GPS技术在建筑工程测量中的应用

发表时间:2021/7/2   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷第7期   作者:顾刚
[导读] GPS技术应用已经有数十年历史
        顾刚
        汉中市石门水库管理局    陕西省汉中市    723000
        摘要:GPS技术应用已经有数十年历史,依托相应的硬件和软件技术,不仅能够提供高精度的定位导航服务,还能够向特定对象提供三维空间坐标和时间信息。将其应用于建筑工程测量的不同环节,能够较好的提升建筑工程测量工作整体效率。本文在简要阐述GPS技术原理和应用特点基础上,分析其在建筑工程测量中的具体应用形式,并结合工作实际提出对应的优化措施,以期为相关工作开展提供参考。
        关键词:GPS技术;建筑工程测量;应用优化

        在现代建筑工程施工要求不断提升,工程建设质量体系不断完善时代背景下,工程测量工作必须强化先进技术应用,为设计、施工方案制定提供更加准确的依据。随着GPS技术发展和应用体系的不断完善,在建筑工程测量方面逐渐形成了快速静态定位和静态定位两种技术体系,有效提升了测量工作水平,为建筑工程建设发展起到了积极的促进作用。
1、GPS技术概述
1.1 GPS技术原理
        GPS技术在现代社会生产生活中具有较为广泛的应用,其主要是通过构建卫星网络,通过覆盖范围内的信号接收设备,完善三维实时空间坐标的应用技术。但是在建筑工程测量工作开展中,由于测量技术具体应用方法的不同,实际运行原理也有明显差异。以实时差分定位技术为例,是在已知精确坐标点位上布置GPS接收设备,并以该设备为基准测定校正值,将校正值发送至运动状态的流动站,以此达到消除测量误差的目的。GPS系统由空间部分、控制部分及用户部分三个基本部分组成,并通过信号传输和软件系统完成数据运算处理,满足测量工作的实际要求[1]。
1.2 GPS技术应用特征
        将GPS技术应用于建筑工程测量工作中,能够以更加便利的操作形式,在更短时间内以更加高效的形式完成测量工作,并且能够有效提升测量结果精准度,避免由于人为因素及其他因素影响造成的测量误差偏大等方面问题。GPS技术应用还具有全天候、实时性特征,能够满足较为复杂条件下的建筑工程测量工作要求。但是受制于信号传输等因素影响,GPS技术在实际应用中会受到地形因素影响,尤其是在城市高层建筑较为密集的情形下,测量准确性和连续性都会受到较为明显影响。同时,利用GPS技术进行测量时,还需要大量的人力物力投入,对测量工作技术组织具有较高要求。
2、GPS技术在建筑工程测量中的具体应用
2.1 完善测量方案
        在应用GPS技术进行建筑工程测量时,首先需要结合具体工作开展要求,制定完善的测量方案。方案的具体内容通常包括如下方面:一是技术设计,也就是合理确定基准点位置,明确网形设置方式。根据一般建筑项目测量工作开展要求,通常需要设置12个控制点,将测量误差值控制在要求范围内。二是将测量点布置在视野开阔,尽量无障碍物及电磁干扰源区域范围内。将测量点布置在平面较高的区域内时,还应当确保测量过程中的稳定性。三是合理确定观测时间,虽然GPS系统本身是全天候运行,但是测量精度依然会受大气折射、GPS实际卫星数等问题影响,因此在实际测量工作中,应当结合天气情况等合理确定观测时间。四是要根据工程项目建设类型、测量内容、精度要求、测量设备等,选择最为合适的测量方法,以确保整体测量经济效益满足建设要求[2]。
2.2 外业测量中的应用
        外业测量的实施有经典静态定位方法、快速静态定位方法和准动态定位法等,各种方法的具体操作形式及要求也有所不同。经典静态定位法是借助基线两端的信号接收机,所需卫星颗数在4颗以上,同时利用基线观测封闭图形进行平差处理,能够将测量误差控制在5mm以内。

快速静态定位方式则是利用基准站和流动站相结合的方式,在同时进行跟踪观测作业状态下,完成测量工作。作业执行需要将卫星颗数稳定在5颗以上,并且基准站与流动站之间距离控制在20km以内。准动态定位方式是在测量区域要求范围内的合适位置布设基准点,然后利用单一流动信号接收机依次在对应站点开展短时连续观测作业。但是在观测作业过程中,如出现失锁问题,需要将该站点的观测时间延长2min。
2.3 在建筑施工放样中的应用
        在建筑工程施工过程中,施工放样是重要的操作环节,对工程施工技术应用和质量控制具有直接性影响。在基础施工放样、上部结构放样及高层建筑施工放样的不同环节,利用GPS技术的辅助,能够有效提升测量精度,避免由于外部因素影响对放样工作开展的影响。尤其是在施工地形较为复杂,施工技术应用要求较高的情形下,能够更加精确的完成模板位置放样、开挖深度控制等。但是在测量过程中如果出现精度不足等问题,应当结合其他定位方法,重新进行定位处理,以确保施工放样能够满足后续建设过程要求。
2.4 在水下测绘工作中的应用
        在建筑工程测量工作开展中,受到水流及压力等实际因素影响,工作环境较为复杂,使得工程测量精度难以满足施工要求。将GPS导入水下测绘作业环境中,提前结合环境因素和人为因素预先对误差范围进行分析,将误差精度控制在要求范围。之后就可以利用GPS设备对水下环境进行测量。通过水下测绘数据质量的提升,能够提升工程基础勘察水平,为工程建设质量提升奠定良好基础。
2.5 在工程控制网建设中的应用
        在较为复杂的工程建设项目中,为确保工程建设质量达到设计要求,需要根据施工现场情况和技术应用,合理布置工程控制网[3]。通过对工程控制网的网型、控制精度及作用要求进行精准设置,能够确保工程测量、安全监测等环节中,具体设计和施工有着更为准确的参照依据。但是在实际应用中,需要坚持分级建设、逐级控制的原则,以控制精度和密度满足建设基本要求为基准,合理选择设备布设位置,做好埋石基础处理。通过载波相位静态差分技术的应用,依照施工测量方案要求完成观测流程。通过对相关数据进行初步概算,做好网平差处理,最终将工程控制网精度控制在毫米级。
3、GPS技术应用的优化
3.1 技术层面的优化
        技术层面的优化是确保工程测量结果准确性的重要前提,GPS技术应用中,要达到更为精准的测量结果,必须要减少外部环境对GPS信号的干扰。这方面的优化主要是从外部障碍物清除和GPS抗干扰能力提升两方面入手。在条件允许的情形下,应当尽量清除遮挡物的影响,对于无法清除的,则需要通过增加基准点,细化测量分段等方式,确保测量结果的准确性。对于部分精度要求较高的工程项目,还应当辅以常规水准检验的方式,以确保测量结果满足精度要求。
3.2 操作技能方面的优化
        为更好的提升测绘人员的专业技能水平,减少人为因素对精度控制的影响。管理方面还应当强化GPS技术应用的规范要求,结合技术应用和现场实际情况,制定完善、细致的测量计划,明确测量活动开展目标。同时,在管理工作开展中,还应当建立完善的技术培训和奖惩制度,提升工作人员技术应用水平,提升工作人员工作主动性,确保测量结果准确性。
4、结束语
        新时期背景下,GPS技术在建筑工程测量中的应用水平全面提升,尤其是在于其他测量技术相结合的情形下,为工程施工组织和质量控制起到了积极的促进作用。因此对技术管理部门而言,必须要强化这方面问题的重视程度,采取积极有效的管理措施,以确保测量精度满足工程建设的基本要求。
参考文献
[1]田九玲.基于GPS技术在建筑工程测量中应用研究[J].粘接,2021,45(02):111-114.
[2]俞少杰.GPS技术在建筑工程测量中的应用[J].工程技术研究,2021,6(03):48-49.
[3]张家远.试析GPS-RTK技术在建筑工程测量中的应用及其技术要点[J].低碳世界,2021,11(01):102-103.
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