建筑测绘领域中GPS技术的应用研究

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月第6期   作者:  刘宁 娄永航 丁维
[导读] 近年来,现代测绘技术朝着多样化与精准化的方向发展,给工程测量活动提供更多可靠支持。
        刘宁  娄永航  丁维
        新疆维泰开发建设(集团)股份有限公司 新疆维吾尔族自治区 830000
        
        摘要:近年来,现代测绘技术朝着多样化与精准化的方向发展,给工程测量活动提供更多可靠支持。建筑工程在前期施工准备阶段有展开测量工作的需求,必须有科学的测绘技术手段的支持,测绘技术越先进,获取的测量数据也更加可靠,工程建设中出现的差错也更少,因此测绘单位需要以建筑工程建设与测量工作展开需求为准,利用新型测绘工具完成测绘任务。
        关键词:建筑测绘领域;GPS技术;应用
        引言
        GPS定位系统的研究起源于美国,主要应用于军事研究,而后新一代的定位系统建成,功能更加全面,主要涉及的领域是地形图的测量。GPS定位系统是基于无线传输系统,借助卫星导航仪开展的地形图测量工作,其在应用过程中具有速度快、自动化能力、地理测量坐标准确等特点,因此其在各个领域中得到应用。本研究主要以其在建筑工程大比例尺地形图测量中的应用进行分析,结合案例分析法,阐述GPS定位系统的工作原理,同时对其控制网主要技术参数要求进行分析,以期为相关领域提供理论参考。
        1GPS在建筑工程测绘中的优点
        ①准确度高。虽然传统的测量技术在测绘中积累的经验是对提高测绘精度有帮助,但由于该技术的落后性和人为操作的误差性,导致它在工程测绘的精度上一直差强人意。而GPS技术通过静态测量,在精度上可以做到毫米级,保证了工程所需的精准度,这是传统测量技术遥不可及的。②测绘效率高。用传统测量技术,开展测绘工作时需展开大量的定点、读数和计算工作,并会消耗大量的人力、物力,一旦测量误差不满足要求则要重新开展。而采用GPS技术,因大量的工作有相应的软件进行协同,对人力和工作时长的需求大大降低,从而提高了测量工作的效率,为更快更好的开展工程建设提供有力保证。③中间过程不用校核。在传统测量技术下,对于整个测量工作对中间过程需特别关注,因为中间过程的疏忽会直接导致整个测量工作出现问题。而利用GPS技术,中间过程均为确定过程,对其中间过程不用校核,只用检验测量工作的初始状态是否符合规范要求即可,这也是GPS技术能够广受业内认可欢迎的重要原因。④操作简单。由于传统测量技术涉及大量的调试工作,这些工作需要人工来完成,所以操作人员需进行培训和实操才具备较好的测量技能。而GPS测量的自动化程度高,相关设备的使用简单,主要的观测工作由GPS设备自动完成,设备使用门槛低,整个操作过程对使用者的专业技能要求也低。
        2建筑测绘领域中GPS技术的应用研究
        2.1测绘工作中处理数据
        在建筑测绘当中,我们会获取大量的数据,GPS测绘技术将会根据所得数据来进行加工和处理,同时这样的一份数据报表会实时地传输到总部,并更新出一份新的数据标准,做到全国统一标准。紧接着就是对数据进行再细化处理,而在这个过程中,技术人员要保证测绘质量以及数据的精度,而每种测量方式都有其优势和劣势,GPS测绘技术也不例外,所以这就要求技术员对各种差分方式的技术按照标准仔细分析,最大化减小误差,建立好更快更准的测绘标准。
        2.2制订测量方案
        ①技术设计。根据测量项目情况明确GPS测量精度要求,合理选择基准点位置与网形设置方式。目前,在多数建筑工程测量项目中往往需要设置12个控制点,然后在其基础上构建工程控制网。其中,2个控制点负责对已知平面开展联测作业,5~6个控制点为高程控制点,采取连边法布置工程控制网。同时,可选择采取二级网络设置方式,将平均边长度值控制在1000m以下,并将测量误差值控制在10~4m以下。②观测选址。尽量将测量点设置在视野较为开阔、障碍物数量较小、无电磁干扰源的区域中,保持相邻测点的合理间隔距离,以此扩大GPS测量范围,提高测量效率。禁止在分布大功率无线电通信电磁、大型河流水域的区域中设置测量点,水体与通信电磁将会对GPS信号的传播性能与质量造成影响。同时,将测点设置在平面较高的区域中,提前检查地面稳定性,必要时对地面进行硬化平整处理。③确定观测时间。与传统测量技术相比,GPS技术具有全天候作业的特征,减小了气候条件对测量精度造成的影响。

但在技术实际应用中,需要将若干数量地球卫星瞬时坐标作为已知点位,若观测时间选择不当,则观测效果会受到大气折射、可视GPS卫星数量不足问题的影响。因此,工作人员必须综合分析气候条件、GPS卫星轨迹等因素,合理选择观测时间。
        2.3定位技术
        在建筑工程测量过程中,GPS静态定位技术的主要作用是完成整个精密控制网的完整布设,以此来实时监管目前建筑工程推进过程中的形变情况,及时对发生的偏差进行修正,从而确保建筑工程施工过程的可靠性。同时在技术应用的过程中,能够根据实际应用需求,对建筑工程的示意图比例进行调整,使其可以满足目前建设进程判断的应用需求。除此之外,在定位技术应用的过程中,可以对待测区域的任意位置进行定位测量,且测量精度也可以满足应用需求。GPS测绘技术在应用过程中,不同设备之间的测量精度等级存在差异,需要结合实际应用需求来进行选择,以提升测量数据的适用性。
        2.4建筑工程大比例尺地形图中像控点测量应用
        像控点的测量与GPS测量技术之间是相辅相成的,且联系紧密,在应用过程中,应首先选择完成像控点的测量位置,通过架设控制点坐标,实现交会点处的全面测量。另外,由于在建筑工程大比例尺地形图测量过程中存在不易测量的点,因此应紧密结合像控点测量的准确获取渠道,根据像控点测量的优势,及时分析对控制点的逐级测量标准化控制,能够根据像控点位置的确定,缩短作业周期,提升GPS系统测量的效率。此外,在建筑工程大比例尺地形图测量中的建筑物规划、用地测量及小方位的调控技术中,应从宏观和微观上分析GPS技术应用及实现的理论,同时确立界址点的坐标及位置,促进大比例地形图测量过程中的相互整合图层的形式规范化。融入数字化、自动化测量技术,根据三维坐标的获取理论能够在地形的勘察及有效调控过程中融入数据结合理论。
        2.5整理与分析测绘数据
        利用GPS定位设备完成测绘定位工作后,需对所有的测量数据进行检查与分析,获取工程测量环节中所需要的重要数据,负责数据分析工作的人员必须具有极强的专业性,否则无法胜任这一工作,初期整理环节中,需滤除无用的测绘数据,确定数据均没有错误之后,可给工程系统形成测量参数,根据运用GPS测绘技术的实际经验,在具体的测绘环节中应当关注核对数据的工作需求,以此来消除错误定位测绘数据给测量工作带去的诸多干扰,发挥工程测量系统中的基础测绘手段具有的辅助作用。工程测量情况具有多变的特点,可将GPS测绘技术与RTK技术结合使用,形成移动测绘站与基准站,对地籍图与地图进行测绘,将建筑工程的具体界址点显示到相应的工程地图之中,使用这种联合式测绘技术时,不需要过多的测绘工作人员,只需将GPS信号接收设备安置到预设位置中,针对特征点来开展编码活动,利用成图软件即可获取相应的效果图。
        结语
        我国研发出GPS测绘技术具有十分重要的意义,其不仅使得我国在全球定位方面获得自主产权,更是加速了多方面工程的进步。例如在建筑测绘工程中,GPS测绘技术的投入使用,不仅解放了施工人员的双手,还提高了工作质量,借力GPS测绘技术,使建筑测绘工作变得智能化,突破了传统的人工测绘,极大地减小了人员操作的失误,也降低了数据的误差,推进测绘工程上升到更高的层次。
        参考文献
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        [4]曹趣.GPS测量技术在工程测绘中的应用探析[J].科学之友,2011(22):16-17.
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