GPS导航与摄影技术在工程施工中的应用

2015-04-16汪顺波

建材与装饰 2015年13期

关键词：航空摄影高速公路工程施工

汪顺波

（广州城建职业学院广东广州　510000）

GPS导航与摄影技术在工程施工中的应用

汪顺波

（广州城建职业学院广东广州510000）

近年来，随着我国基础设施建设的大力发展，工程施工技术水平不断提高，很多新技术逐渐出现并得到应用。本文分析了目前GPS导航与摄影技术在工程施工中的应用和发展，以供参考。

顶GPS；摄影技术；工程施工；应用

1　GPS导航在工程施工中的应用

1.1GPS技术概述

GPS全称为全球定位系统，最早由美国国防部建立，其目的是为了满足军事需要，近几年来，GPS技术在工程施工过程中发挥着重要作用，为我国基础设施建设做出了重要贡献。GPS技术主要是对目标进行定位，这种定位系统是利用卫星进行全面的导航。GPS定位系统由三部分构成：空间部分、地面监控部分和用户接收机：①空间部分是利用太空中的多个卫星和几个备用卫星组成，这些卫星在太空中的不同轨道上和地面进行连接工作。它的运行高度是2万km；②地面监控部分主要是由主控站、注入站和监测站组成；③用户接收机主要是接收GPS卫星发射信号。当用户接收机接收到卫星定位发射信号以后对信号进行定位和一些信号的处理工作。其基本工作原理：首先，根据地面上的主控站对各监测站检测到的观测资料和气象信息进行收集，再由特定的格式对导航电文进行有效的编辑，然后地面上的注入站把编辑过的信息发送给卫星。

1.2工程施工勘查中的应用

由于GPS测量技术具有多种优势，被广泛应用到工程施工勘查中，且发挥着关键作用，为工程施工建设提供了可靠的数据，确保工程施工建设的质量。以三维坐标点在地面上进行实地放样，具体分析如下：

（1）建立GPS控制网。对于GPS点控制网的设计来说，它主要根据高速公路等级和线路情况等进行综合考量，对设计方案进行合理优化，由于GPS控制网是控制中的重点内容。因此，采用此测量方法对控制网进行加密，可以大大提高测量的速度。

（2）GPS测量技术中静态定位功能。在对高速公路设计过程中，往往需要建立相应的公路首级控制网，而利用GPS测量技术，采用静态定位功能就可以在施工测量过程中，为设计提供相应的导线点，从而便于实施复合和加密工作。在进行高速公路设计过程中，利用GPS点上进行重新布设过程中，就可以观测确定设计提供该点的坐标，从而确保其精度，一旦不符合标准，应先进行平差，进一步确定数据的精度。

（3）GPS测量技术中动态测放功能。通常情况下，动态测放是GPS测量技术和数据传输技术互相结合的产物，隶属于定位技术的范畴。作为一种高速公路勘测的先进技术，GPS测量技术中动态测放功能具有较为广阔的应用前景。在应用GPS测量技术中动态测放功能过程中，可以对各等级的路线带状平面控制网进行合理布设，同时还可以对路线中线等工作进行测放。

1.3GPS在变形监测中的应用

众所周知，在多种主观和客观因素的影响下工程建筑物在施工和运营期间会产生变形，变形如果超出了一定限度，就会使建筑物的正常使用受到影响，严重时还会造成建筑物的损坏，危及建筑物的安全。在工程的施工和运营期间使用变形监测的方法，以便及时掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要信息，来保证工程建筑物的安全。无论是在全球性变形监测研究、区域性变形研究、还是工程与局部性变形研究，GPS变形监测技术都得到了广泛的应用。在监测全球板块运动、地极运动、地球自转速率变化、潮汐、地震预报、地壳运动等方面GPS技术都发挥了巨大的作用，自20世纪90年代以来，世界各国纷纷用GPS布设地壳运动和区域变形监测网。利用价值的不断提高和日渐受人瞩目的地位极大地推动了GPS变形监测技术的开发速度与发展进程，首选GPS技术建立各类监测网已经形成了一种共识。

2　摄影技术在工程施工中的应用

2.1航空摄影测量技术操作的关键和作业方式

（1）在航空摄影的过程中势必需要对所拍摄的影响进行系统的计算要根据其焦距等相关的指标进行遴选，所采用的拍摄方法必须严格按照航空摄影技术的拍摄标准进行，对角度的选取要尽可能全面能够代表区域特征。目前，航空摄影的图像绘制还原技术要求还原时不仅要将其真实图像进行反应还需要针对所收集的数据制作相关的时频，以方便日后使用。

（2）在数据处理方面，一方面要保证在空中所采集的数据就是可靠数据；另一方面要针对所采集的数据进行较为科学的处理。与此同时，摄影的图像的数据处理必须精准、有效，所处理的数据势必要借助科研人员的反复印证才能进行收集，按照预定的要求对焦距以及摄影角度进行调整，并在实现垂直拍摄的过程中同时进行图片信息的整理。随后，在数据处理环节，主要应用模拟法和解析法进行绘制，以保证数据的科学性以及有效性。不管是数据的获取还是后期的整理方面，都需要保证整体测量的准确、客观，有效。

（3）摄影测量的重要性通过成果提交是否合理体现出来。这样一来，就要求所获取的测量结果必须与实际所测量的地形和环境高度符合。主要的措施如下：①在摄影的整个过程中，最后环节需要给予重点关注，任何步骤都必须严格按照要求进行；②在后期的检测工作中，其检测机构必须要将其所工作的范围和流程明确化，积极地践行其职责，质量检测机构作为整个航空摄影测量数据的主力军，势必要根据相关的规定对航空摄影测量过程中所获取的数据进行检测，合格的资料将被送往相关部门以便于日后的分析与使用，一旦出现不符合实际需要的资料，那么质量检查机构有权利拒收。

2.2航空摄影测量在工程施工中的应用

20世纪70年代中后期开始引用陆地卫星图像和其他多种航空遥感图像。50年来，摄影测量与遥感技术从无到有，从小到大，已经初步形成了一套比较适合我国国情的摄影测量与遥感工作的方法和程序。从只能编制1：10000地形图发展到可以编制1：5000，1：2000，1：1000，1：500等各种比例尺的地形图，以及诸如近景摄影测图、正射影像图、数字地面模型等技术和产品；图像判释从单一的航空黑白相片扩大到陆地卫星图像、彩红外影像、红外扫描影像、多光谱遥感影像、微波遥感影像等，应用范围从线路勘测扩大到包括隧道、枢纽等工程勘测，以及配合施工和已有线路工程病害普查动态分析等内容。