GPS技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用分析

陳以雙

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，廣東廣州 510500）

0 引言

在我國城市建設(shè)不斷加快的基礎(chǔ)上，對于建筑行業(yè)提出了更高的要求，這也就引入了諸多現(xiàn)代科技，而GPS技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)槌鞘薪ㄖこ虦y量提供更為有利的條件。在GPS技術(shù)的作用下，建筑測量的精準(zhǔn)度得到顯著提升，為各項(xiàng)決策的制定奠定良好基礎(chǔ)，推動城市建筑工程水平的提高。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，GPS技術(shù)也日益完善，形成了兩種不同的測繪方法，快速靜態(tài)定位與靜態(tài)定位，這兩種測量技術(shù)能夠滿足建筑工程不同的測量要求，為建筑工程的測量提供可靠保障。

1 GPS技術(shù)概述

GPS主要由三部分構(gòu)成，即GPS接收裝置、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及空間衛(wèi)星群，三者之間相互作用，為用戶提供精準(zhǔn)的地面定位服務(wù)。在當(dāng)前的GPS系統(tǒng)中，空間衛(wèi)星群主要由24顆地球衛(wèi)星組成，GPS接受裝置則負(fù)責(zé)進(jìn)行衛(wèi)星信號的接收，主要由天線、主機(jī)以及電源等組成，根據(jù)使用類型劃分，包括導(dǎo)航型接收機(jī)以及大地型接收機(jī)。在GPS當(dāng)中，地面監(jiān)測系統(tǒng)是其中最終的組成，主要包括主控站、監(jiān)測站以及注入站等。在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，需要由地球衛(wèi)星根據(jù)自身的測量，發(fā)射衛(wèi)星信號，接收裝置在接收信號以后，對地球衛(wèi)星與接收點(diǎn)的距離進(jìn)行測量，然后利用計算機(jī)，對衛(wèi)星的空間坐標(biāo)進(jìn)行測算，進(jìn)而形成站點(diǎn)的位置坐標(biāo)。在當(dāng)前的GPS技術(shù)中，一些大型接收機(jī)的精度達(dá)到1～2mm，部分高精端的接收機(jī)，精度水平會更高。在使用過程中，為了對衛(wèi)星鐘差、電離層以及衛(wèi)星軌道誤差等因素進(jìn)行控制，應(yīng)該對載波相位測量值之間的差分值進(jìn)行計算，以此為觀測值，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)差精度的提高，GPS技術(shù)工作原理如圖1所示。

2 GPS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

在當(dāng)前的城市建筑工程測量中，GPS技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，具有操作便捷、精確度高以及測量時間短等優(yōu)點(diǎn)，但是同樣存在一些局限性，受地形以及高層建筑的制約，影響了測量的精度與效率。

2.1 GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1.1 操作簡便

在以往的建筑工程測量中，往往需要大量人工來開展相應(yīng)的工作，但是在GPS技術(shù)的作用下，能夠有效減少人為操作的環(huán)節(jié)，主要依靠各種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量與處理，采用自動化的方式，減少人工測量中存在的誤差。在建筑工程測量中，GPS技術(shù)的應(yīng)用更為便捷，測量人員只需要進(jìn)行設(shè)備安裝，連接電源以后，就可以進(jìn)行工作。在當(dāng)前技術(shù)水平不斷提提高的情況下，GPS技術(shù)的科技含量也在不斷提高，數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性也越來越高，同時在儀器規(guī)格方面也進(jìn)行更新，增強(qiáng)操作的便捷性。

圖1 GPS技術(shù)工作原理

2.1.2 測量時間短

在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，能夠借助控制網(wǎng)布局，開展直接的測量，利用其中不同的觀測點(diǎn)，同時進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量，測量的時間得到顯著的縮減。特別是相較于人工測量來說，節(jié)省了一半以上的時間。與此同時，在進(jìn)行測量的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的覆蓋，提高測量的效率與準(zhǔn)確性，避免由于測量不全面產(chǎn)生一些額外損失。

2.1.3 測量精準(zhǔn)

在當(dāng)前的建筑工程測量中，GPS技術(shù)的精準(zhǔn)度得到顯著的提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工測量以及其他測量手段。GPS技術(shù)在應(yīng)用中，距離越遠(yuǎn)，其獲得的結(jié)果越精準(zhǔn)，通常定位精度在1mm左右。

2.2 GPS技術(shù)的缺點(diǎn)

盡管在目前的建筑工程測量中，GPS技術(shù)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但是同樣存在著一些不足，其自身的弊病比較明顯。首先，在進(jìn)行測量的時候，會受到地形因素的制約，在一些封閉以及狹窄的地區(qū)，無法正常的使用。其次，在城市化進(jìn)程不斷加快的情況下，城市建筑的高度在不斷上升，會對GPS信號產(chǎn)生一定的遮擋，使得測量的準(zhǔn)確性與連續(xù)性受到一定的影響。最后，在進(jìn)行測量的時候，需要投入較大的成本，整個組織比較復(fù)雜，如果不能達(dá)到相應(yīng)的測量技術(shù)要求，則很難保障測量的精準(zhǔn)度。

3 城市建筑工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

隨著GPS技術(shù)的日益完善，其在建筑工程測量中的優(yōu)勢愈加明顯，通過對城市建筑工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠更好地將GPS技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來，提高建筑工程測量的水平。

3.1 控制測量選點(diǎn)

在進(jìn)行建筑工程測量之前，需要進(jìn)行測量點(diǎn)的合理選擇，保證其不會對GPS技術(shù)的測量精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響。首先，在進(jìn)行測量點(diǎn)選擇的時候，應(yīng)該保證視野的開闊，為信號接收設(shè)備的安裝提供便利條件，同時保證場內(nèi)障礙物的高度應(yīng)該在15°以內(nèi)。其次，保障控制測量點(diǎn)內(nèi)200m范圍內(nèi)沒有大功率的無線電發(fā)射源，比如廣播電視臺以及微波站等，避免對信號接收設(shè)備產(chǎn)生干擾。控制測量點(diǎn)與無線電波傳輸設(shè)備的距離應(yīng)該在50m以上，包括高原輸電線以及微波無線電信號傳輸通道等。最后，應(yīng)該避免在高層建筑附近進(jìn)行控制測量點(diǎn)的選擇，高大的建筑物會對衛(wèi)星信號的傳輸產(chǎn)生干擾，為了對標(biāo)識進(jìn)行長期保存，所選取的區(qū)域應(yīng)該保持地面的穩(wěn)定性。

3.2 GPS技術(shù)在建筑施工放樣中的應(yīng)用

在工程測量當(dāng)中，施工放樣作為其中的重要組成，主要內(nèi)容為基礎(chǔ)施工放樣、上部結(jié)構(gòu)放樣以及高層建筑施工放樣等，需要保證其配合施工進(jìn)度。對于基礎(chǔ)施工放樣來說，主要是在建筑施工的初期進(jìn)行，主要為平面位置以及孔樁，所涉及的工作包括基礎(chǔ)模板位置放樣、開挖深度控制等，如果施工區(qū)域內(nèi)存在較大的地形起伏，可以借助GPS坐標(biāo)，完成相應(yīng)的放樣工作。在GPS技術(shù)的應(yīng)用下，能夠在避免目標(biāo)來回移動的情況下，實(shí)現(xiàn)測量精度與效率的改善，如果測量中出現(xiàn)問題，應(yīng)該借助其他定位方法，進(jìn)行重新的建筑施工放樣測量。

3.3 數(shù)據(jù)測量記錄

在進(jìn)行工程測量的時候，工作人員需要對測量的過程進(jìn)行完整的記錄，對收集到的觀測數(shù)據(jù)以及測量方法進(jìn)行整理，為后期的計算決策提供必要的依據(jù)。數(shù)據(jù)測量整理應(yīng)該分為三類記錄，包括觀測數(shù)據(jù)、測量手簿以及其他相關(guān)記錄，需要將接收機(jī)的初始信息、原始觀測數(shù)據(jù)以及GPS時間等進(jìn)行整理，將其加入到觀測記錄當(dāng)中。在這一環(huán)節(jié)中，必須要保證記錄的及時性，對于測量手簿的填寫來說，需要使用鉛筆，填寫完成以后，不得進(jìn)行涂改與追記。與此同時，需要及時對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，應(yīng)對數(shù)據(jù)破壞丟失的情況。

3.4 測量數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集收集以后，應(yīng)該借助科學(xué)的方法，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，將數(shù)據(jù)信息的作用充分發(fā)揮出來。在進(jìn)行正式處理之前，需要對各種數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，同時保障數(shù)據(jù)的完整性與可靠性。通常來說，在對C、D、E級的GPS網(wǎng)基線進(jìn)行解算的時候，可以借助接受設(shè)備的商用軟件進(jìn)行處理。在RTK數(shù)據(jù)信息當(dāng)中，所包含的內(nèi)容較為廣泛，例如點(diǎn)屬性、點(diǎn)名以及三維坐標(biāo)等，這就需要進(jìn)行RTK數(shù)據(jù)信息下載的時候，應(yīng)該根據(jù)建筑工程測量的實(shí)際需求，進(jìn)行進(jìn)度的測量。只有當(dāng)相關(guān)參數(shù)符合建筑工程測量要求以后，才能開展后續(xù)的信息編輯以及輸出工作，增強(qiáng)測量數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，為建筑工程施工開展打下良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展中，GPS技術(shù)作為其中最常見的測量方法，能夠提供準(zhǔn)確的定位，為建筑施工開展提供便利條件。在GPS技術(shù)的應(yīng)用下，建筑工程的施工測量時間將得到大幅的縮短，同時降低測量的難度，實(shí)現(xiàn)人力、財力以及物力的節(jié)省。因此，在城市建筑工程測量中，應(yīng)該不斷的革新自身的測量觀念，將GPS技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)城市建筑工程測量水平的提高，為城市化進(jìn)程提供可靠保障。