GPS技术在城市工程测量中的应用

周志宇

广西壮族自治区地理信息测绘院，中国·广西 柳州 545006

GPS 技术；城市工程测量；应用

1 引言

GPS 技术在社会各个领域当中得到广泛应用，是加快社会产业结构转型升级的关键技术。城市工程建设一般具有投资大、周期长等特点，在施工建设中容易受到多种外界因素的影响，只有做好工程测量工作，才能保障工程建设中各项参数的可靠性，增强工程建设质量和效果。GPS 技术具有较为明显的优势，能够实现工程测量的自动化与数字化，减轻工作人员负担，提升工作效率。GPS 技术具有较强的专业性，对技术水平要求较高，在应用中应该对各个技术要点进行合理控制，真正发挥技术优势[1]。因此，需要加强对城市工程基本特点的深入分析，遵循实事求是的基本原则，把控GPS技术切入点，制定针对性技术应用方案，以加快城市化建设步伐，满足各领域改革需求。

2 GPS 技术在城市工程测量中的应用优势

首先，在城市工程测量中应用GPS 技术能够促进测量精度的提升。在传统测量工作当中，主要是采用普通红外仪，难以保障数据的获取精度，导致工程建设受到严重影响。而GPS 技术的应用，能够快速提供精确的三维坐标。特别在是长距离、不通视或通视条件差的测量中，都能够有效发挥技术优势，为工程需求提供可靠数据。其次，运用GPS 技术能够促进测量效率的提升。在传统工作模式下，数据提供过程繁锁同时对技术人员的依赖较大，不仅难以保障测量数据的可靠性，而且会对工程建设效率造成影响。而GPS 技术则以先进的硬件和软件为基础，在工作实践中应用相关辅助设备，提升了工程测量的工作效率。在数据的记录与分析中，具有快速处理能力，辅以绘图软件应可以快速完成工程图件等。最后，GPS 技术可以保障工程测量的自动化。在测站点位置设置接收天线，对其高度进行合理调整后接通电源，能够保障GPS装置的自动化运行[2]。在数据采集自动获取、自动传输、记录、显示等高度灵活。

3 GPS 技术在建筑工程测量中的应用

精准的测量工作是保障建筑施工质量的关键因素。在工程建设中需要做好测量工作，并保障测量数据的精确性，以促进建筑工程质量的提升。运用GPS 技术，可以实现对整个建设过程的有效指导，科学化测试施工结果，确保各个环节的规范性与专业性。在应用GPS 技术时，应该对建筑工程建设的实际需求进行分析，设计符合建筑工程需求工程GPS 控制网。在选定良好的工程控制点点位、建立优化的控制网形和选择有效的观测时段等，增强观测控制网获取的数据质量。通过对数据的取舍、优化、平差计算方法增强技术参数获取的可靠性。下面对GPS 在建筑工程中的应用流程和变形监测两个方面进行分析[3]。

3.1 GPS 在建筑工程中的应用流程

首先，在目标观测当中，应该确保观测点选择的合理性，以得到可靠的结果。运用GPS 技术可以为建筑的测量提供选址参考，应该选择障碍物较少和视野开阔的区域设置观测点，降低电磁辐射的干扰。对原点进行合理利用，降低观测点建设成本，提升观测网工作效率的提升。

其次，在建筑工程建设中，施工放样也是一个重要环节，包括了高程建筑施工放样、上部结构放样和基础施工放样。在建筑施工的初期，应该控制基础施工放样工作，做好孔桩和平面位置的处理，掌握开挖深度控制、基坑开挖边线放样和基础模板位置放样的施工要点。GPS 坐标放样通常在地形起伏较大的施工区域中应用，能够解决全站仪在工程中存在障碍物遮挡、原点保存的问题，极大地提升测量放样的便捷性与灵活性[4]。

再次，运用GPS 技术开展测量时应该对相关数据进行及时记录与整理，为后期的计算决策提供可靠依据，包括观测数据、测量方法等，并整理成测量手薄、观测数据和其他记录三类。在观测记录当中，应该明确原始观测数据、观测值对应的GPS 时间和接收机初始信息等。在记录时应该保障及时性，防止在填写后出现修改、追记和转抄等行为。

最后，对工程测量中大多需要进行GPS 测图控制网、施工控制网和变形监测网。在外业观中要对测量数据的正确性和完整性进行严格检查，在对C、D、E 级的GPS 控制网中一般使用接收机配备的商用软件，对数据进行观测数据预处理、平差计算和转换的过程。然后对数据成果进行质量检核、精度评定检验等。在建筑工程数据测量中应用GPS 技术时，应该及时检查观测数据，防止在测量中出现较大的数据误差，并在误差出现后及时查找原因并进行处理、核算，促进观测数据质量的提升。工程测量过程中应该对GPS-RTK 手簿的点属性、点名、参数、坐标残差和三维坐标等进行复核，保障RTK 数据信息的可靠性[5]。

3.2 GPS 在建筑工程变形监测中的应用

随着城市发展进一步优化，城市建筑物更重视工程质量安全，防止人们的生命财产安全受到威胁。建筑变形监测法广泛应用于特殊建筑的地基位移、地基倾斜和地基沉降监测中，包括高层建筑和大坝水库等。在静态变形观测中利用GPS 精密定位技术建立变形监测网，对基准点和变形观测点进行同期观测。应该在离建筑较远的位置设置GPS 基准点，在变形区域设置相应的GPS 监测点，在基准点设置GPS 信号发送器，在监测点设置GPS 信号接收器。并对接收机的数据的计算、传输、处理和分析，其精度高，受外界干扰小特点[6]。实时动态GPS 测量方法主要用于测定各种工程的动态变形，将一台GPS 接收机安置在变形本外稳固处作为连续动行的基站，另外一台GPS 接收天线安置在变形点上作为流动站进行连续观测，实时全天候地进行GPS 信号发送与接收。这样具有连续性、实时性、自动化等特点，大大提升工作效率。

4 GPS 技术在公路工程测量中的应用

公路工程是中国市政工程的重点内容，尤其是随着当前交通运输行业的快速发展，对公路质量也提出了更高的标准与要求，这是加快区域间经济交流的关键。现代公路勘测和传统公路勘测是公路勘测的两种主要形式，其测量仪器的精度、灵活度、自动化有所不同，而且测区范围大小存在效率的差异，因此应该根据实际情况选择合理的测量方式。在市政公路测量中应用GPS 技术时，用静态GPS 完成道路基本控制网测量，为道路施工提供精准的施工数据。在动态定位技术能大地提升工作效率，快速完成带状地形图测绘、纵横断面图，线路初步图上设计在实地放线和中桩的测设，还有征地红线和土地堪测定界等，确保一次性外业测量完成。在施过程中GPS 技术对线路复测、路基边坡、高程放样、施工放样极大地提高了工作进度，减轻劳动强度和人力物力，促进测量精度与工作效率的提升。在测量实践工作当中，在基线端点当中设置两台及以上接收机，以工程建设的精度要求和基线长度为依据，严格遵循GPS 测量系统的外业要求，对四颗以上的卫星数时段进行同步观测，以测量等级为参考确定时段的长度。对外接电源电缆和天线的连接情况进行检查，确保不存在错误接线后接通电源启动接收机，对接收机的显示情况进行检查，防止出现显示错误，对测站和时段控制信息进行输入[7]。接收机在数据的记录当中，应该对卫星号、卫星数量、实时定位结果、相位测量残差、存储介质记录情况等进行观察与分析。在同一个时段的观测过程中，除了故障情况外，不能开展自测试，也不能对卫星高度角、天线位置进行随意改动。

另一方面，电力工程也是市政工程的关键组成，对保障城市生产生活用电安全十分重要。尤其是当前社会用电量逐年提升，对电力工程的需求量也在增长，只有做好工程测量工作，才能保障电力系统的运行安全性与稳定性。施工工程测量、厂站工程测量和送电工程测量，是电力工程测量的主要内容。随着当前厂区建设规模的扩大，应用的附属设施也在增多，包括电厂的取排水系统、铁路运输系统、输变电系统和除灰管线系统等，各个系统之间存在着密切关系，应该协调城市规划建设的特点开展工程测量工作。厂区控制测量具有较高的内部精度要求，应该对设备安装中的施工放样测量进行合理控制。在完成方格网的设计后，明确放样方格网点位置，防止在对桩位坐标位置进行调整时出现严重偏离。检查方格网直线度限差时，应该采用GPS 快速静态测量技术结合全站仪，对GPS 快速静态测量角度的差值进行比较，对方格网的精度进行测定，促进工作效率的提升。

5 GPS 技术在地下管道工程测量中的应用

城市地下管道包含的内容十分丰富，如排水管道、供水管道、通信管道、电力管道和天然气管道等，在管道工程测量中应用GPS 技术，能够有效获取管道的实际情况，加快施工速度。在当前现代化城市的建设当中，地下管道已经成为重点内容，这是保障城市正常运转的关键，应该做好测量工作，保障工程建设的质量。其中，GPS 遥感传感器在管道测量中的应用效果较好，受到测量工作人员的广泛欢迎。GPS 技术取代了传统的角度测量、经纬仪和水准测量等方式，不仅能够提升测量工作效率，而且能够保障测量精度，通过三维定位明确地下管道真实情况。GPS 技术的便携式发展是其未来的主要发展方向，能够消除测量中的视觉影像，实现对地下管道网络的有效控制。在地下管道测量中应用GPS 技术时，还应该建立完善的地下管道信息系统，实现对信息数据的整合与分析。

6 结语

在城市工程测量中应用GPS 技术，能够有效提升测量的精度和效率，同时其自动化的特点也减轻了工作人员的负担，是推动中国城市化进程的关键技术。尤其是在建筑工程测量、市政工程测量和地下管道工程测量当中，GPS 技术得到广泛应用。应该根据不同工程项目的基本特点，对其应用要点进行合理控制，促进工程项目经济效益与社会效益的提升。