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浅谈GPS技术在市政工程测量方面的应用

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：俞顺鸿

[导读] 摘要：科技的飞速发展使 GPS 技术的应用范围越来越广，特别是在大型市政工程测量控制期间，通过应用 GPS 技术，可以为大型市政工程施工提供准确的测量数据，显著提高工程测量控制精度。

        马鞍山金桥测绘有限公司安徽马鞍山 243100
        摘要：科技的飞速发展使 GPS 技术的应用范围越来越广，特别是在大型市政工程测量控制期间，通过应用 GPS 技术，可以为大型市政工程施工提供准确的测量数据，显著提高工程测量控制精度。但结合大型市政工程测量控制中 GPS技术的应用现状得知，在实际应用过程中，仍然存在较多的问题。鉴于此，本文深入探讨大型市政工程测量控制当中GPS技术的具体运用。针对GPS技术的特点，例如自动化水平比较高、覆盖面积较广泛、观测时间较短等进行综合性的分析，简要介绍GPS系统组成，主要围绕 GPS 技术在建筑工程测量领域中的应用进行探讨。
        关键词：GPS技术；市政工程；测量；应用
        1 GPS系统构成分析
        （1）空间组成部分。GPS系统空间组成部分主要由24颗卫星组成，与地表相距20～200km，分布在6个轨道面中。由于卫星均匀分布在轨道面上，能够提供较好的连续导航功能。（2）地面控制系统。该系统是GPS系统中的核心组成部分，主要由三部分组成，分别是主控站、全球监测站与地面控制站，其中，主控站能够从多个监测站中，收集大量的跟踪数据信息，进而准确计算卫星轨道与时钟参数，有效编制成电文，同时将最终的结果输送给地面监测站。监测站将系统传输的各项卫星观测数据信息，快速传递给主控站，进行集中管理。地面控制站的运行比较简单，每颗卫星运行到上空后，地面控制站能够将电信号导航数据信息，包括主控站的各项指令，传输给GPS卫星。（3）用户设备。用户设备又常被人们称作GPS信号接收机。接收机体系逐渐减小，重量较轻，在野外观测中应用较多，特别是在道路桥梁工程控制测量中，通过运用GPS信号接收机，可明显减少工作量，提升工程控制测量工作效率。
        2 GPS技术的特点
        2.1自动化水平较高
        GPS技术的自动化水平较高，在工程控制测量环节，通过运用GPS技术，可节省大量的人力、物力，同时帮助测量人员快速获取准确的测量数据，确保道路桥梁工程施工的有序开展。GPS接收机设备体积比较小，携带方便，操作流程简单，能够显著提升工程测量结果的时效性。
        2.2覆盖面积较广泛
        GPS系统的卫星数量较多，分布较为均匀，对工程控制测量工作的顺利开展起到良好推动作用。由于卫星数量较多，同时均匀分布，覆盖面积比较广泛，即使在复杂环境下，测量人员仍然能够顺利完成工程控制测量工作[1]。
        2.3观测时间比较短
        在工程控制测量过程中，运用GPS技术，能够显著缩短工程控制测量时间。最近几年以来，由于GPS技术的不断改进，能够进一步满足大型桥梁工程控制测量要求，显著提高工程控制测量效率。
        3 GPS技术在市政工程测量方面的应用
        3.1数据采集及处理
        （1）数据采集环节。工作人员首先对测量数据备份处理，开展一系列预处理操作，最大程度上减小人为、环境等因素对测量精度造成的影响，消除测量误差，然后结合三维坐标、已知高程点数量等信息，准确评估所采集测量数据的质量与精确度，最后将测量数据导入相关软件中。（2）数据处理环节。根据测量需求，工作人员灵活运用网平差结算法与基线解算法开展数据处理操作。与传统数据处理技术相比，可以辅助或替代人工进行自动化计算，提高数据处理效率，减小人为因素对数据精确度造成的影响。同时，能够减小计算误差、降低计算错误等问题的出现概率。

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可选择组合采取静态测量、快速静态测量技术，当两项技术所获取测量值相似、测量精度符合相关标准时，则表明数据准确度得到保障，直接对GPS信号进行解译处理即可。如果二者测量值偏差较大，那么表明测量精度受到点位位置影响，需要对测量数据进行优化处理，适当调整观测时段，以此减小数据处理误差。
        3.2GPS技术在控制测量中的应用
        对整个桥梁施工来说，控制网的精确度会直接影响桥梁质量的好坏，控制网精确度越高，桥梁的使用时长越久，维修概率越小。桥梁工程不同于一般公路建筑工程，其设计的宽度和广度比较大，若采取边角控制网会加大工作难度，因此需选取静态GPS技术，该技术不会耗费过多的人力物力，同时测量时间短、准确度高，只需要流动站的接收器接收某一个位置信息，然后将该信息和基准站的卫星信息做比较计算，最终可获取用户站的精确坐标。
        3.3GPS技术在高程控制测量中的应用
        在桥梁高程控制测量过程中运用GPS技术能够高效、准确计算出点与点之间的大地高度差，进一步将其换算为容易施工的合理高度，该过程还需要施工人员具备良好的观察力，观察出大地水准面的异常现象，最终实现桥梁高程的顺利测量[3]。大地高度差在转换的时候首选GPS水准法，该方法的工作原理为:准确测量出同名点的对应高度、GPS大地高度，之后再利用一系列数学运算计算出两者之间的转换关系。高程控制测量作为桥梁施工测量的核心，一定要保证准确测量和高效定位，在高程控制测量中使用GPS技术能够更为准确和科学地获取高差数值，再结合施工现场的实际情况对其进行恰当转换并操作。同时，在利用GPS技术进行高程控制测量时，要加强工作人员对大地水准面的预判能力，保障水准面正常的基础上展开桥梁建筑工作。
        3.4工程施工控制测量
        在此大型桥梁工程控制测量中，测量人员通过应用GPS技术，可以保证工程建设质量得到良好控制，特别是在水中墩位置，若采用传统的控制测量方法，会降低工程控制测量结果的准确性，而GPS技术的有效运用，不仅能够降低工程施工控制测量成本，而且可以保证工程施工的有序进行。工程控制测量人员运用RTK动态定位技术，对水中桥墩进行准确定位，然后将GPS定位接收机安装到基准站，对各个卫星进行有效观测，并结合实际情况，将之前观测到的各项数据信息，利用固定设备传输到定位船中，实施动态观测，最终将各项测量数据传送到接收机中。与传统的工程控制测量技术相比，以载波相位观测技术为核心的GPS技术操作流程更加简单、便捷，在大型桥梁工程施工控制测量中，运用此项测量技术，能够帮助测量人员快速获取三维坐标数据，显著提高工程控制测量工作效率[4]。由于社会经济的飞速发展，人们对桥梁工程提出了更为严格的要求，工程控制测量人员在实际工作中，要根据桥梁工程所在区域的环境条件，科学选择GPS技术，不断减小外界客观因素对工程控制测量产生的影响，保证工程施工进度，真正达到提升大型桥梁工程施工质量的目的。
        结束语
        综上所述，将GPS技术应用到市政工程控制测量工作中，可明显提高工程测量数据的准确性，确保工程控制测量工作的有序进行，为工程施工提供良好条件。因此，工程控制测量人员在具体工作中，应结合工程所在区域的具体情况，以及该地区的地形地貌特点，制定完善的控制测量方案，保证GPS技术的重要作用得到更好体现。在此大型道路市政工程项目中，通过运用GPS技术，取得较好的应用效果，缩短工程测量时间，可为此类项目提供有效借鉴。
        参考文献
        [1]付饶.GPS技术在市政工程测量方面的应用研究[J].黑龙江科学,2017,8(21):80-81.
        [2]汤勇.GPSRTK在市政工程测量中的有效运用[J].四川水泥,2017(06):131+155.
        [3]勾廷贵.GPS高程在市政工程测量中的有效运用[J].江西建材,2016(10):237.
        [4]甘小乐.GPS在市政工程测量中的应用[J].建材与装饰,2015(50):151-152.