GPS测量技术及其在工程测量中的应用论文_余泽伟

GPS测量技术及其在工程测量中的应用论文_余泽伟

广东省国土资源测绘院 广东 广州 510500

【摘 要】由于科学技术的不断进步,再加上经济的快速增长,使得我国的建筑行业获得了很大的进步,出现了很多建筑新技术,而GPS技术从出现到合理应用到建筑工程项目测量工作当中,凸显出很多的测量技术优势。本文通过阐述GPS技术的发展状况,说明了GPS系统基本原理及应用特征,并分析了人工测量在建筑工程测量中的不足,据此对建筑测量过程中GPS技术的应用加以详述探究,提供给相关部门及人员更多的借鉴和帮助。

【关键词】GPS测量技术;工程测量

1.前言

对建筑工程行业而言,保证实地测量的准确性是至关重要的,需要设计与施工人员加以重视,相比以往的传统测量方法,拥有耗费巨大人力、物力和财力的劣势,并且测量效率较低,容易出现测量结果的偏差或失误,阻碍工程项目的建设进度,GPS技术在工程项目测量中的应用,更好地克服了这些弊端,达到对施工场地面积精准测量的效果,确保了工程的质量和安全,为最后的工程验收莫定良好的基础,具有很大的应用价值。

2.目前GPS技术的发展状况

GPS是一种全球定位系统,主要构成部分分别是空间、地面及用户等。运作过程中,主要依靠GPS的数据接收机和与之对应的卫星有效连接之后,以实时监控的方式,将有关数据信息同步传送给用户,并借助计算机技术工具,经过计算分析后得到更为准确的坐标位里。鉴于具有不受天气情况、地理位置影响的优势,因此被普遍运用到军事和民事领域当中,取得良好的测量效果。而对于建筑行业来说,常会受到天气、地理位置等自然因素的干扰,GPS技术显然相较于传统人工测量更具优势,可以提升工程项目的质量和安全性,有助于工程项目的建设开展。

3.GPS技术的基木工作原理及组成

GPS技术是全球定位系统的英文简称,起源于美国上个世纪70年代开始研发的军方的一个卫星导航项目,全面建成是在1994年。最初只是应用于军事领域,随则该技术的民用化发展趋势,越来越多的行业领域也开始采用这一技术。

3.1 GPS技术的基木工作原理

GPS技术的基本工作原理是距离交会法。首先,确定好GPS信号接收装备的位置,很快来自三颗或更多的卫星发散出的GPS信号就会被其感知并接收然后,卫星和信号接收装置之间的距离以及信号发出的实际位置就可以根据信息接收装置所接收到的数据进行分析得到而后再利用距离交会法对当前的测量值进行分析计算,并得到信号接收装置的三维坐标最后利用三维立体的坐标进行表示一次完整的测量实验就完成了。然而在实际的建筑工程测量中,地面固定的坐标系统应用的更为广泛。

3.2 GPS技术的组成

3.2.1空间卫星群

GPS卫星群一共由24颗卫星组成,其中有21颗是工作卫星,还有3颗在轨的备用卫星它们以4颗一组为单位进行了平均分配,分配于6条不同的平面轨道上1都互成60度,并以12小时为周期进行运转工作。这种分配方式使得至少4颗GPS系统中的卫星能够在全球的任何时间任何地点处被观测到。GPS的空间卫星群部分主要是为了观测需要观测的目标,并将观测到的数据进行转化,变成地面监控系统或用户设备可以接收的各种码和载波信号,以此来实现对目标的控制和定位。

3.2.2地面监控系统

GPS地面监测系统是由1个主控站,3个注入站和5个监测站三个部分组成,其在GPS系统中的作用至关重要其中,GPS主控制站位于美国科罗拉多州,主要负责对地面天线接收的卫星信号传回地面的信息进行监控和收集,然后根据收集到的信息来计算卫星星历等数据,从而实现对卫星的调整以及对卫星运行的控制。

3.2.3 GPS信号接收机

GPS信号接收机也就是GPS的用户端,由主机、电源和天线组成,它的作用主要是搜索、追踪以获得卫星信号。具体表现为:当它搜索感知到卫星后,会跟踪卫星所发出的信号,并对其进行变换、放大和处理,从而计算出它自己—GPS信号接收机的相关信息,如:经度、纬度和高度等。

4. GPS技术的优点

4.1操作简便

与建筑工程的原始测量相比,采用GPS进行测量可以减少很多的人工操作,因为测量以及部分数据处理工作都可以通过自动化的设备进行,这在很大程度上降低了由于人工操作的有限性带来的不便。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,随着科技的进步,GPS技术在获得的数据质量方面也有了很大的进步,而且随着对操作仪器的改进,测量的操作也变得更加简单便捷。

4.2测量时间短

GPS技术采用控制网布局的方式进行测量,在测量的过程中,会有几个观测点同时进行,这在很大程度上缩短了测量时间,尤其是相比于人工测量而且对测量目标的全方位覆盖,可以减少由于工程建设在时间上的耽误造成的不必要的损失。

4.3测量不受限制

由于GPS技术的特殊工作原理,决定了其在工作时外界的天气和环境因素不会对其造成影响。因此,在利用GPS技术进行测量和定位时,测量工作的进度和完整性都可以得到保障。同时,GPS技术在几何图形和测点间的通视处理上的方法更加灵活,这对建筑工程测量也十分重要 。

4.4测量数据精准度高

利用GPS技术测量得到的数据,其精准度非常高,甚至可以达到红外线测量仪测得的数据的高精确度,而且相较于其它测量设备,其优点在于目标的距离越远,其结果的精准度就越高。

4.5适用范围广

GPS技术不仅在军事中普遍应用,在各种日常活动中应用也相当广泛。如汽车导航、手机地图等,还可以应用于工程测量、航空导航、土地测量等多个行业及领域

5.GPS技术在建筑工程测量中的应用

5.1为建筑的测量提供技术参数

在利用GPS技术进行工程测量时,为了保障GPS测量设计网能够有利于整个工程测量工作,就需要对设计的精度进行不断的改进提高这既是因为在选择并确定首级控制网的过程中,需要根据实际需求以及测边情况来确保设计网点之间的误差。也是因为在设计网形的过程中,需要通过对GPS接收机进行科学合理的设置以确保设计网的工作效率和效果。此外,为了确定最佳的工作时间,要以GPS卫星提供的实际数据为基础来进行分析确定

5.2为建筑的测量提供选址参考

观测点的选择对于目标观测的结果有着重要影响,因此观测点的选择要科学合理从而使观测的精度得以保障。因此,观测点应尽量布局在障碍物较少、视野较开阔、电磁辐射干扰较小的地区。此外,要重视对原点的利用效率,在充分利用原点的基础上,减少对观测点的建设投资,从而确保整体观测网的较高的工作效率。

5.3为建筑的外业提供科学指导

外业的操作是建筑工程测量工作的关键环节,最终的工程观测质量在很大程度上是由其决定的因此,有必要对建筑的外业工作提供科学合理的指导与规划。而GPS技术恰好能够为其提供大量且精准度高的数据,如:观测的最佳时间、观测的最佳角度以及卫星的状况等数据,这对观测工作的有效性起着重要作用。由此可见,GPS技术的应用能够提高观测工作对于整个观测网的了解程度与监管力度,并能够及时调整观测过程中的数据,从而提高整体的观测水平。

5.4为数据的处理提供方法

在实地进行外业工作所获得的数据并不能直接投入实际的工程建筑中,需要进行科学的校验与处理,从而为建筑工作的开展提供科学的依据。GPS技术对自身在数据的处理与分析方面的能力进行了突破性提高,这有利于提高数据的准确性及可靠性。同时,其自身智能化水平的提高,减少了人工处理数据,精简了数据处理的环节,也减少了因人工处理带来的不利影响,从而使数据的可靠性得以保障。

6.结束语

虽然GPS技术有其强大的优势,也存在很多不足,如:受地形影响较大、城市的高楼会影响GPS信号的连续性与准确性、成木投入较大等。但是总体来说,它为建筑工程节省了大量的人力、物力、财力,对建筑工程测量有着重要意义。因此,要充分发挥GPS技术的优势,合理避免其不足带来的影响。

参考文献:

[1]金磊. 工程测绘中GPs测量技术应用研究.[J]河南建材,2016,(03):255-256

[2]李宝辛. GPS高程在工程测量中的应用研究.[J]价值工程,2016,(09):81-82

[3]郭森. GPS技术在工程测绘中的应用分析.[J]江西建材,2016,(18):224-225

论文作者:余泽伟

论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期

论文发表时间:2016/11/8

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