GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用分析

逯傳镕 鄧貝 于龍 李善英

中核工程咨詢有限公司 北京 10007 1

1 GPS概述

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，美國(guó)軍方在19世紀(jì)50年代開始研究全球定位系統(tǒng)，并在19世紀(jì)60年代初投入使用。美國(guó)最初研發(fā)全球定位系統(tǒng)的目的是用全球定位系統(tǒng)來為軍隊(duì)收集情報(bào)，并為軍隊(duì)提供實(shí)時(shí)的、全天候的導(dǎo)航。隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)不僅僅在軍事領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，還在水利、測(cè)繪、交通等各行各業(yè)當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用，也進(jìn)入了人們的日常生活中，為人們的日常出行提供了極大的便利。當(dāng)前全球定位系統(tǒng)有著無視天氣影響、精確度極高、無視地形等特點(diǎn)，能夠迅速用極低的成本為全球的使用者提供精確度極高的地理位置導(dǎo)航，全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，極大地促進(jìn)了信息化技術(shù)的發(fā)展，提高了人類社會(huì)的信息化水平，并促進(jìn)了數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。全球定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位、行駛路線監(jiān)控、防盜、導(dǎo)航等功能，必須要擁有齊全的終端系統(tǒng)、監(jiān)控平臺(tái)、傳輸網(wǎng)絡(luò)[1]。

2 GPS技術(shù)原理及其應(yīng)用特點(diǎn)

全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱GPS，是一種可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位和測(cè)距空間交匯的導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS可以向全球用戶提供三維位置信息，還可以提供高精度的準(zhǔn)確定位測(cè)距。在工程測(cè)量中，主要運(yùn)用的是GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)，這是專門服務(wù)于工程測(cè)量的技術(shù)。GPS測(cè)繪技術(shù)主要是依靠GPS衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航定位，在固定位置安裝接收機(jī)，從而進(jìn)行三維數(shù)據(jù)的接收和統(tǒng)計(jì)，再運(yùn)用到實(shí)際的工程測(cè)量中。GPS測(cè)量技術(shù)具有十分廣泛的應(yīng)用特點(diǎn)，GPS測(cè)量技術(shù)可以運(yùn)用空間衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，通過數(shù)據(jù)的整理分析，能夠提供準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)空間，時(shí)間上的大幅度提升，而且通過GPS技術(shù)還可以擴(kuò)大測(cè)量范圍，提升測(cè)量精準(zhǔn)度。例如在海洋測(cè)繪，水下測(cè)繪等非正常環(huán)境下都可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。GPS測(cè)量技術(shù)操作簡(jiǎn)單方便，無論是靜態(tài)定位還是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位都能夠進(jìn)行精確測(cè)量[2]。

3 GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 工程測(cè)量方案制定

利用GPS技術(shù)對(duì)工程測(cè)量方案進(jìn)行制定，其包括對(duì)測(cè)量精度的制定和設(shè)計(jì)、測(cè)量地點(diǎn)的設(shè)計(jì)和測(cè)量時(shí)間的選擇三部分。其中在精度的設(shè)計(jì)上，要根據(jù)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行制定，同時(shí)也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，然后選擇合適的測(cè)區(qū)GPS控制網(wǎng)來對(duì)工程進(jìn)行測(cè)量。再然后就要設(shè)計(jì)出合理的GPS接收機(jī)進(jìn)行布局，這樣通過二者之間的協(xié)作就能夠?qū)y(cè)量效果起到一個(gè)強(qiáng)化的效果。然后在工程測(cè)量的時(shí)間設(shè)計(jì)上，要根據(jù)GPS提供的預(yù)報(bào)圖來對(duì)時(shí)段進(jìn)行選擇，在保證測(cè)量地衛(wèi)星均勻分布的情況下選擇最佳的測(cè)量時(shí)段，就能夠提高測(cè)量的強(qiáng)度。最后工程測(cè)量的地點(diǎn)選擇也非常重要，其和最終的工程質(zhì)量有著很大的關(guān)系。一般來說最佳測(cè)量地需要滿足兩個(gè)條件，首先是要遠(yuǎn)離一些電磁信號(hào)的干擾，能夠接收到最佳的信號(hào)。二是盡量選擇比較開闊的場(chǎng)地，以減少障礙物對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可見，這兩點(diǎn)都是為了保證工程測(cè)量的真實(shí)結(jié)果?？傊?，在工程測(cè)量方案的制定上，GPS技術(shù)的運(yùn)用能對(duì)地點(diǎn)、時(shí)間以及精度都做出很好的設(shè)計(jì)選擇。

3.2 工程平面圖的應(yīng)用

工程平面圖涵蓋了地物特點(diǎn)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)以及相應(yīng)的工程特點(diǎn)等，是一個(gè)非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合體。而建筑工程測(cè)量工作是對(duì)工程實(shí)施一定的記錄和測(cè)量，是工程管理中的基礎(chǔ)工作，工程平面圖則是工程測(cè)量中必不可少的。GPS技術(shù)的運(yùn)用，能夠利用數(shù)學(xué)坐標(biāo)軸，在平面圖建立起和工程信息有關(guān)的坐標(biāo)軸，其中重要的信息要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和批示，關(guān)鍵信息在平面圖中的剖析，能夠幫助相關(guān)人員更直觀的對(duì)工程信息進(jìn)行觀察，包括土壤情況、水質(zhì)要求以及地形地貌等等。其次對(duì)整個(gè)工程圖進(jìn)行一種精確的測(cè)量，最后再對(duì)測(cè)量出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算并且統(tǒng)計(jì)，讓測(cè)量調(diào)查出的內(nèi)容更加完整準(zhǔn)確，最終加強(qiáng)整個(gè)建筑工程的合理性[3]。

3.3 GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程測(cè)量當(dāng)中，需要測(cè)量人員進(jìn)行大量的實(shí)地測(cè)量，浪費(fèi)人力物力成本不說，還會(huì)受到一些自然因素的影響，比如說天氣，這就加大測(cè)量的難度。而GPS技術(shù)之所以能夠操作簡(jiǎn)便，在工程測(cè)量中方便快捷，就得益于其虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用。GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，它可以根據(jù)建筑工程的實(shí)地情況，然后模擬出一個(gè)數(shù)字模型，實(shí)地的任何地理因素在模型中都會(huì)以另一種方式進(jìn)行重現(xiàn)，并且可以根據(jù)相關(guān)的建筑需求對(duì)其進(jìn)行改變，在改變的分析的過程中找出各種問題，然后在實(shí)際建筑中進(jìn)行優(yōu)化，從而提高測(cè)量方案的整體準(zhǔn)確性。并且GPS虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)受到的自然影響因素比較小，既能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程測(cè)量的高效性，又能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，總之，能夠很大程度上減少工程測(cè)繪的誤差，確保測(cè)量工程能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行。

3.4 核電廠測(cè)量工作中的應(yīng)用

在核電廠工程施工工作中，地形測(cè)量工作一直都是工程測(cè)量中的難點(diǎn)重點(diǎn)，不僅僅是核電廠地形復(fù)雜環(huán)境不利于測(cè)量工作的展開，還因?yàn)橐恍y(cè)量工具會(huì)受到距離的影響，在測(cè)量精度上無法得到有效的保證。而GPS技術(shù)的應(yīng)用剛好可以解決這個(gè)測(cè)量中的難題，GPS技術(shù)的測(cè)量工具比較小巧輕便，核電廠場(chǎng)地的客觀環(huán)境因素對(duì)其造成的影響比較小，因此其能在核電廠地形測(cè)量工作中得到較好的應(yīng)用。最后在利用GPS技術(shù)完成對(duì)外業(yè)務(wù)的實(shí)施以后，測(cè)量人員應(yīng)該按照規(guī)定做好對(duì)數(shù)據(jù)的記錄和備份工作，對(duì)數(shù)據(jù)做好處理來保證測(cè)量工作的整體精確度。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，理論建筑行業(yè)和實(shí)際建筑技術(shù)也在不斷的進(jìn)行完善和研發(fā)新的科技。在現(xiàn)代建筑的工程項(xiàng)目中，高科技的運(yùn)用已然成為領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的主體。GPS測(cè)量技術(shù)高效率，使用方便，精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)，使得其技術(shù)在目前的建筑工程測(cè)量中占據(jù)著非常重要的位置，在很大程度上已然取代了傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)，而且GPS測(cè)量技術(shù)在未來的工程測(cè)量應(yīng)用中具有著相當(dāng)光明的前途。