工程測量GPS動態監測應用與數據處理分析

孔杰

摘 要 隨著當前我國建筑科學監測技術的不斷發展和現代GPS監測技術的不斷進步，GPS新型動態變形監測技術已經在建筑工程變形測量系統中得到了廣泛應用，特別是在大型高層建筑結構變形項目監測工程中，并且取得了成功和良好的應用效果，為高層建筑變形工程的監測質量和安全運行提供了有效率的保障。本文詳細重點論述了目前GPS監測技術廣泛應用于工業動態工程監測的具體發展策略，以供參考。

關鍵詞 工程測量 GPS動態監測 數據處理

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0032-02

在現代建筑行業的發展中，信息化技術的融入使得建筑行業有了巨大的進步，在高層建筑的施工中，信息化技術可以有效對工程的動態進行監測，這樣一來，一方面可以提高工程質量，另一方面也在一定程度上保障了建筑工程的安全性。GPS技術因其測量精度高、測量速度快而被廣泛應用于應變測量，尤其是GPS PTK技術的獨特性，因此在建筑行業得到了廣泛應用。

1 建筑工程測量的重要性

測量幾乎反映在項目生命周期的每個方面，確保測量正確只能提高項目的質量。但是，不同環節使用的測量技術也不同，每個階段的測量結果都必須經過驗證才能繼續項目，因此測量的效率也影響到整個項目的進度。工程測量的主要內容是正確的高度、撓度等，這些是確認建筑物是否為可靠結構的關鍵指標，無論建筑物的結構多么特殊，最基本的工程指標必須合格，否則可能造成安全事故。為保證結果的準確性不僅要進行多次測量，還要由工作人員對結果進行嚴格的審核。在測量垂直度的過程中，必須先放置壁柱平面，這個操作可以檢測鋼筋的粘接質量，如果結果不滿意，必須立即反饋并糾正。要保證工程的各個環節都符合要求，如果繼續不顧細節施工，錯誤會逐漸增多，改正的難度自然會增加，最終導致嚴重影響項目的質量和項目的效率。測量一個建筑物的高度非常重要，這個高度測量方法可以直接確定一個樓板作為模板的高度參考點，所以樓板加入了混凝土后整個模板顯得會比較平整，而且這樣可以使鋪在樓板的整個樓板保持水平，增加整個樓板的高度穩定性。

2 GPS技術在工程測量中應用的優勢

2.1 GPS的定位十分精準

GPS在用于靜態工程基線測量時，由于靜態工程基線的測量定位精度非常高，達到一個毫米數量級，因此可以大大提高很多工程基線測量的定位精度，為后續的工程建設等任務提供精度，有助于整個項目中各種任務的順利進行。

2.2 各個觀測站之間不需要進行通視

使用現有的工程測量技術進行工程測量時，觀測站間的能見度條件必須良好，測量控制網需要較好的圖解結構。 使用GPS技術進行工程測量時，不需要每個站點的直接可見性，通過GPS定位技術直接查看每個位置，可以有效提高工程測量的效率，每個控制站點的選擇更加靈活方便。[1]

2.3 觀察時間短且能全天作業

常規測量儀器通常使用光電儀器進行工程測量，這也是最常用的工程測量儀器之一，但受天氣影響較大，在霧天或雨天的工程測量工作中不能正常進行。當GPS 技術用于工程勘測時，它可以不受天氣、氣候、時間和地點的影響進行工程勘察，有實現全天工程勘察的能力。此外，一般的工程測量技術需要很長時間才能完成，而在使用GPS定位技術進行工程測量時，完成測量所需的時間一般都很短，從而大大節省了工程成本和工程測量工作的效率。

3 GPS技術在工程測量中的具體應用

3.1 GPS技術在工程測量中的準動態測量

GPS衛星技術的準確度動態衛星測量主要是應用于我國開闊高空地區的衛星控制、線路和衛星剖面圖的測量，通過在衛星臺站上直接安裝一臺GPS衛星接收機，用它連續多天跟蹤多顆衛星，然后根據測量結果獲得結果。以設定的時間間隔記錄數據并顯示連續測量的效果。這種測量方法的特點是在移動性測量站初始化后可以實現連續移動，目前廣泛應用于工程測量。

3.2 GPS技術在工程測量中的實時動態測量

在我國工程衛星測量中，GPS跟蹤技術的動態跟蹤測量技術可以實時快速獲得高標準精度的工程測量分析結果，該方法主要原理是在一個已知的工程測量衛星站點上增加一個基于GPS技術參考站的接收機和一個數據鏈，然后實時動態跟蹤整個衛星發射時間。該過程中得到的數據通過數據鏈路傳輸給移動臺，移動臺根據數據鏈路傳輸的數據進行實時數據處理，最終得到高精度的實時動態測量值。

3.3 數字攝影測量技術

數字攝影測量是一種綜合多種技術形成的測量技術。我們運用數字圖像處理、模式識別等多種科學理論和方法，將其有效地整合為一個整體，并以此成果為理論基礎更大限度地發揮各項計量技術的綜合優勢，以達到促進優勢技術積累的長期計量管理目標。數字航天攝影航空測量測繪技術以多種航空攝影數字測量方法為技術基礎，利用多種航空攝影數字測量方法測繪天空、天體地形、地籍測量的優點，提供數字化、圖像化、線描等工程測量方法。

3.4 數字地形圖

在工程測量中有效使用數字地形圖可以構建全面而準確的數字地形模型（DTM）。在調查過程中建立 DTM 后，可以根據它繪制各種比例尺。三維地形透視圖、不同尺度的等高線圖、不同尺度的地形橫截面也可用于計算水位，通過DTM面積分析可以確定一個流域面積范圍和公式計算流域面積。在城際公路和高速鐵路布線設計應用過程中，甚至可以通過使用DTM技術繪制不同地形的三維方向軸視圖和縱、橫斷面布線視圖，更好地幫助進行自動公路布線系統設計和自動規劃城際公路和高速鐵路部分路線，確保最新和最優的產品設計。

4 工程測量GPS動態監測數據處理

GPS主要用于進行工程精度測量中的動態精度監測，獲取數據的計算方法主要是通過利用相對準確的運動坐標系來確定工程精度測量控制坐標的運動坐標系，通過合理設置控制測量坐標與進行工程精度測量之間的運動轉換以及參數關系來獲得相對應的精度。如果不需要知道各個坐標之間相互存在關聯的各個坐標和節點的準確性和坐標，我們就需要直接通過坐標變換法的計算才能得到準確坐標。在這種情況下，如果坐標的變換參數的范圍是相對的，則應使用更大的已知點來保證坐標的正確性。由此可見，我們為了保證動態測量的精度，必須快速獲取必要的坐標，同時還要保證控制網絡測量的精度。利用GPS工程動態基線監測系統進行整個工程基線測量，對目前獲取的所有GPS工程測量坐標值數據的所有獨立基線上的觀測坐標數據，進行無條件約束平差分析處理，并結合相關數據處理軟件對數據結果進行清理，控制網絡分辨率。在此過程中，GPS控制網的內部精度應對GPS控制網的內部精確度進行嚴格的檢查，在滿足工程測量要求的前提下還要對其可能存在的誤差進行有效分析。在執行校準計算時，應消除測量數據中的重復測量誤差，因為這可能會影響控制網絡計算的準確性。[2]

5 在建筑工程測量技術中數字化測繪技術的使用前景分析

5.1 在建筑工程測量定位中廣泛地使用數字測量技術

建筑物的測繪在建筑工程的開展中占據十分重要的地位，這個環節的有效開展才能使得項目正常發展。這也要求在建筑工程開展中，要加強測繪技術的準確運用，保證對建筑的有效測繪。因此GPS技術應運而生，GPS技術通過自身擁有的高精度數據采集信息和測量誤差極少的特點，使得測量出來的效果高于人工技術。

動靜交互還有一個很大的優勢就是接收衛星信息，這樣得出來的分析相對來說很準確，也能對建筑工程的位置進行有效定位，讓建設項目有條不紊地進行。

5.2 在建筑工程實際施工中數字測量技術的使用相關事宜分析

在現代社會的發展中，各行業的競爭越來越激烈，建筑行業相較之前也有了巨大的進步。隨著信息化時代的到來，在建筑領域的進步中數字工程測繪技術占有十分重要的作用。數字工程測量測繪技術不僅可以有效率地減少使用建筑工程的大量勞動力，還可以增加工程測繪工作強度，提高測繪工作效率，保證彩繪測量和施工作品的質量，該測繪技術主要可以通過使用電子測量經緯儀、全站儀、自動跟蹤全站儀等多種專業設備完成。該技術能夠有效提高數據實時性和動態掃描定位圖像效果，良好的軟件實現性能有助于進行數據采集、分析、編程和詳細定位圖像的自動掃描繪制，以提高測繪作業的效率，進而提高整個項目的工作效率。同時，有可能實現數字測量技術的數字化和自動化。[3]

6 結語

隨著當前我國現代科學信息技術以及我國社會主義經濟的不斷進步發展，城鎮化工程建設進一步不斷加速，高層結構建筑物已經發展成為整個城市高層建筑的使用主體，為了有效確保各種高層結構建筑物的使用安全性，必須對其建筑工程質量進行建筑變形強度監測和高標準精度的建筑工程安全測量。本文通過對新型GPS檢測技術在建筑工程自動測量系統中的應用動態以及測量數據處理等相關問題進行了簡要實例分析。可知，在建筑工程動態變形測量監測以及各種工程變形測量中廣泛應用的兩種GPS動態變形技術，可以有效實現變形測量的高度實時性，并且其對于測量變形結果的精準度也比較高，能夠滿足各種工程變形測量技術要求。

參考文獻：

[1] 郝蘭朋.GPS技術在礦區動態監測中的應用與數據處理研究[J].世界有色金屬，2020（06）：47-48.

[2] 程敏.工程測量GPS動態監測應用與數據處理研究[J].百科論壇電子雜志，2020（10）：1624.

[3] 鄧曉威.工程測量GPS動態監測應用與數據處理探討[J].建筑·建材·裝飾，2019（15）：158，160.