GPS技術在建筑工程測量中的應用分析

黃翔

摘要：雖然GPS技術具有明顯優(yōu)勢，自動化程度較高，可以在短時間內完成建筑工程測量任務，但是GPS技術仍存在應用局限性，在測量過程中遇到夾雜劣質數據、受到偏差影響、信號中斷周跳等問題時會對GPS技術的應用推廣造成限制。因此，相關部門與企業(yè)需要加強對GPS技術的研發(fā)力度，持續(xù)地對技術體系進行創(chuàng)新優(yōu)化。其中，調整衛(wèi)星高度角指在出現缺省設置值結算基線失敗問題、圖形強度因素值較小現象時將無法保障基線解算結果準確性，此時需要對GPS衛(wèi)星高度角進行解算調整，減小衛(wèi)星信號多路徑與延遲溫度對基線結果準確性造成的影響，以此取得良好的基線結果。

關鍵詞：GPS技術;建筑工程測量;應用;分析

1 GPS技術特點

（1）實時性。以傳統(tǒng)靜態(tài)相對定位技術為例，在觀測半徑20km范圍內的基線時，需要消耗15～60min才能準確獲取測量數據。然而應用GPS技術只需要5min即可完成流動站初始化觀測作業(yè)，在短時間內多次獲取測點位置數據，C/A碼測量速度為0.1m/s。

（2）全天候。GPS系統(tǒng)具備全天候導航定位的使用功能，且不會受到氣候、測區(qū)地理環(huán)境等因素的限制影響，可以24h全天候開展工程測量作業(yè)。

（3）操作簡單。在建筑工程測量期間，工作人員僅需在各處觀測點安裝GPS接收機、搭設天線、檢查設備運行工況即可，GPS系統(tǒng)將基于程序運行準則，自動完成衛(wèi)星信號捕捉、跟蹤觀測等操作。在觀測完畢后，再將電源關閉、收起GPS接收機，抗干擾性強。與傳統(tǒng)工程測量技術相比，GPS測量系統(tǒng)創(chuàng)新性采取了擴頻、偽碼技術，GPS接收機無需向外發(fā)射信號，對所接收衛(wèi)星信號進行解譯處理即可，最大程度上減小了外部干擾源對信號傳輸質量、測量精度造成的影響。

2 GPS技術在建筑工程測量中的應用

2.1制訂測量方案

（1）技術設計。根據測量項目情況明確GPS測量精度要求，合理選擇基準點位置與網形設置方式。目前，在多數建筑工程測量項目中往往需要設置12個控制點，然后在其基礎上構建工程控制網。其中，2個控制點負責對已知平面開展聯(lián)測作業(yè)，5～6個控制點為高程控制點，采取連邊法布置工程控制網。同時，可選擇采取二級網絡設置方式，將平均邊長度值控制在1000m以下，并將測量誤差值控制在10～4m以下。

（2）觀測選址。盡量將測量點設置在視野較為開闊、障礙物數量較小、無電磁干擾源的區(qū)域中，保持相鄰測點的合理間隔距離，以此擴大GPS測量范圍，提高測量效率。禁止在分布大功率無線電通信電磁、大型河流水域的區(qū)域中設置測量點，水體與通信電磁將會對GPS信號的傳播性能與質量造成影響。同時，將測點設置在平面較高的區(qū)域中，提前檢查地面穩(wěn)定性，必要時對地面進行硬化平整處理。

（3）確定觀測時間。與傳統(tǒng)測量技術相比，GPS技術具有全天候作業(yè)的特征，減小了氣候條件對測量精度造成的影響。但在技術實際應用中，需要將若干數量地球衛(wèi)星瞬時坐標作為已知點位，若觀測時間選擇不當，則觀測效果會受到大氣折射、可視GPS衛(wèi)星數量不足問題的影響。因此，工作人員必須綜合分析氣候條件、GPS衛(wèi)星軌跡等因素，合理選擇觀測時間。

（4）觀測方法選擇。根據建筑工程測量項目類型與任務內容，工作人員應選擇適當的觀測方法。例如，在開展建筑工程地基位移沉降監(jiān)測作業(yè)時，采取水準測量方式，提前在建筑工程周邊區(qū)域中設置若干數量基準點，確?；鶞庶c周邊未分布信號干擾源。隨后，在各基準點安裝GPS接收機、搭設天線、連通電源，持續(xù)接收、跟蹤鎖定GPS衛(wèi)星所發(fā)出的衛(wèi)星信號，將信號導入數據處理軟件中解譯處理，即可直接獲取測量值，準確評估建筑地基結構的實時位移量與沉降量。

2.2外業(yè)測量

（1）在采取經典靜態(tài)定位方式時，需要同時在基線兩端部位設置信號接收機，同步對4顆及以上的GPS衛(wèi)星進行跟蹤觀測，要求將1km范圍內的相對定位誤差控制在5mm以下。隨后，對基線觀測封閉圖形進行平差處理，減小測量誤差。

（2）在采取快速靜態(tài)定位方式時，在測區(qū)內設置1處基準站、1處流動站，各站點內均安裝信號接收機，基準站負責對GPS衛(wèi)星進行持續(xù)跟蹤。流動站負責依次在各點位對GPS衛(wèi)星開展，觀測作業(yè)。這項技術主要適用于建立工程控制網，需要將基準站與流動站間距控制在20km以下，將GPS衛(wèi)星數量穩(wěn)定控制在5顆及以上。

（3）在采取準動態(tài)定位方式時，提前在測區(qū)設置1處基準點，安裝信號接收機持續(xù)對GPS信號進行跟蹤觀測。同時，將一處流動信號接收機依次在各站開展短時間觀測作業(yè)，對衛(wèi)星信號進行連續(xù)跟蹤，避免出現信號失鎖問題。當出現失鎖問題時，需要將失鎖流動點的觀測時間延長2min。

2.3數據采集及處理

（1）數據采集環(huán)節(jié)。首先對測量數據備份處理，開展一系列預處理操作，最大程度上減小人為、環(huán)境等因素對測量精度造成的影響，消除測量誤差，然后結合三維坐標、已知高程點數量等信息，準確評估所采集測量數據的質量與精確度，最后將測量數據導入相關軟件中。

（2）數據處理環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)數據處理技術相比，可以輔助或替代人工進行自動化計算，提高數據處理效率，減小人為因素對數據精確度造成的影響。同時，能夠減小計算誤差、降低計算錯誤等問題的出現概率。可選擇組合采取靜態(tài)測量、快速靜態(tài)測量技術，當兩項技術所獲取測量值相似、測量精度符合相關標準時，則表明數據準確度得到保障，直接對GPS信號進行解譯處理即可。如果二者測量值偏差較大，那么表明測量精度受到點位位置影響，需要對測量數據進行優(yōu)化處理，適當調整觀測時段，以此減小數據處理誤差。

結束語

總之，GPS具有較強的優(yōu)越性，實現了測量效率、測量精度與項目質量的全面提升。因此，在工程建設過程中必須加大對GPS技術的應用力度，將其作為工程測量技術體系的重要補充措施及核心技術手段。GPS技術在實際應用中也存在一些問題，需要對GPS技術體系進行創(chuàng)新探索，積極采取各項技術改進措施，提高技術價值。

參考文獻：

[1]楊李.GPS技術在建筑工程測量中的應用[J].安徽水利水電職業(yè)技術學院學報，2015，15（2）：42-45.

[2]何天鵬，劉琦.測繪新技術在建筑工程測量中的應用分析[J].工程技術研究，2019，4（23）：35-36.

湖州市測繪院 浙江湖州 313000