助和应用中还比较少见，但正是因为GPS测量技术不仅能够更准确地提供施工过程中所需的高精度三维定位信息，但也大大提高了施工进度，因此GPS测量技术在桥梁施工中仍然具有很大的地位，具有很大的发展空间，非常客观。为了让GPS测量技术在未来不断发展变化的社会中更好的生存下去，桥梁工程建设必须循序渐进地不断加强GPS测量技术的应用范围。不断探索和研究GPS测量技术，不断完善其创新和发展，让GPS测量技术充分发挥其独特的测量优势，从而更好地保证桥梁施工质量。3.2GPS定位技术在道路、隧道测量中的应用在公路，铁路，管道和隧道工程中，大部分施工路段将在这一地区进行。受交通状况的影响，不能在整个测量过程中使用全站仪等测量仪器。同时，由于地形的影响，高程测量精度难以提高。鉴于此，我国已在公路，铁路，管道和隧道工程中广泛应用了GPS定位技术。例如，在我国的磨盘沟隧道，秦岭隧道和乌韶岭隧道中，在测量过程中采用了GPS定位技术。道路测量图纸很窄很长，测量断面之间的连接要求精度很高。全球定位系统(GPS)定位技术允许从高处俯瞰地面，使整个建筑工地清晰可见。在具体应用中，测量人员首先要利用卫星地图初步确定基站的放置点。然后，通过GPS的静态定位，进行控制测量，建立一级控制网和加密网。其次，利用GPS快速定位技术可以实现分区点的采集和地图根点的测量。3.3GPS定位技术在水坝测量中的应用水库和水电站需要使用大型水坝来拦截水流。当水库容量较高时，大坝将面临较大的推力。当水位变化时，大坝在短时间内会受到外拉和内拉作用，内坝非常松动。有鉴于此，必须及时加固和维护大坝。但大坝的形态变化不易用肉眼判断，因此可以借助GPS定位技术完成日常测量。GPS定位技术测量精度高，适用于大型建筑物的测量。在具体的测量工作中，测量人员可以首先设计坝体外部的测量点，并铺设信号接收设备。之后，可以在坝体中心设置两个观测点。在一个小时内，测量人员就可以将接收到的卫星定位数据制成观测点的时程曲线，大坝的容量就会被准确地观测到。同时，GPS动态检测可分为强迫振动和随机振动。在大坝检测中，测量人员可以借助于泄洪，蓄水等过程进行随机振动检测。3.4GPS定位技术在城市工程中的应用城市项目建设难度大，纵向和横向运营都需要长期监控。因此，建筑工程需要同时进行前期勘察和施工监测。在城市建筑物的初始测量中，应以全站仪为主要测量仪器，GPS定位系统应主要负责周边建筑物分析，地形分析等功能。在具体应用中，测量人员首先可以利用差分GPS技术准确地确定建筑物的桩位和孔角。而且，高层建筑会对地面产生更大的应力，由于地下水流量变化等因素，部分建筑会逐渐下沉。在建筑物的压力下，地球表面会迅速下沉。同时，由于下沉位置不均匀，建筑物也会出现开裂，倾斜等问题。因此，在施工过程中，必须对建筑进行动态监控。例如，测量师可以在建筑物周围设置GPS接收器，在每个直角设置观测点，最后，必须将连续采集到的定位信息转换成时程曲线。4 结语综上所述，GPS定位系统具有全天候、连续性、全球性的定位能力，不仅为用户提供了更加精准的信息，还可以提高工作的效率。随着GPS定位技术不断地发展，GPS定位技术的应用范围变得越来越广泛，在土木工程的测量中，因为其包含的项目多，精准度要求比较高，因此，在土木工程测量中应用GPS定位技术具有十分重要的意义。参考文献[1]王乙春.GPS定位技术在精密工程测量中的应用[J].地矿测绘,2020,3(5):24-25.[2]王珲.GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].中国设备工程,2019(13):3.[3]刘晓东.GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].城市建设理论研究：电子版,2019(30):1.[4]马守成.关于GP