港口码头施工测量中GPS的应用方法研究

董凤祥

摘要：随着港口业务的不断发展以及港口基础设施建设的不断扩展，测量工作在港口码头工程中的重要性不断凸显。GPS技术因其高精度、高效性及实时性等特点成为现代工程测量领域的重要技术手段之一。本文通过深入研究GPS技术的应用原理及特点，提出港口码头施工测量中GPS的具体应用策略，以应对港口码头施工测量中的诸多挑战，为港口码头建设和管理提供有价值的参考和借鉴。

关键词：港口码头；施工测量；GPS技术；应用方法

引言：港口码头的设计、建设和维护需要以精准的测量数据为支撑，随着科技的不断进步，GPS技术在港口码头施工测量中的应用逐渐受到业内的广泛关注。GPS技术以其全球覆盖、高精度和实时性等优势，为港口码头施工测量提供了全新的解决方案。通过在施工现场布设GPS设备，可以实时获取施工区域的三维坐标数据，为工程师提供准确的施工信息。同时，GPS技术能够实现多点同时测量，相较于传统技术而言极大提高了测量效率，降低了人力成本，为推动港口码头建设提供了强有力的技术支持。

1港口码头施工测量中GPS技术的应用原理及优势

GPS系统由一组维持在轨道上的卫星、地面控制站和接收器组成。GPS卫星发射精确的时间信号，接收器接收这些信号并测量信号传播的时间差，而后利用时间差信息计算接收器与卫星之间的距离。通过同时与至少三颗卫星建立联系，获取精准的三维坐标信息。卫星轨道误差、大气延迟、钟差等因素都可能影响测量的准确性，为了提高测量精度，GPS系统采用一系列复杂的校正和改进方法。此外，差分GPS技术通过比较接收器与基准站的测量结果，进一步提高测量的准确性。在港口码头施工测量中，GPS技术的应用通过将GPS接收器安装在测量杆、测量车或无人机等测量设备上，利用接收到的卫星信号确定测量设备的位置。通过在施工现场布置一定数量的测量设备，实时监测和记录码头建设过程中各个位置的坐标和变化。

在港口码头施工测量中，GPS的应用为工程设计、建设和管理提供了强有力的技术支持。首先，GPS能够实现高精度的空间定位，通过在施工现场布设GPS接收器，实时获取港口码头各个关键点的三维坐标，确保测量的准确性。其次，港口码头施工的规模大、施工环境复杂，施工过程中需要监测地基的沉降、变形和位移等变化，通过GPS技术进行实时监测可以识别任何潜在的结构问题或地基变化，从而采取必要的修复和加固措施，确保施工的顺利实施。再次，传统的测量方法需要耗费大量的人力和时间，而GPS技术通过多点同时测量显著提高了测量效率，降低了施工成本，对于大规模的港口码头工程而言，极大的节省了时间和资源，提高了工程的经济效益。

2港口码头施工测量中GPS的应用方法

2.1测量控制网的布设

在港口码头施工测量中，测量控制网的布设是GPS应用的关键步骤之一。测量控制网是由一系列精确测量的控制点组成的网络，旨在提供高精度的空间参考框架，确保港口码头各个施工点的准确定位。布设测量控制网前需要进行详细的前期规划工作，确定测量区域的范围、控制网的密度和布设间距，选择适当的GPS接收器和天线等设备，同时还要考虑港口码头施工的特殊条件，如建筑结构的高度、周围环境的影响要素以及信号遮挡等问题。根据前期规划确定适当数量的控制点，精确测量控制点的地理坐标，控制点应覆盖整个测量区域，并考虑港口码头的建筑布局和工程建设的需求，确保测量的全面性和准确性[1]。根据控制点的地理坐标，将GPS接收器和天线布设在事先确定的位置上，确保设备之间的视线通畅，避免信号干扰。

2.2施工测量

在港口码头施工前需要进行基准测量，建立准确的起始坐标系统，在测量过程中合理选择并设置基准点，使用高精度GPS测量设备进行实地测量，确定这些基准点的地理坐标，建立可靠的基准框架，为后续的施工测量提供准确的参考。在施工现场，通过在事先规划的位置布设GPS控制点，实现对整个施工区域的空间定位，控制点的布设需要考虑施工的具体要求，确保施工过程中各个关键点的准确定位，通过实时监测这些控制点，及时发现和纠正施工过程中的变形或位移，确保施工安全。在港口码头的土建结构施工中，GPS可以用于测量各个结构元素的空间坐标，如桩基位置、桥墩高程等。通过在这些结构上布设GPS接收器，可以实现对测量对象实时运动和变形的监测，为施工质量控制提供有力支持。此外，港口码头施工通常涉及水域工程，包括航道、船坞等，GPS可以通过水面浮标等方式进行水下测量，实现水域深度和地形的高精度测量。在整个施工过程中，GPS技术可用于实时监测施工区域的动态变化，包括地表沉降、土壤位移、结构变形等。通过连续监测及时发现并应对潜在的施工风险和问题，确保港口码头的施工建设符合设计要求。

2.3沉降、位移观测

在港口码头施工测量中，沉降和位移观测有助于及时发现工程结构的变形情况，采取必要的处理措施，确保港口码头施工及运行的安全性和可持续性。通过在施工区域的关键结构点布设GPS测量设备，实现对沉降的实时监测，结构点通常选择在港口码头的桥墩、岸边支撑等关键位置，用于测量结构在垂直方向上的沉降情况。GPS设备通过定期测量这些点的高程，实时记录结构的变化，并检测是否发生沉降。通过与事先设定的沉降阈值进行比较，工程人员能够迅速发现任何异常沉降，并采取必要的纠正措施，确保结构的稳定性和安全性

[2]。GPS技术还可用于监测港口码头结构的水平位移。在港口码头施工过程中，结构可能面临来自地质变化、水文条件变化或其他因素的水平位移风险。通过安装GPS设备实时监测结构的水平位移，并提供准确的位移数据，有助于工程人员及时发现结构的变形趋势，从而采取适当的措施预防或修复任何潜在的风险和问题。此外，差分GPS技术在沉降和位移观测中也发挥了巨大作用。通过使用差分GPS系统，可以提高测量的精度，减小系统误差。通过将GPS接收器与基准站连接，实现差分校正，提高观测结果的可靠性，并更准确地监测结构的沉降和位移。

2.4测量数据处理

施工现场布设GPS设备后开始采集卫星信号并记录测量数据，这些数据包括卫星的位置信息、信号传播时间等参数。由于大气条件、卫星轨道误差等因素可能导致GPS测量的误差，因此在数据处理阶段需要进行差分处理，差分GPS技术通过比较基准站和移动接收器之间的测量结果，减去基准站测得的误差，从而校正移动接收器的测量数据，消除大部分系统误差，提高最终测量结果的可靠性。通过对GPS测量数据进行解算，可以确定接收器的空间坐标，包括经度、纬度和高程。解算过程需要考虑卫星位置、信号传播时间、大气延迟等多个因素，确保最终的坐标解算精确可靠。在测量数据处理过程中，对解算的结果进行验证是十分重要的，结算结果的验证包括检查坐标的一致性、与其他测量数据的对比等，在这个过程中要及时识别和修复任何异常数据，确保最终结果的准确性。将处理后的GPS测量数据以可视化的方式呈现，如绘制地图、生成三维模型等，以便更为直观地把握港口码头施工现场的情况。同时，生成详细的报告，包括测量结果、误差分析、结构变化等信息，为施工管理和决策提供科学依据。

结论：

GPS的应用为港口码头施工建设提供了关键的技术支持和解决方案。GPS技术不仅提高了测量的精确性和实时性，且通过对结构沉降、位移、水域变化等方面的监测，有力地保障了工程的稳定性和安全性，为港口码头的施工提供了强有力的技术支持。通过技术的不断发展，将进一步优化GPS的应用，整合先进技术，更好地适应港口码头工程的复杂环境和施工要求，为港口码头工程的可持续运营奠定良好基础。

参考文献：

[1]沈相儒.GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用[J].工程建设与设计,2020(9):86-87+90.

[2]孟晓辉.关于GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用研究[J].现代信息科技,2020,4(21):138-140.