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      GPS技術在建筑測量中的運用實踐

      2020-09-10 17:23:33仇東環(huán)
      商業(yè)2.0-市場與監(jiān)管 2020年9期
      關鍵詞:運用實踐GPS技術

      摘要:隨著社會經濟水平和科技發(fā)展水平的不斷提升,建筑行業(yè)也迎來了自身的時代發(fā)展機遇,這也讓人們對建筑工程質量日益重視。建筑測量作為建筑工程正式施工之前的關鍵工序,測量工作質量將會對工程整體質量,產生較大影響。GPS技術是人們生產生活中,應用日益廣泛的技術,在建筑測量中也有較大應用潛力。因此,本文將討論GPS技術在建筑測量中的優(yōu)劣勢,討論該技術在建筑測量中的運用實踐。

      關鍵詞:GPS技術;建筑測量;運用實踐

      1.傳統(tǒng)人工測量存在的技術缺陷

      傳統(tǒng)測量受到技術水平限制十分明顯,很多工程單位在建筑測量問題上,未能形成正確的認識,使施工單位建設質量難以達到應有要求。除此之外,在傳統(tǒng)觀念桎梏下,施工單位往往僅在意施工階段質量控制問題,在施工準備階段的測量工作上,未能保證方案的科學性,導致人工測量方式存在一些不可避免的缺陷,使測量工作效果大打折扣。具體而言,主要體現在以下方面。

      1.1測量難度較大

      建筑測量任務一般需要在已知建筑外形、施工場地條件的基礎下進行,通常情況下,人工測量限于人力的投入,或者受測量精度誤差的影響,往往只能在建筑面積較小的情況下,有效完成建筑測量,若建筑面積較大,則測量建筑物時,就會遭遇不同瓶頸。舉例來說,如果施工現場較大,地質環(huán)境存在較大差異,則會為測量工作,帶來不穩(wěn)定的影響,導致測量設備難以最大化發(fā)揮效果[1]。

      1.2 測量設備較少

      傳統(tǒng)測量主要是通過人工測量方式進行,不僅每次測量時,都需要工作人員背各種測量工具,深入到實際測量現場,但是人工測量階段,可以應用的設備儀器數量相對較少,主要以大刻度卷尺、水準儀等為主。除此之外,在測量建筑時所用的各項測量儀器、測量標準、輔助器械、標準物質、軟件等,都難以和實際勘測要求高度匹配。測量設備的匱乏,還會為測量人員實地工作,帶來較大困難,導致很多深層次測量進程,無法有效推進。

      1.3測量精度較低

      測量精度會受多種因素影響。首先,測量人員因素,很多工程單位測量人員并不具備較高的專業(yè)素質,實際操作階段僅扮演建筑數據記錄員的角色,對建筑測量精度的重要性,未能引起足夠重視;其次,取值因素,若標準合適,則會為之后的測量工作,提供較高指導價值,但是實際情況中,測量人員在標準取值問題上,很難提升取值的準確性[2]。

      1.4測量意識較弱

      施工單位在方案制定的階段,并未對施工現場環(huán)境地形勘測,引起足夠重視,而是將大部分的注意力,聚焦于施工前的造價控制、以及中間階段的施工質量控制、后期的竣工驗收準備上。測量意識的薄弱,也會對建筑測量工作進程的順利推進產生一定阻礙作用。例如測量工序科學性不強、測量方案不夠合理,都會對施工現場實地勘測結果產生較大影響[3]。

      2.GPS技術分析

      GPS,是英文Global Positioning System的簡稱,中文譯為全球定位系統(tǒng)。GPS技術的研究,最早可追溯至1958年,并在1964年投入使用。到了90年代,GPS衛(wèi)星星座已經完成了布局,數量達到24顆,全球覆蓋率接近99%。GPS技術可以為全球用戶提供精度較高、成本較低的三維位置、精確定時的導航信息,促進了社會信息化水平的極大提升,也無形中影響到了數字經濟的快速發(fā)展。

      GPS技術的工作原理為距離交會法,在某個區(qū)域進行GPS信號接收設備的安裝,以保證該接收設備在接收信號方面,能夠至少接收到來自兩顆衛(wèi)星的GPS信號,通過分析和處理數據的過程,對信號來源與信號接收設備之間的距離進行計算,最終應用距離交會法獲得測量值。在計算得到信號接收位置坐標的基礎上,依照坐標值進行繪制三維立體坐標的工作[5]。

      GPS技術應用于建筑工程測量中,主要會在地面位置上,確定固定坐標,完成建筑測量工作,并且在GPS接收設備,實現對信號的接收。這種方式不僅提升了建筑測量的信息化程度,測量人員只需要應用專業(yè)軟件程序,分析和處理測量信號,最終獲得測量結果。相較于傳統(tǒng)測量方法,不但能夠提高測量精度,避免人工測量出現的誤差,而且也無需投入太多人力和物力資源,可以節(jié)省建筑測量成本。

      3.GPS技術在建筑測量方面的優(yōu)勢

      3.1定位精度較高

      通過各種測量實踐情況證明,GPS技術具備較高的GPS技術定位,測量的精準性和測量距離成正相關。具體而言,若范圍為5萬米之內,精度可以達到7-10米;若范圍達到10萬米到50萬米之間,精度可以達到8-10米;若范圍達到50萬米到100萬米之間,可以達到9-10米。

      3.2觀測站之間無需相互通視

      應用GPS技術進行建筑物測量時,無需觀測站相互之間進行通視,在測量時,只需要保證觀測站上方較為開闊即可,這樣便能達到節(jié)省造標費用的目的。除此之外,點間也無需通視,進而無需測量地面?zhèn)魉忘c與過渡點之間的距離,有效節(jié)省了時間成本[6]。

      3.3提供立體坐標

      傳統(tǒng)建筑測量中,往往需要對平面與高程,利用不同測量方式進行實測。GPS技術可以逐一測定觀測站立體坐標,當前技術發(fā)展背景下,GPS技術的測量精度已經達到了四等水準。

      3.4不具備操作復雜性

      現階段,有關技術人員在不斷對GPS接收器進行改進,不斷減小了接收器的體積和重量,而且也提升了GPS接收器的自動化程度,在一定程度上,也降低了測量人員的工作難度和壓力,為野外施工環(huán)境的測量工作提供技術方面的強有力保障。這也可以說明,GPS系統(tǒng)在測量、導航、測速、測時方面,優(yōu)勢較為明顯[7]。

      3.5測量時間短

      GPS技術在測量工作上,主要是應用控制網布局進行的,可以同步對不同觀測點進行測量。這也可以使應用GPS技術測量,相較于傳統(tǒng)人工測量方式,可以節(jié)省超過一半的時間成本,而且可以全方位覆蓋測量事物。

      3.6測量受到的限制不多

      應用GPS技術進行建筑測量定位時,不會受到地形因素或者天氣條件的過多影響,可以隨時隨地完成測量工作,進而加強了測量工作的完整性,加快工程項目推進速度。與此同時,GPS測領技術相較于常規(guī)測量方式,在測幾何圖形方面,靈活性更卡昂,未來將會有巨大的技術突破潛力[8]。

      4.GPS技術在建筑測量方面的劣勢

      GPS技術在建筑測量方面,也并非完全沒有缺陷,技術固有的弊端依然不容忽視。舉例來說,如果地方過于封閉和狹窄,則無法利用GPS技術對建筑進行測量;其次,當前城市土地資源較為緊張,為達到最大化利用城市土地資源的目的,很多建筑物高度越來越高,在一定程度上,遮擋住了GPS信號,對測量的連續(xù)性與準確程度,產生了較大影響;最后,GPS技術在建筑測量中會投入較多技術上的成本,組織相對復雜,難以達到監(jiān)測技術要求。

      5.GPS技術在建筑測量中的運用實踐

      5.1確定測量技術參數

      在應用GPS技術進行建筑測量,應當重視設計精度的提升。設計GPS測量網,將會對整體測量工作,產生較大影響,實際測量時,可以應當在工程要求基礎上,結合側邊實際情況,選擇較為合適額首級控制網,有的放矢開展測量控制工作,進而將誤差合理控制于應有范圍之內。設計網形階段,應當重視GPS接收機的合理布置,對接收網實際觀測結果應注重接收。在選擇觀測時間時,應當盡量合理安排,保證在最佳時間段,提高觀測的科學性[9]。

      5.2重視GPS對測量的正確選址

      GPS技術測量的效果,與正確的選點位置息息相關,因此,合理選擇測量點,可以使GPS測量最終質量得到提升。首先,安排選點時應當圍繞測量計劃,提高選點的科學性,基于選點位置之上,盡量保證選點具備遼闊的視野,進而避開各種高大的障礙物;除此之外,在選擇地點時,應當和各類電磁源保持較遠的距離,從而避免GPS技術受到電磁源較強的干擾;最后,應當在選點安裝和保存方面,引起足夠重視,從而實現選點利用率的提升。若選址合理程度較高,則可以使后續(xù)測量工作量大大減少,在調整測量網絡整體方面,同樣大有裨益。

      5.3外業(yè)測量的操作

      通常情況下,外業(yè)測量是GPS建筑測量工作的重中之重,外業(yè)測量工作質量,會對測量工作整體,產生較大影響。基于此,在外業(yè)測量操作方面,一定要提高計劃的科學性,重視外業(yè)測量效果的提升。實際測量時,可以借助各類計算機,精確計算測量地點的各類數據,包含衛(wèi)星情況、測量時間、測量角度等,同時制定針對性測量計劃。除此之外,全網同步觀測一定要保證時間的合適,無論是測站天線朝向問題,還是有關數據,都應當提升控制的準確性。因此,應當對采集數據的時間進行科學安排,合理控制天線朝向,進而獲得合理的測站數據。在測量階段,應當重視監(jiān)視監(jiān)檢測工作,對其中涉及的不同細節(jié)精準把握,若出現測量問題,應當針對性進行調整,并適當延長測量時間[10]。

      5.4數據處理

      GPS測量階段產生的數據,測量人員應當落實記錄與備份工作,加強測量數據的安全性與準確性。測量階段,應對數據進行及時復核,對其中出現的誤差問題,應落實嚴謹的處理和核算工作,提升測量數據的科學性與質量。GPS測量技術在不斷發(fā)展的同時,能夠有效降低工作人員的工作強度,進而實現時間成本的減少,測量人員一定要加強對測量工作重要性的認識,合理控制人為、環(huán)境等各方面因素,提升測量數據整體的準確性。在高程控制問題上,應重視其精度的提升,加強對整體測量精度的控制。

      6.建筑測量技術的自動化發(fā)展

      6.1智能操控技術

      測繪技術和計算機技術的發(fā)展融合,使測繪技術實現人工智能、專家系統(tǒng)技術的應用,成了現實中的可能。在計算機的支持下,可以全面模擬并深入分析人腦思維,令測繪技術大大提升自動化等級,加強數據信息的準確性。

      6.2制圖軟件技術

      5G技術是時下大火的通訊技術,可以在4G技術基礎上,更快提升各類數據信息的傳輸速度,未來隨著5G技術的發(fā)展和成熟,建筑測量工作會更加簡單,會為測量人員帶來更大便利性。

      6.3測量通訊技術

      在建筑測量技術中,升級地形測量數字化測繪軟件,將會成為技術主要發(fā)展方向,開發(fā)數據庫的同時,也會更新數據庫信息,拓寬GPS技術的應用邊界。

      7.結束語

      GPS技術應用于建筑測量中,可以極大提升測量精度,減少測量人員工作量。實際測量中,一定要重視測量方法的科學性,合理選擇測量點,最大化發(fā)揮該技術的測量優(yōu)勢,促進建筑測量質量的提升。

      參考文獻:

      [1]劉鳳英,陳天恩,王冬,石波,李國玉.無人飛艇的差分GPS輔助空中三角測量精度分析[J].測繪科學,2014,39(1):28-31.

      [2]李國柱,魏保峰,馬波.LGO與GAMIT進行GPS基線解算的精度分析——以昆明市城市軌道交通框架網為例[J].城市勘測,2012(4):105-107.

      [3]馬娜,董嵐,梁靜,向偉,羅濤,王銅,劉璨,柯志勇,何振強,朱紅巖,.基于加速器控制網的GPS絕對測量精度探討[J].北京測繪,2014(6):23-27.

      [4]杜言霞,梁鶯,吳勇凱,陳州川,林添水.基于GAMIT系統(tǒng)的GPS/MET數據反演及其在閩南地區(qū)獲取PWV的應用[J].沙漠與綠洲氣象,2019,13(2):115-122.

      [5]李宗婉,唐詩華,梁小龍,蒲倫,肖陽.基于TBC與GAMIT的多余長基線對高精度CORS數據解算精度分析[J].桂林理工大學學報,2020,40(2):379-383.

      [6]王虎,任營營,連麗珍,王解先,成英燕,王永哲.大規(guī)模GNSS網數據處理一體化方案與中國大陸水平格網速度場模型構建研究[J].大地測量與地球動力學,2020,40(9):881-887.

      [7]楊凱,劉鴻飛,趙倩,姜衛(wèi)平.絕對天線相位改正模型對GPS精密數據處理的影響[J].武漢大學學報:信息科學版,2010,35(6):694-697.

      [8]李秋紅,辛長江,許康生,舒雷,高慧慧.差分GPS在中國地磁監(jiān)測網地理方位角測量中的應用[J].地震工程學報,2015,37(3):862-866.

      [9]龔秋全,杜全維,董武鐘,袁凱.GPS和測深儀組合系統(tǒng)在電廠水下地形測量中的應用探討[J].工程地球物理學報,2017,14(5):622-626.

      [10]郭建京,張云,袁國良,顏廷管.基于ARM—Linux的GPS信號存儲轉發(fā)系統(tǒng)的設計[J].電子設計工程,2013,21(3):123-125.

      作者簡介:仇東環(huán)(1981-),女,漢,山東人,大學本科,講師,研究方向:大地測量。

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