文/邢琳 安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所 安徽合肥 230000

GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用研究

文/邢琳 安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所 安徽合肥 230000

介紹了GPS技術(shù)的基本原理及測(cè)量特點(diǎn)，從測(cè)量點(diǎn)的選擇、觀測(cè)方法、數(shù)據(jù)記錄三個(gè)方面論述了建筑工程中GPS測(cè)量技術(shù)，指出GPS技術(shù)具有測(cè)量精度高、效率高、誤差小、速度快等優(yōu)點(diǎn)。

GPS技術(shù)；測(cè)量；數(shù)據(jù)；觀測(cè)

1、GPS技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)

1.1 GPS技術(shù)的基本原理

GPS技術(shù)，具體而言就是全球定位系統(tǒng)，是美國從20世紀(jì)70年代開始研制的，在1994年全面建成的，具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)進(jìn)行三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)的原理是距離交會(huì)法。衛(wèi)星裝置往往會(huì)發(fā)出一定的信號(hào)，即GPS信號(hào)。GPS技術(shù)的基本原理主要是在某一個(gè)區(qū)域或者某一個(gè)位置安裝GPS信號(hào)的接收設(shè)備，然后該接收設(shè)備會(huì)收到兩顆衛(wèi)星以上的GPS信號(hào)，再使用數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行分析和處理由GPS信號(hào)接收設(shè)備接收到的GPS信號(hào)，同時(shí)計(jì)算信號(hào)實(shí)際發(fā)出位置、衛(wèi)星以及信號(hào)接收器之間的實(shí)際距離，使用距離交會(huì)法計(jì)算出GPS信號(hào)接收裝備的各個(gè)坐標(biāo)值，根據(jù)坐標(biāo)值繪制出三維立體坐標(biāo)。

在運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，很多工程測(cè)量工作會(huì)選擇地面固定的坐標(biāo)進(jìn)行施工，同時(shí)衛(wèi)星信號(hào)主要是由GPS接收裝置接收，繼而由相應(yīng)的軟件系統(tǒng)對(duì)其接收到的信號(hào)予以處理，優(yōu)點(diǎn)就在于有助于減少人的工作量。

1.2 GPS技術(shù)的測(cè)量特點(diǎn)

首先，GPS測(cè)量的位置精度值非常高，能夠在50km以下的基準(zhǔn)線上，而在1000km的基準(zhǔn)線上，GPS導(dǎo)航的定位測(cè)量精度值往往會(huì)高達(dá)1×10－8；其次，GPS測(cè)站與測(cè)站之間不需進(jìn)行相互通視，能根據(jù)具體的需要進(jìn)行位置的測(cè)量；再次，運(yùn)用GPS技術(shù)測(cè)量的時(shí)間較短，相對(duì)于靜態(tài)來說大概每次的定位測(cè)量站僅需要20s的時(shí)間，對(duì)于動(dòng)態(tài)而言，每次測(cè)量定位的時(shí)間僅需要幾秒鐘時(shí)間；最后，GPS技術(shù)的操作相對(duì)便捷和簡易，不管在任何天氣條件之下，GPS都可以正常工作，其原因就在于GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要是由很多顆太空衛(wèi)星組成的，太空衛(wèi)星分布的面積比較廣泛且位置較為均勻，因而這種條件下能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行全方位并持續(xù)地觀測(cè)。

1.3 GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

GPS技術(shù)具備非常之多的優(yōu)勢(shì)，比如操作簡單，有助于提高測(cè)量工作的工作質(zhì)量和工作效率，有助于降低測(cè)量的難度。因?yàn)镚PS技術(shù)軟件能夠自己制作相應(yīng)的三維坐標(biāo)圖，所以大大提升了測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)還削減了工作的難度。除此之外，GPS的測(cè)量方法具有測(cè)量手段多變及測(cè)量時(shí)間較短等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于建筑工程中的項(xiàng)目測(cè)量之中。

2、人工測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

雖然人工測(cè)量的方法有其便利之處，但人工測(cè)量的方法明顯存在著很大的技術(shù)隱憂:①人工測(cè)量技術(shù)缺乏相應(yīng)測(cè)量的責(zé)任意識(shí)。很多施工人員總是將目標(biāo)放在控制工程的質(zhì)量和工程造價(jià)方面，忽略了測(cè)量的重要性，由此會(huì)造成測(cè)量工作的不認(rèn)真，給后期的施工帶來負(fù)面影響；②測(cè)量值不夠精確是人工測(cè)量方法的又一大缺點(diǎn)。由于人工測(cè)量方法具有比較嚴(yán)格的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是由施工管理人員制定的，所以，相關(guān)人員對(duì)施工精度考慮要十分細(xì)致，只有嚴(yán)格的測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)才能具有精確的測(cè)量結(jié)果，而測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)不夠細(xì)致嚴(yán)格就會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度；③人工測(cè)量技術(shù)的難度較大。建筑測(cè)量的工作就是要對(duì)建筑進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，對(duì)建筑的外形進(jìn)行一定的評(píng)估。但是，人工測(cè)量方法適用于一些建筑面積較小的建筑，對(duì)于大型的工程卻不適用。由于建筑場(chǎng)地上不確定的因素較多，因而人工測(cè)量出來的結(jié)果就會(huì)有明顯的偏差，致使測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

3、建筑工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

3.1 GPS技術(shù)測(cè)量點(diǎn)的選擇

在使用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量的時(shí)候，由于不用考慮各個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相互通視，則應(yīng)考慮其對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的選擇。在選擇測(cè)量點(diǎn)的時(shí)候，要注意以下幾點(diǎn):①要盡量避免一些不必要的干擾。由于GPS技術(shù)是采用無線通訊設(shè)備進(jìn)行測(cè)量的，所以在選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)應(yīng)避免與大功率無線電通訊的電磁進(jìn)行接觸，避免電磁波之間的相互干擾；②在進(jìn)行測(cè)量時(shí)遠(yuǎn)離大型的水域。由于水能夠?qū)﹄姶判盘?hào)帶來影響，因而在選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)應(yīng)避開那些水域面積比較寬廣的湖泊以及水庫等，以確保測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性；③要保證GPS定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)要確?；A(chǔ)地面的穩(wěn)定性。若選用的測(cè)量點(diǎn)位置是原來的位置，則要對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行再次考察;④要將其測(cè)量點(diǎn)放置在離平面較高的位置上，原因就在于只有這樣才能使GPS獲得更廣闊的空間和更強(qiáng)的信號(hào)來源，同時(shí)，在選擇地址時(shí)還要注意周圍的環(huán)境，避免周圍障礙的出現(xiàn)。

3.2 GPS技術(shù)主要采用的觀測(cè)方法

GPS變形監(jiān)測(cè)法主要利用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，來對(duì)地基的沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方法主要適用于對(duì)于高層樓房、水庫大壩等特殊建筑地基位移和沉降等的監(jiān)測(cè)。比如，測(cè)量高層建筑的時(shí)候，如果要測(cè)量地基的沉降，首先要在建筑較遠(yuǎn)的位置上選擇幾個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇要避免一定的干擾。基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置主要是在離建筑較遠(yuǎn)的地方，當(dāng)各個(gè)點(diǎn)安裝上GPS信號(hào)發(fā)送和接收裝置時(shí)，應(yīng)選擇合適的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)收集到運(yùn)算處理中心，然后對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算和處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑地基的監(jiān)測(cè)。這種方法對(duì)于監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求較高。載波相位差分法。測(cè)量人員應(yīng)將地形圖上的線路擬定好，標(biāo)注好線路中心，在此基礎(chǔ)上用GPS限時(shí)定位的方法，將道路文件坐標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，這樣系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)計(jì)算，由此顯示出實(shí)際點(diǎn)位的流動(dòng)站的差值。

3.3 測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)記錄

對(duì)于運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的工程，要加強(qiáng)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的保管和記錄。記錄的方法主要有兩種:一是觀測(cè)記錄方式;二是記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的手簿。運(yùn)用觀測(cè)記錄的方式記錄的主要內(nèi)容有觀測(cè)相位波值及歷元的相應(yīng)的觀測(cè)，觀測(cè)值的偽距測(cè)碼，PS導(dǎo)航衛(wèi)星的鐘差參數(shù)，導(dǎo)航信息以及接收儀器工作的信息狀態(tài)等。記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的手簿是在GPS接收儀器啟動(dòng)之前和觀測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)之前填寫的，所以，在記錄數(shù)據(jù)的過程中，務(wù)必要認(rèn)真并及時(shí)的予以填寫，嚴(yán)格確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

結(jié)語：

在建筑工程測(cè)量的過程中，使用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，不僅可以確保工程測(cè)量的順利完成，而且能夠大大降低工程測(cè)量的難度，節(jié)省大量的人力、物力以及財(cái)力，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，具有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但從實(shí)際情況來看，該技術(shù)尚且存在一定的局限性，有待進(jìn)一步優(yōu)化，以滿足建筑工程項(xiàng)目的測(cè)量需求。

[1]趙文婷.論建筑工程測(cè)量的重要性[J].黑龍江科技信息，2016(33).

[2]李爽.建筑工程測(cè)量定位控制研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2016(33).