文/賴瑩 鄭州市鄭房測(cè)繪隊(duì) 河南 鄭州 450000

王雪 中科宇圖天下科技有限公司河南分公司 河南 鄭州 450000

GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中的運(yùn)用研究

文/賴瑩 鄭州市鄭房測(cè)繪隊(duì) 河南 鄭州 450000

王雪 中科宇圖天下科技有限公司河南分公司 河南 鄭州 450000

GPS的全稱為Globa Positioning System（全球定位系統(tǒng)），其在房屋建設(shè)測(cè)量中的應(yīng)用愈加受到房屋建設(shè)部門的重視，并得到了迅速的推廣。本文對(duì)GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中的原理、布網(wǎng)和運(yùn)用進(jìn)行了分析和研究，期望可以進(jìn)一步推動(dòng)GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中的運(yùn)用。

全球定位系統(tǒng)；工程測(cè)量；特點(diǎn)；應(yīng)用

前言：

GSP全球定位已經(jīng)成為人們所尋常所見的定位方式，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，其工作原理是空間衛(wèi)星群與地面監(jiān)控系統(tǒng)相互作用，兩部分通過信號(hào)的傳輸，進(jìn)行精準(zhǔn)定位。此定位方式也已經(jīng)極為廣泛地應(yīng)用到了大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量以及地形測(cè)量等各個(gè)方面，并且在房屋建設(shè)的測(cè)量方面也同樣應(yīng)用廣泛，并取得了一定的成績(jī)。對(duì)GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中的運(yùn)用進(jìn)行研究，能夠更好地使GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中發(fā)揮其重要作用。

一、GPS定位原理及特點(diǎn)

GPS的工作原理是運(yùn)用距離交會(huì)法，使衛(wèi)星系統(tǒng)與地面需要定位的位置通過GPS接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)接收。在需要測(cè)量的位置p點(diǎn)架設(shè)GPS定位接收器，在某一時(shí)刻接收器同時(shí)接收到三顆以上衛(wèi)星所傳來的感應(yīng)信號(hào)或者導(dǎo)航電文，在GPS接收器進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和處理之后可以計(jì)算出該位置與傳輸信號(hào)衛(wèi)星的距離sap、sbp、scp，通過三個(gè)距離值獲取該位置的三維坐標(biāo)，得出該位置的測(cè)量數(shù)值。

GSP測(cè)量方法有自己的測(cè)量特點(diǎn)。首先，測(cè)站之間不需要能夠相互通視，即使相隔甚遠(yuǎn)，或者有隔離物遮蔽，也同樣可以進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量方式更加靈活，但需要進(jìn)行有效的信號(hào)接收，沒有GPS衛(wèi)星信號(hào)則無法進(jìn)行測(cè)量；其次，GPS測(cè)量更加精準(zhǔn)，GPS所使用的是衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其精度可以達(dá)到5mm+1ppmm，尤其在遠(yuǎn)距離進(jìn)行測(cè)量時(shí)候，其優(yōu)勢(shì)更加明顯，在500～1000公里的基線上進(jìn)行測(cè)量，其準(zhǔn)確度可以達(dá)到10-10～10-15；第三，提供有效的三維坐標(biāo)，GPS的測(cè)量是通過衛(wèi)星信號(hào)的傳輸進(jìn)行測(cè)量，其形成三維數(shù)值，不僅能夠更加精準(zhǔn)地觀測(cè)到平面位置，而且可以準(zhǔn)確地觀測(cè)到占地高度，形成三維坐標(biāo)。

二、GPS 技術(shù)在房屋測(cè)量中的布網(wǎng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代隨著高層建筑的增加，對(duì)房屋測(cè)量的重要性要求更加嚴(yán)格，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求也逐漸提高，而傳統(tǒng)的測(cè)量方法、常規(guī)測(cè)量手段的弊端和缺點(diǎn)已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的要求和需要，需要GPS新型測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，建立以衛(wèi)星為網(wǎng)絡(luò)，由空間衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)和用戶接受端三個(gè)部分組成的新型系統(tǒng)。

GPS建網(wǎng)系統(tǒng)需要根據(jù)不同的需要和用途進(jìn)行鋪設(shè)，其主要根據(jù)用戶的需要而進(jìn)行，同時(shí)考慮時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、人力、物力的耗費(fèi)，以及GPS接收機(jī)的類型、使用數(shù)量等。GPS布網(wǎng)要遵循以下原則：第一，GPS對(duì)于通視要求不高，但是要考慮測(cè)量過程中的加密，所以要考慮保證一個(gè)或者一個(gè)以上的通視方向；第二，采用閉合式圖形模型；第三，充分考慮地標(biāo)城市的坐標(biāo)系統(tǒng)，考慮坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)繪圖測(cè)量的影響；第四，圖形繪制要采用獨(dú)立觀測(cè)所構(gòu)成的閉合環(huán)或者符合路線；第五，GPS的測(cè)量需要GPS網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助，GPS網(wǎng)絡(luò)需與測(cè)量地形保持最大限度的相同性；第六，結(jié)合GPS網(wǎng)絡(luò)形式，根據(jù)不同的需要采用不同的圖形布置形式，如點(diǎn)連式、邊連式、混連式、網(wǎng)連式等。

三、GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中的運(yùn)用

1.選點(diǎn)

GPS在房屋建設(shè)測(cè)量中最重要的一個(gè)特點(diǎn)便是無視通透，這樣就使得房屋測(cè)量起來更加便利，測(cè)量方式更加多樣化，但要求具有相對(duì)空曠的空間，能夠有效接受GPS衛(wèi)星信號(hào)，使GPS衛(wèi)星信號(hào)不會(huì)收到干擾，保證高精準(zhǔn)的定位。因此在選點(diǎn)的時(shí)候要保證所選測(cè)量點(diǎn)能夠有效接收到GPS的定位信號(hào)，如果有通視地界則優(yōu)先選擇通視地界。

2.觀測(cè)

根據(jù)GPS作業(yè)調(diào)度表安排進(jìn)行觀測(cè)，采樣靜態(tài)相對(duì)定位，衛(wèi)星高度角20度，時(shí)段長(zhǎng)度為2小時(shí)，采樣間隔為10秒，在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上安置一個(gè)接收機(jī)，并對(duì)接收機(jī)進(jìn)行對(duì)中、整平和定向設(shè)定，量取天線高，測(cè)量氣象數(shù)據(jù)，開機(jī)觀測(cè)，當(dāng)各指標(biāo)達(dá)到所需要的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，依照接收機(jī)的提示進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入，進(jìn)行觀測(cè)。

3.數(shù)據(jù)處理

GPS進(jìn)行房屋建設(shè)測(cè)量之后，需要對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，一般來說，GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理有兩個(gè)階段，即基線解算和網(wǎng)平差。

（1）基線解算階段

基線向量的解算一般采用多站，多時(shí)段自動(dòng)處理的方法進(jìn)行，具體處理中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：第一，基線解算所采用的一般是雙差相位的觀測(cè)值，如果基線測(cè)量的邊長(zhǎng)超過40km，那么解算過程中就需要采用三差相位觀測(cè)值。第二，如果多臺(tái)接收機(jī)在一個(gè)時(shí)間段同時(shí)工作，同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，那么結(jié)算過程采用的是單基線模式，也可以運(yùn)用同一獨(dú)立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算。第三，GPS網(wǎng)的級(jí)別是同一級(jí)別的情況下，根據(jù)基線的長(zhǎng)度不同，可以采用不同的數(shù)據(jù)處理模式，但是1km內(nèi)的基線必須采用雙差固定解算。25km以內(nèi)的基線，可以挑選雙差固定結(jié)算和雙差浮點(diǎn)計(jì)算中的一個(gè)，進(jìn)行最優(yōu)化的選擇。25km以上的基線，則需要選擇三差解算模型作為基線解算的最終結(jié)果?；€向量解算是一個(gè)復(fù)雜的平差計(jì)算工程。如果解算過程中數(shù)據(jù)出現(xiàn)中斷情況，則需要對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)的粗差予以剔除，以及考慮因?yàn)樾亲兓霈F(xiàn)的日期參數(shù)的增加等情況的發(fā)生。

（2）網(wǎng)平差計(jì)算

基線向量檢測(cè)通過之后，進(jìn)入下一個(gè)階段，即網(wǎng)平差計(jì)算階段。網(wǎng)平差計(jì)算有三種類型，分別為自由網(wǎng)平差、非自由網(wǎng)平差、GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差。自由網(wǎng)平差的目的是為了檢測(cè)網(wǎng)本身的內(nèi)部系統(tǒng)、設(shè)定是否符合精度以及以及向量之間有無明顯的系統(tǒng)誤差和粗差，都對(duì)之后的數(shù)據(jù)測(cè)量產(chǎn)生影響。非自由網(wǎng)平差，則約束的是邊長(zhǎng)和方角位，照顧GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，網(wǎng)平差計(jì)算需要注意控制點(diǎn)不能和獨(dú)立基線相重合，該點(diǎn)上補(bǔ)測(cè)和重測(cè)的數(shù)量應(yīng)當(dāng)多于一條基線。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，GPS的運(yùn)用使房屋建設(shè)測(cè)量所得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，所使用的測(cè)量手段也更加便捷。同時(shí)，做好GPS測(cè)量的首要任務(wù)是要做好GPS布網(wǎng)，在布網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量則會(huì)使測(cè)量人員感覺到更加得心應(yīng)手，測(cè)量的效率也更加高效。GPS測(cè)量的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方式的變革和革新，且因?yàn)槠鋵?shí)用性，也應(yīng)當(dāng)?shù)玫较嚓P(guān)部門和單位的推廣。同時(shí)，企業(yè)單位也要對(duì)測(cè)量的一線人員做好培訓(xùn)工作，對(duì)測(cè)量中的相關(guān)事項(xiàng)引起注意，不斷推進(jìn)GPS測(cè)量技術(shù)的革新，發(fā)揮其在房屋建設(shè)測(cè)量中的重要作用，推進(jìn)其在房屋建設(shè)測(cè)量中的應(yīng)用。

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