GPS定位技術(shù)在土木工程測量中的應(yīng)用

翟京斌 保定國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)發(fā)展有限公司

目前，GPS定位技術(shù)已經(jīng)被用于土木工程測量的領(lǐng)域，特別是在一些視野較大、衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)的地區(qū)，GPS定位技術(shù)的使用更為廣泛。因此，研究和分析GPS定位技術(shù)在土木工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用情況具有重要意義。本文主要是通過對(duì)GPS定位技術(shù)工作原理分析、GPS定位技術(shù)在土木工程測量中的優(yōu)點(diǎn)以及GPS定位技術(shù)在土木工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

一、GPS定位技術(shù)工作原理分析

GPS定位技術(shù)的高效率、高精度，使三維坐標(biāo)的確定變得更加容易。隨著這項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS定位技術(shù)在國家建設(shè)與工程測量中獲得更廣泛地用，在進(jìn)行工程測量的過程中，理解和掌握GPS技術(shù)的工作原理是非常重要的。一般用GPS定位技術(shù)進(jìn)行測量主要是基于距離交會(huì)定點(diǎn)的原理，先假設(shè)在待測量點(diǎn)某處安裝一個(gè)GPS接收器，在某個(gè)時(shí)刻可以同時(shí)接受到3個(gè)或更多衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，這些衛(wèi)星分別是S1衛(wèi)星、S2衛(wèi)星、S3衛(wèi)星等。然后通過對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析處理，能夠知道此刻接收器天線的中心與衛(wèi)星之間的距離為P1，P2，P3，最后再通過衛(wèi)星記錄獲得衛(wèi)星的三維坐標(biāo)[1]。

二、GPS定位技術(shù)在土木工程測量中的優(yōu)點(diǎn)

（一）工作效率比較高

GPS定位技術(shù)在使用過程中控制因素的需要相對(duì)較少，因此，不需要進(jìn)行測量場所的遷站或轉(zhuǎn)移。通常來說，基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈可以控制十幾千米的測量距離，且GPS定位技術(shù)的物力和人力的資源成本較低，特別是在山嶺地區(qū)進(jìn)行高速公路的測量以及其他的特殊地貌測量是十分有效的。因此，GPS定位技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是測量精度高以及高效率，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效地減少成本，還可以提高測量工作的效率。

（二）定位的精度較高

在測量線路的過程中使用GPS定位技術(shù)通，可以保證每次測量點(diǎn)位置的誤差是互相不干擾、互相獨(dú)立的，而且對(duì)于已經(jīng)造成的誤差不會(huì)互相累積或重疊。使用GPS定位技術(shù)時(shí)，其測量的精度可以達(dá)到厘米，因此，GPS定位技術(shù)具備很高的定位精度優(yōu)勢。

（三）測量站點(diǎn)之間不需要通視

GPS定位技術(shù)的應(yīng)用不需要測量站之間的通視，只通過電磁波等設(shè)備就可以進(jìn)行相關(guān)的測量，再加上GPS定位技術(shù)本身受自然環(huán)境因素的影響較小，選擇測量站點(diǎn)使就變得更加方便，從而提升了工作的效率。

（四）自動(dòng)化程度高

現(xiàn)階段隨著我國科技的不斷發(fā)展，與GPS定位技術(shù)有關(guān)的設(shè)備也在逐漸地取向便捷化、小型化、智能化，工作人員在進(jìn)行測量時(shí)，只需要把天線進(jìn)行整平處理和對(duì)中和就可以。GPS測量儀器通?？梢宰詣?dòng)地進(jìn)行觀察，通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理之后，就可以得到測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)，從而減少了工作量[2]。

三、GPS定位技術(shù)在土木工程測量中的應(yīng)用

（一）GPS定位技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

在建筑中應(yīng)用GPS定位技術(shù)仍然存在一些局限性，GPS定位技術(shù)在建筑物中運(yùn)用的主要目的是為了可以獲得施工坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并通過觀察建筑物的變形和震動(dòng)的現(xiàn)象來獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，觀測基點(diǎn)大多數(shù)用來確定觀測方向以及起算點(diǎn)，防止觀測點(diǎn)產(chǎn)生變化從而影響建筑的質(zhì)量[3]。

（二）GPS定位技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

在橋梁的實(shí)際施工過程中，有關(guān)各控制網(wǎng)的有效構(gòu)建以及把有關(guān)的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行精密處理是GPS定位技術(shù)對(duì)橋梁施工時(shí)不可缺少的主要組成部分，GPS定位技術(shù)對(duì)橋梁的施工幫助很大。例如，GPS定位技術(shù)能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)際施工現(xiàn)場的測量，并且GPS定位技術(shù)還能夠運(yùn)用到相應(yīng)高程度的測量作業(yè)以及跨河工程的有關(guān)測量與檢測的作業(yè)中，不僅可以大大地提高了工作的效率，還可以更加準(zhǔn)確地測量相關(guān)的大數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù)此相比起來更加有效。從而提高橋梁各施工步驟的精準(zhǔn)控制。

（三）GPS定位技術(shù)在線路勘測中的應(yīng)用

在進(jìn)行線路的實(shí)際測量過程中，隨著線路測量工程的不斷發(fā)展，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。一般情況下，由于在線路工程中施工的線路較長，并且大部分線路工程的測量控制網(wǎng)都會(huì)展現(xiàn)出狹長的形式，甚至有些線路工程，需要經(jīng)過一片無人區(qū)的森林或貧瘠的山路。因此，控制點(diǎn)周圍的環(huán)境因素是無法預(yù)測的對(duì)測量工程產(chǎn)生一定程度的影響，并且對(duì)于一些無法控制的未知因素導(dǎo)致的變數(shù)和最終測量的數(shù)據(jù)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，這也是傳統(tǒng)測量方法不能在這種復(fù)雜的線路工程中進(jìn)行更準(zhǔn)確的測量，無法獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)的原因之一。所以為了防止這種情況發(fā)生，使用GPS定位技術(shù)可以用于下路的遠(yuǎn)距離監(jiān)測以及極為復(fù)雜地形的線路工程監(jiān)測，而且GPS定位技術(shù)比傳統(tǒng)的測量手段更加精準(zhǔn)，工作的效率高，不僅大大地降低了測量人員的工作量，還避免了測量中的不穩(wěn)定因素，從而縮短了施工的周期[4]。

結(jié)束語：綜上所述，GPS定位系統(tǒng)具有全天候、連續(xù)性、全球性的定位能力，不僅為用戶提供了更加精準(zhǔn)的信息，還可以提高工作的效率。隨著GPS定位技術(shù)不斷地發(fā)展，GPS定位技術(shù)的應(yīng)用范圍變得越來越廣泛，在土木工程的測量中，因?yàn)槠浒捻?xiàng)目多，精準(zhǔn)度要求比較高，因此，在土木工程測量中應(yīng)用GPS定位技術(shù)具有十分重要的意義。