工程测量GPS 动态监测应用与数据处理分析

孔 杰

（浙江正元地理信息有限责任公司，浙江 湖州 313200）

在现代建筑行业的发展中，信息化技术的融入使得建筑行业有了巨大的进步，在高层建筑的施工中，信息化技术可以有效对工程的动态进行监测，这样一来，一方面可以提高工程质量，另一方面也在一定程度上保障了建筑工程的安全性。GPS 技术因其测量精度高、测量速度快而被广泛应用于应变测量，尤其是GPS PTK 技术的独特性，因此在建筑行业得到了广泛应用。

1 建筑工程测量的重要性

测量几乎反映在项目生命周期的每个方面，确保测量正确只能提高项目的质量。但是，不同环节使用的测量技术也不同，每个阶段的测量结果都必须经过验证才能继续项目，因此测量的效率也影响到整个项目的进度。工程测量的主要内容是正确的高度、挠度等，这些是确认建筑物是否为可靠结构的关键指标，无论建筑物的结构多么特殊，最基本的工程指标必须合格，否则可能造成安全事故。为保证结果的准确性不仅要进行多次测量，还要由工作人员对结果进行严格的审核。在测量垂直度的过程中，必须先放置壁柱平面，这个操作可以检测钢筋的粘接质量，如果结果不满意，必须立即反馈并纠正。要保证工程的各个环节都符合要求，如果继续不顾细节施工，错误会逐渐增多，改正的难度自然会增加，最终导致严重影响项目的质量和项目的效率。测量一个建筑物的高度非常重要，这个高度测量方法可以直接确定一个楼板作为模板的高度参考点，所以楼板加入了混凝土后整个模板显得会比较平整，而且这样可以使铺在楼板的整个楼板保持水平，增加整个楼板的高度稳定性。

2 GPS 技术在工程测量中应用的优势

2.1 GPS 的定位十分精准

GPS 在用于静态工程基线测量时，由于静态工程基线的测量定位精度非常高，达到一个毫米数量级，因此可以大大提高很多工程基线测量的定位精度，为后续的工程建设等任务提供精度，有助于整个项目中各种任务的顺利进行。

2.2 各个观测站之间不需要进行通视

使用现有的工程测量技术进行工程测量时，观测站间的能见度条件必须良好，测量控制网需要较好的图解结构。使用GPS 技术进行工程测量时，不需要每个站点的直接可见性，通过GPS 定位技术直接查看每个位置，可以有效提高工程测量的效率，每个控制站点的选择更加灵活方便。[1]

2.3 观察时间短且能全天作业

常规测量仪器通常使用光电仪器进行工程测量，这也是最常用的工程测量仪器之一，但受天气影响较大，在雾天或雨天的工程测量工作中不能正常进行。当GPS 技术用于工程勘测时，它可以不受天气、气候、时间和地点的影响进行工程勘察，有实现全天工程勘察的能力。此外，一般的工程测量技术需要很长时间才能完成，而在使用GPS 定位技术进行工程测量时，完成测量所需的时间一般都很短，从而大大节省了工程成本和工程测量工作的效率。

3 GPS 技术在工程测量中的具体应用

3.1 GPS 技术在工程测量中的准动态测量

GPS 卫星技术的准确度动态卫星测量主要是应用于我国开阔高空地区的卫星控制、线路和卫星剖面图的测量，通过在卫星台站上直接安装一台GPS 卫星接收机，用它连续多天跟踪多颗卫星，然后根据测量结果获得结果。以设定的时间间隔记录数据并显示连续测量的效果。这种测量方法的特点是在移动性测量站初始化后可以实现连续移动，目前广泛应用于工程测量。

3.2 GPS 技术在工程测量中的实时动态测量

在我国工程卫星测量中，GPS 跟踪技术的动态跟踪测量技术可以实时快速获得高标准精度的工程测量分析结果，该方法主要原理是在一个已知的工程测量卫星站点上增加一个基于GPS 技术参考站的接收机和一个数据链，然后实时动态跟踪整个卫星发射时间。该过程中得到的数据通过数据链路传输给移动台，移动台根据数据链路传输的数据进行实时数据处理，最终得到高精度的实时动态测量值。

3.3 数字摄影测量技术

数字摄影测量是一种综合多种技术形成的测量技术。我们运用数字图像处理、模式识别等多种科学理论和方法，将其有效地整合为一个整体，并以此成果为理论基础更大限度地发挥各项计量技术的综合优势，以达到促进优势技术积累的长期计量管理目标。数字航天摄影航空测量测绘技术以多种航空摄影数字测量方法为技术基础，利用多种航空摄影数字测量方法测绘天空、天体地形、地籍测量的优点，提供数字化、图像化、线描等工程测量方法。

3.4 数字地形图

在工程测量中有效使用数字地形图可以构建全面而准确的数字地形模型（DTM）。在调查过程中建立 DTM 后，可以根据它绘制各种比例尺。三维地形透视图、不同尺度的等高线图、不同尺度的地形横截面也可用于计算水位，通过DTM 面积分析可以确定一个流域面积范围和公式计算流域面积。在城际公路和高速铁路布线设计应用过程中，甚至可以通过使用DTM 技术绘制不同地形的三维方向轴视图和纵、横断面布线视图，更好地帮助进行自动公路布线系统设计和自动规划城际公路和高速铁路部分路线，确保最新和最优的产品设计。

4 工程测量GPS 动态监测数据处理

GPS 主要用于进行工程精度测量中的动态精度监测，获取数据的计算方法主要是通过利用相对准确的运动坐标系来确定工程精度测量控制坐标的运动坐标系，通过合理设置控制测量坐标与进行工程精度测量之间的运动转换以及参数关系来获得相对应的精度。如果不需要知道各个坐标之间相互存在关联的各个坐标和节点的准确性和坐标，我们就需要直接通过坐标变换法的计算才能得到准确坐标。在这种情况下，如果坐标的变换参数的范围是相对的，则应使用更大的已知点来保证坐标的正确性。由此可见，我们为了保证动态测量的精度，必须快速获取必要的坐标，同时还要保证控制网络测量的精度。利用GPS 工程动态基线监测系统进行整个工程基线测量，对目前获取的所有GPS 工程测量坐标值数据的所有独立基线上的观测坐标数据，进行无条件约束平差分析处理，并结合相关数据处理软件对数据结果进行清理，控制网络分辨率。在此过程中，GPS 控制网的内部精度应对GPS 控制网的内部精确度进行严格的检查，在满足工程测量要求的前提下还要对其可能存在的误差进行有效分析。在执行校准计算时，应消除测量数据中的重复测量误差，因为这可能会影响控制网络计算的准确性。[2]

5 在建筑工程测量技术中数字化测绘技术的使用前景分析

5.1 在建筑工程测量定位中广泛地使用数字测量技术

建筑物的测绘在建筑工程的开展中占据十分重要的地位，这个环节的有效开展才能使得项目正常发展。这也要求在建筑工程开展中，要加强测绘技术的准确运用，保证对建筑的有效测绘。因此GPS 技术应运而生，GPS 技术通过自身拥有的高精度数据采集信息和测量误差极少的特点，使得测量出来的效果高于人工技术。

动静交互还有一个很大的优势就是接收卫星信息，这样得出来的分析相对来说很准确，也能对建筑工程的位置进行有效定位，让建设项目有条不紊地进行。

5.2 在建筑工程实际施工中数字测量技术的使用相关事宜分析

在现代社会的发展中，各行业的竞争越来越激烈，建筑行业相较之前也有了巨大的进步。随着信息化时代的到来，在建筑领域的进步中数字工程测绘技术占有十分重要的作用。数字工程测量测绘技术不仅可以有效率地减少使用建筑工程的大量劳动力，还可以增加工程测绘工作强度，提高测绘工作效率，保证彩绘测量和施工作品的质量，该测绘技术主要可以通过使用电子测量经纬仪、全站仪、自动跟踪全站仪等多种专业设备完成。该技术能够有效提高数据实时性和动态扫描定位图像效果，良好的软件实现性能有助于进行数据采集、分析、编程和详细定位图像的自动扫描绘制，以提高测绘作业的效率，进而提高整个项目的工作效率。同时，有可能实现数字测量技术的数字化和自动化。[3]

6 结语

随着当前我国现代科学信息技术以及我国社会主义经济的不断进步发展，城镇化工程建设进一步不断加速，高层结构建筑物已经发展成为整个城市高层建筑的使用主体，为了有效确保各种高层结构建筑物的使用安全性，必须对其建筑工程质量进行建筑变形强度监测和高标准精度的建筑工程安全测量。本文通过对新型GPS 检测技术在建筑工程自动测量系统中的应用动态以及测量数据处理等相关问题进行了简要实例分析。可知，在建筑工程动态变形测量监测以及各种工程变形测量中广泛应用的两种GPS 动态变形技术，可以有效实现变形测量的高度实时性，并且其对于测量变形结果的精准度也比较高，能够满足各种工程变形测量技术要求。