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GPS技术对土木工程的作用

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GPS技术对土木工程的作用

发布日期:2020-06-01 作者: 点击:

一、GPS技术的特点 

1.观测位之间不需要通视。采用GPS技术测量,观测位之间是不需要通视的,只需要保证观测位上方是开阔的空间就可以。所以,在很大程度上节省了工程投入,据估算,大约可以节省总投入的40%左右。观测位置也较为灵活多变,可以根据实际需要安排观测站,这样就可以减少工作时间,提高工作效率。

2.定位准确性好。GPS观测定位准确度在50公里之内可以达到10-6,100-500公里能够达到10-7,大于1000公里时能够达到10-9,在300-1500米施工项目的精确测量定位中,大于1小时的观测时间,其测量误差不大于1毫米。GPS传回的平面定位数据的准确度为5毫米,高度定位准确度为8毫米。

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3.观测效率高。GPS技术发展到现在为止,20公里之内的静态测量只需要15-20分钟;在进行高速相对静态定位时,在每个活动定位站和基准站距离小于15公里时,活动站定位时间仅仅需要1-2分钟;在进行动态相对定位时,活动站开始行动,定位时间仅仅需要1-2分钟,随后进行测量定位,所需时间约为几秒。可以看出GPS的观测效率是非常高的。

4.可以提供坐标位置。经典大地定位在进行平面和高度定位时,是使用不同的方式分别进行测量。但是GPS技术不但可以进行平面和高度定位,还可以提供精确的坐标位置。

5.便于操作。GPS技术的自动化程度比较高,甚至达到了完全自动化,控制人员仅需简单配置并开启关闭设备、查看数据、注意设备工作情况就可以完成测量定位,剩余工作都可以交给GPS自动完成。6.全天24小时连续工作。

GPS定位不会受到外在环境的影响,不受时间、地点的限制,全天连续进行观测活动。

 二、GPS技术在土木工程施工领域的应用 最近几年,GPS技术在交通、建筑、能源等领域都广泛的被应用,这对我国GPS技术的运用有了很大的推动作用,《全球定位系统城市测量技术规程》和《全球定位系统GPS测量技术规范》等标准的编制,为GPS技术的发展提供的法律和政策保障。目前GPS技术主要应用于大坝、建筑、隧道、桥梁等工程的定位控制和测量方面。

1.大坝变形监测工程中GPS技术应用探究。几个主要的GPS技术变形监测系统有数据传输、存储、收集、处理和可视化操作,尤其是洪水易发期间信息的监测,GPS监测系统将其可靠性、安全性、精度高和较高的抗干扰能力的优势充分发挥出来。对于数据的处理和分析,GPS系统具有及时性、快速行,而且对于大坝面临蓄水过高情况下的变形可以做出迅速的反映,保证大坝处于安全状态,同时对于洪水错峰也可以很容易实现。因此在大坝变形监测和防洪减灾方面,GPS监测系统发挥了很重要的作用。

2.机场轴线定位工程中GPS技术应用探究。根据所要建设的机场等级之间的差异,机场跑道中心轴线方位的精度也有所不同,但是机场中心轴线方位精度是有范围的,最高低于±1",最低要要达到±6"。我国从1992年开始,各大机场就不断引进GPS技术的使用,利用GPS测量,例如南京禄口机场、武汉天河机场和济南机场都是利用GPS技术完成对轴线定位的。

通过GPS技术进行施测时要注意两点事项:

第一,当提供大地的方位角时,要对平面子午线的方向和收敛角改化影响充分考虑,而且还要保证测点高程选取基本保持一致,这是为了避免受到垂涎偏差的影响;

第二,如果要求的方位精度是±1",那么就必须利用精密软件完成GPS极限的解算。

3.桥梁工程中GPS技术应用探究。在我国首次将GPS技术应用到桥梁工程中的案例是对虎门大桥的控制测量施工中,首先利用GPS技术定位,将得到的坐标高斯投影后转化成二维坐标和三维坐标,并对转化可能造成的误差严格控制,同时确保GPS定位精度,再将其转换成桥梁独立坐标数据,这对桥梁放样和施工都比较有利,针对高程方面则通过平面拟合法对三维定位的数据进行提供,拟合选用支撑点以此促进定位精度更加精准。GPS定位技术属于一种平面控制手段,用来对大型桥梁控制网的建立是具有安全性和可行性的。

4.线路勘测、隧道贯通测量中GPS技术应用探究。交通、铁路、通讯及输电等建筑工程在建设过程中,关于管线测量、线路勘测及隧道贯通的测量都是十分重要的工程。而且这类测量的控制网基本以狭长方式设置,又因为很多路段在山林中,无法设置过多控制点,如果使用传统方式对其进行测量,需要的时间就会很长,严重影响工程周期和施工进度。因此将GPS技术方法逐渐应用到线路勘测和隧道贯通等工程中去,自应用以来,测量进度和准确度都有很大程度的提升。例如北京地铁工程、秦岭某段隧道贯通工程等都采用GPS技术进行测量,施工进度和测量精准度都有明显改善。

5.高层建筑施工过程中GPS技术应用探究。在当前形势下,我国高层建筑施工中GPS技术虽然已经得到应用和推广,但还是处在发展初级阶段。在高层建筑施工过程中,对监测工程和施工定位环节中利用了GPS技术,有效的对施工控制网体系进行确定并建立,实现高层建筑施工测量工程。

高层建筑工程施工中GPS技术应用的主要内容大概包括三点:

首先,利用GPS技术对施工测量基准点进行测量,要保证精确,而且能够获取精准的施工坐标和大地坐标,对二者间的换算也可以通过精确计算得到,以此保证利用GPS技术建立的控制网能够与建筑工程坐标系完全符合;

其次,对建筑物之外临时观测基准点进行设定;

最后,通过GPS技术实现对建筑物振动和日照变形状况的进行实时监测,实时获取精准变形信息。

 三、结语 如今经济时代,信息变化很快,科技发展也十分迅速,这就要求土木工程施工技术也要随时代发展而变更,GPS技术的应用对土木工程施工发展有积极作用。相关学者和专家要不断研发、推广和应用新技术,将最新、最先进的技术和土木工程施工结合,保证土木工厂行业的健康持续发展。

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