土木工程测量中GPS定位技术的应用研究论文_宋晓虎

土木工程测量中GPS定位技术的应用研究论文_宋晓虎

大同大学

摘要:伴随当前我国科学技术发展速度越来越快的形势,对社会中各个行业的发展都起到了推动性作用。土工工程建设发展作为我国社会经济发展的支柱性产业,在当前社会经济发展背景下取得了良好的成绩,其中对GPS技术的运用对工程测量工作提供出了高测量精度和高效测量效率。本文就针对土木工程施工中,对GPS定位技术的运用进行详细分析。

关键词:土木工程;测量技术;GPS定位技术

当前在我国土木工程建设发展过程中 ,不断的对传统的施工方式和施工技术进行完善,并且对一些新型的施工技术加以充分运用,对提升工程建设发展速度和质量都起到了积极影响。其中对GPS定位技术的有效运用,传统的经纬仪和测距仪逐渐被新型的全站仪所取代,并且在最近几年发展过程中,伴随GPS测量技术的不断发展,在工程测量以及作业的方式上,都发生了历史性变革和发展。同时在GPS定位技术接受卫星发射信号,并且对所接收到的信号数据进行科学的分析,从而可以有效的确定工程测量点在空间中的具体位置,通过GPS定位技术的测量方式具有全球性、全天候、实时性以及精密性等多方面的特点,并且在实际施工过程中还具备比较良好的抗干扰性与保密性。在当前的工程建设领域当中,在航空摄像距离测量、工程变形测量以及工程资源调查等工作方面都有着广泛的运用。

1. GPS定位测量技术具有的优势

相比于常规的测量方式,GPS定位技术具有以下几个方面的优势:

1)测量站相互之间不需要进行通视,保证了测量工作当中的选点环节更加具有灵活性,同时还不需要建立觇标,在施工的成本方面相对比较低。但是通过GPS定位测量必须要保证在相对比较开阔的场地中,保证GPS卫星信号不会受到障碍物的干扰。

2)GPS定位技术的测量精度较高。通常情况下,双频GPS接收机当中的测量精度为5 mm+1 ppm,红外仪表测量的精度为5 mm+5 ppm,通过数据对比分析可以看出,GPS定位测量技术在测量精度上和红外测量技术的精确程度相差无几。但是GPS定位测量技术在操作过程中,可以不受到测量环境与距离的限制,在一些地形比较复杂的山区或者是沼泽等地区环境中,对GPS定位测量技术的运用就具有非常明显的优势。通过实践操作可以得出,在小于50km的基线范围内,GPS定位测量技术在测量精度上可以达到1~2×10-6,但是在100~500km的基线上,GPS定位测量技术的实际测量精度可以达到10-6~10-7。

3)在测量周期方面,使用GPS定位测量技术的实际观测周期比较短,通过GPS定位设置出观测控制网,充分保证每一个观测网站上的实际观测时间为1~2个小时。为了缩短实际观测时间,提升测量作业效率,采用快速静态定位的方式,在实际的观测工作当中只需要1~2分钟的时间。同时GPS定位测量技术可以在测量工作当中,提供出测量位置的三位坐标,准确定位观测站的平面位置同时,可以精确的测量到地面高程。这种测量技术非常适用在公路、桥梁以及隧道勘查等工程测量中,可以实现更加有效和实时性放样工作,保证测量的科学性。

2. GPS定位测量技术在土木工程施工领域中运用

2.1在桥梁施工运用

在桥梁工程建设发展过程中,建立起相应的控制网系统,并且将其中相关的数据类型进行准确处理,通过GPS定位测量技术对桥梁整体尺寸进行准确测量,是桥梁工程施工中非常重要的工作环节。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆GPS定位测量技术对于桥梁施工具有非常大的帮助作用,在工程施工中对桩位点和施工线路的测量更加精准,并且GPS定位测量技术还可以被运用到高程测量工作当中,对一些大型的跨海大桥工程建设中的数据测量工作有着重要作用,同时还在很大程度上提升了工程施工的整体工作效率,同时在测量的精确度上更高,通过这种方式就可以实现在桥梁工程实施的每一个重要环节,都可以得到科学准确的控制,同时针对一些比较传统类型的桥梁施工技术显得更加有效。

例如,通过工程施工的实际需要以及具体的测区状况的有效分析,在我国某城市二级GPS网络,作为测量区域的第一级控制网。在测量工作当中要求测量平均边长小于1km,同时在弱侧的相对误差要小于1/10000,通过GPS定位测量之后的数据精确度误差保证在a≤15mm,具体的比例误差系数为b≤20×10-6。在设计基准与控制网的环节当中,其中控制网的点位设置共12个,其中在联测平面控制点上有2个,高程控制点位为5个,使用的是3台GPS接收机来进行观测,控制网设置成为连接边的形式。

2.2GPS定位测量观测时段

通过卫星系统传输回来的天气信息,通过对天气预报信息的分析选择出正确的观测时间段,也就是最佳的卫星图形和超过15°的卫星仰角。卫星图形的几个分布状况越好,则实际的定位精确程度就越高。卫星分布的实际状况可以使用GPS平差软件,对其中生成的预测指标进行预测分析,当卫星数量超过4颗以上,并且整体分布比较均匀,其中PDOP的值<6的前提下,通过合理的编制来编排出详细的作业调度表,通过这种方式来达到一些比较特殊的施工要求和目的,针对其中存在的一些比较明显的障碍物或者是观测点位,需要评估障碍物对GPS观测可能产生的负面影响。

2.3测量工作

在GPS定位测量技术的测量点之间是不需要通视的,这就使得测量点在选择上相对比较灵活。通视在控制网的布设方面更加安全,基本上不会受到通视或者是控制网的限制,尤其是在一些比较复杂,并且通视比较困难的地区当中,GPS定位测量技术更能发挥出其较强的优势性,在实际的测量工作过程中,需要重点考虑到以下几个方面因素:第一,尽可能保证和每一个点位之间形成通视;第二,在点位的选择方面需要处于尽可能的开阔地段,并且需要保证区域内部的高度角要在15°以下,没有树木遮挡、没有比较强的电磁干扰,通视在多路径误差处于比较小的点位上,避免信号被完全遮挡或者被吸收,这样会严重影响到GPS定位测量的准确性;第三,在点位的设置方面,需要尽可能的超过无功功率的发射频率;第四,控制点位区域范围内不能存在大面积的积水,或者是对电磁波反射比较强的物体,通过这种方式来降低多路径影响的问题。同时在观测过程当中,对GPS定位测量调度进行准确安排,并且采取静态的定位方式,在三个点位上设置出接收天线,保证信号接受的准确性,结算出基线向量,并对由合格的基线向量所构建成的 GPS 基线向量网进行平差结算,从而得出网中各点的坐标成果。

3.结束语:

通过本文对GPS定位技术在土木工程测量工作中的有效运用,从中可以总结出在当前我国工程建设发展过程中,对先进施工技术的有效运用,在很大程度上提升了工程施工的质量和效率。对GPS定位测量技术的有效运用,大大提升了工程测量的准确性,同时还可以在一些比较复杂的地形中,对工程施工进行点位的准确测量。通过这种测量方式,对工程施工的顺利开展形成了重要保障。

参考文献:

[1]黄伟.GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].科学技术创新,2017(36):132-133.

[2]柳云龙.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].科技与企业,2016(02):122-123.

[3]胡云.GPS卫星定位技术及其在工程测量中的应用[J].科技创业月刊,2010,23(07):133-134.

论文作者:宋晓虎

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/11

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