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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技术在土木工程领域中的应用。本文以GPS技术为核心，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技术；土木工程；施工；应用
1GPS技术概述
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技术的特点
2.1.观测位之间不需要通视
采用GPS技术，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。
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3GPS技术在土木工程施工中的应用
3.1GPS技术在大坝变形监测工程中应用
GPS技术对变形监测的有关系统包括数据的传输、存储、收集、处理和可视化。这些技术对汛期期间的信息监测有着非常重要的作用。具体体现在GPS技术在对数据的处理和分析上非常的迅速和及时，而且，一旦出现由于大坝蓄水过高可能会造成大坝变形时，GPS技术能够做出迅速的反应，以确保大坝始终处于安全状态。此外，GPS技术还能够保证大坝的洪水错峰出现的可能性。这样看来，GPS技术在大坝的变形和防洪减灾上有着非常重要的作用。
3.2GPS技术在机场轴线定位中的应用
机场在建设之初由于等级之间的差距，机场跑道中心轴线的方位精度会有所不同门但是这种精度必须保持在一定的范围之内，其误差上限浮动为1，下限浮动为6。自上世纪我国大机场开始使用GPS技术，以提高机场轴线定位的精确度，保证后期机场运行的安全。例如武汉天河机场、济南机场以及南京禄口机场都是使用GPS技术作为轴线定位的重要技术。但是在使用GPS技术时还应当注意一下两点内容，第一，所提供的大地方位角，要将平面子午线的方向和收敛角对其影响考虑期内，并要保证高程的测量与它保持一致。第二，要根据方位精确度的要求进行GPS极限值的计算。
3.3GPS技术在桥梁工程中的应用
在桥梁工程中使用GPS技术首先要完成GPS的技术定位，以完成坐标高的二维和三维坐标的投影转化，但应当足以其间转化误差的控制，并要保证GPS的定位精准度，最终将其转
化为桥梁工程的独立坐标，这样得到的数据非常有利于桥梁的建筑施工，因为这些数据都是根据桥梁工程建设的需要所得到的数据，提高桥梁建设所需数据的精确度。这也为大型桥梁控制为的建设提供了可靠的可行性依据。
3.4GPS技术在高层建筑工程中的应用
随着城市化进程的加快，我国城市人口的不断增加，高层建筑工程的建设已经越来越成为当代房屋建筑的建设趋势。然而这项工程的建设基础毕竟还处于初级阶段，要想提高该项工程的建筑施工质量，GPS技术有着非常巨大的竞争优势。GPS技术在高程建筑工程的应用大致有一下三点内容。第一，GPS技术能够有效地提高施工测量基准点的精确度，并且这项技术还能够为工程建设提供精确的施工坐标和大地坐标。第二，设置科学的临时基准点。第三，利用GPS技术对建筑物的震动和日照的变化状况实时监控，并提供科学的变形信息。
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。将GPS技术应用与土木工程施工，不仅为工程的建设提供了科学有效的数据，还为工程建设的质量提供了保障，推动土木工程施工的健康持续发展。
参考文献
[1]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）
[2]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）
论文作者:文炜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/12
标签：技术论文; 测量论文; 数据论文; 土木论文; 大坝论文; 机场论文; 坐标论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;