土木工程施工中GPS技术的展望

土木工程施工中GPS技术的展望

葛峰1   杨松2

1、安德项目管理有限公司  山东德州  253000

2、山东永锋建设工程有限公司  山东德州  253000

摘要：在土木工程行业，工程测量一直都是一项重要的基础性工作，任何施工环节的展开都必须要在放线测绘建立的工程网格中进行。目前，随着网络时代的进步和发展，GPS等测量技术也已经被应用到了军事测量和工程监测上面，而测量技术也将随着信息时代的发展更加智能化和自动化，以便于从各个方面上适应人类的智能化发展的要求。

关键词：GPS技术；土木工程；施工应用

引言

GPS技术本质上属于一种定位系统，主要是利用卫星系统，通过主控站和地面接收器以及监控系统等，收集到某一特定区域的地理信息。GPS测量快速、高效，主要依靠的还是卫星技术，可随时随地进行地质信息的收集，并且保证接收信号的稳定性，可快速传输所需要的定位信息，可高质量、高效率地完成工程测量工作。但是GPS技术在应用的过程中，还是会受到一些外在因素的干扰，影响测量工作的准确性。随着科学技术的不断发展，GPS技术也在不断地完善，其在工程测量中的应用将会越来越成熟。

1GPS技术的优势

1.1可操作性强，操作环境要求不高

GPS监测技术在工程建设监测中的使用，极大地提高了工程建设的监测效率。人员不需烦琐地操作就能够轻松监测，相对于传统的地面监测设备，这种技术更好使用，同时，也降低了人员的工作压力，从而开拓了获取信息的新渠道，能够收集更多的资讯，从而极大地提高了工程建设监测的效率。GPS监测技术能够通过卫星来获取信息，不需要过多的人力干预，监测结果不但显示具体的三维位置，而且还能够反映某地方的区域信息内容，从而更好地服务于工程。

1.2定位精度高

对于GPS定位技术来说，它的动态定位精度达到米级至亚米级，静态定位精度能达到毫米级。其达到的定位精度和其他测量技术相比，存在明显的定位优势。而大量的实际工程应用已经证明，使用载波相位观测，实现了静态相对位置，即使在不超过50km的基线上，绝对位置的相对精确度也能够超过1×10-6～2×10-6，在100～500km的基线上能够达到10-6～10-7。同时，由于现代信息处理方式和电子探测技术的进一步发展，也能够在大于l000km的基线上，位置的相对精确度高于甚至超过10-8。当同时完成即时动态定位与即时差分位置任务时，位置的精确度超过了分米级和厘米级，可以适应信息工程中不同监测技术的需要。随着GPS技术和信息处理技术的发展，它的监测精度将会继续提高。

2GPS技术在土木工程施工领域应用

2.1工程变形中的应用

在工程建设中或施工建成后，均会出现建构筑物的变形问题。通常的表现方式是：由于外在因素对建构筑物结构产生了一定的损伤，或因地壳自身的变形和运动过程对建筑结构造成了影响，如重大建筑物、堤坝、桥梁、路面等建筑出现沉降、变形、裂纹。在此时，通过GPS进行智能化的精准实时动态测量，迅速连续监测整个建构筑物的变形程度并将其精准至毫米级，便可有效精准地监测建构筑物的变化状况，从而及时掌握其实时变量，为后期维护补救工作带来更确切真实的基础数据支撑，大大提高了工程建设养护的效率。

2.2土木工程施工建设阶段的应用

在土木工程施工建设阶段，同样要充分发挥测绘工程技术的作用，需要根据设计要求来确定建筑物的位置，明确建筑物的大小、形状，标出建筑物的高程，以为后续施工提供资料。与此同时，还应当加强施工质量管理工作，通过测量来判断施工各环节的质量是否达标。该阶段可有效运用测距仪，或是全站仪设备来开展土石方测量、放样工作，需注意的是所选择的设备应当具有自动跟踪功能以及连续显示功能，还可以使用GPS技术来计算定位点的独立坐标，于测区开展定位放样工作。此方法十分便捷，得到的测量数据准确度也比较高，而且在网络通信技术的支持下，能够进行远程实时监控。在进行大规模土木工程勘察工作的时候，航空摄影测量技术能够提供可靠的数据和影像资料，有利于绘制多种形式的地形图。利用CCD摄像、智能全站仪设备等，则能够对土木工程施工质量进行有效监控，提高其安全系数，维护施工人员的安全。

3土木工程之道路工程中的应用

道路工程是土木工程中的分支之一，GPS测绘工程技术在道路工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是可以利用GPS测绘工程技术来绘制大比例的地形图。在道路工程施工过程中，需要选择适宜的公路路线，而这依赖于大比例的带状地形图，通常来说比例在1∶2000或是1∶1000之间。如若是使用传统的测绘方法，则要先构建控制网再实施碎部测量工作，然后再绘制大比例尺寸的地形图，这一测绘方法效率不高，需要耗费较长的时间。但如若使用GPS技术，则可以进行动态测量，而且具有实时性，能够获取碎部点的数据，直接利用绘图软件来编制地形图，只需要输入碎部点的坐标点和相关信息即可，速度快，效率高，省时、省力；二是利用GPS测绘工程技术有利于控制测量工作。可建立控制网，运用静态测量技术，以便于有效测量特大桥、隧道等大型建筑物。如若是一般的公路工程，则可以使用RTK动态测量技术来获取实时定位，保证数据的精确度。一旦达到规定的点位则可停止观测，具有较高的工作效率，而且操作上也更为简便；三是可利用GPS测绘工程技术来进行线路勘测。在进行公路选线的时候，应当以勘测设计规范为依据，尽量避免占用农田，减少房屋拆迁数量，并充分利用原有的旧路路基，合理规划道路线路。基于此，可使用GPSRTK技术，来优选路线，可将GPSRTK接收机作为流动站，沿着原路中线来采集相关数据，并且要保持一定的间隔，将另外已知点作为参考站，遇到重要地物的时候要记录数据，准确定位，将采集的数据信息全部输入到计算机中，再利用AutoCAD软件来选线。设计人员在利用地形图进行定线的时候，可直接标出公路中线，得出中桩点坐标。运用GPS技术来进行实时测量，将中桩点坐标输入GPS电子簿中，系统可以自动进行放样点定位，有利于防止累计误差的出现，精确度较高；四是在测设道路中线的时候，设计人员定线后需要在地面上标出公路，发挥GPS动态测量技术，输入中线主点，准确定位，以便于放样工作的顺利开展；五是可使用GPS测绘工程技术来进行公路纵面、横断面的放样工作。确定好公路中线之后，可使用绘图软件，以及中线桩点坐标来绘制横断面、纵断面。其中所有涉及的数据均来自于地形图测绘，无需再对现场进行测量，大大减轻了测量人员的工作量。即使是要测量现场断面，也可以使用GPS技术，其测量精度更高，具有较好的经济性；六是在进行施工测量的时候，可以使用GPS测绘工程技术，其有着较好的硬件和软件支持，无论是点、线、面的放样测量，还是坡度的放样测量，都能取得较好的效果，快捷而方便。

结语

总之，GPS技术作为一种全新的测量手段,在工程控制测量中已逐步得到使用,其技术的先进性、优越性已为众多的工程技术人员所认同。随着GPS技术的进一步开发,特别是有关土木工程施工领域的应用技术,包括基础理论的研究、实践方法的探索、信号接收手段的更新、信号处理方法和软件的开发等的发展,GPS技术在高层建筑施工的放样与定位、大坝建设与监测、道路及桥涵的定位与控制等方面有着广泛的应用前景。

参考文献

[1]刘岩,张康宇,姜旭梅.GPS测绘技术在工程测绘中的应用探讨[J].冶金管理,2021(21).

[2]甘欣亮.工程测绘工作中GPS测绘技术的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(5).