GPS技術(shù)在建筑工程測量中運(yùn)用

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摘要:工程測量在現(xiàn)代建筑工程施工中十分重要，gps技術(shù)可以提供給整個工程所必要的數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)制定工程計(jì)劃。GPS技術(shù)憑借精度高、操作簡單、自身效率高的優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在工程測量中最常用技術(shù)手段，從而有效保障了建筑施工的質(zhì)量。GPS技術(shù)的應(yīng)用與研究必須要進(jìn)行強(qiáng)化，對其優(yōu)缺點(diǎn)及在建筑工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行分析，針對施工中的不足，并采取有效的改進(jìn)措施，使GPS技術(shù)的運(yùn)用達(dá)到最優(yōu)化，為城市建筑工程帶來強(qiáng)有效的保障。

關(guān)鍵詞:GPS技術(shù);建筑工程;測量;應(yīng)用

我國城市的建設(shè)發(fā)展中，GPS技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高建筑工程測量的技術(shù)水平，使建筑測量的精準(zhǔn)度也得到了明顯的提高，是制定決策的良好基礎(chǔ)，使工程的安全和質(zhì)量得到有效提高?，F(xiàn)在GPS技術(shù)的得到了不斷的發(fā)展完善，形成了快速靜態(tài)定位和靜態(tài)定位兩種不同的測繪方式，對不同建筑工程的測繪要求能夠有效滿足，進(jìn)一步保障了建筑工程測量。

一、GPS技術(shù)的概括

GPS的主要由接收裝置、地面監(jiān)控系統(tǒng)和空間衛(wèi)星群三個部分組成，三者的彼此集合運(yùn)用下，使地面的位置更加準(zhǔn)確。由24顆地球衛(wèi)星組成的空間衛(wèi)星群，GPS接收裝置主要是對衛(wèi)星信號進(jìn)行接收，主要組成部分是主機(jī)、天線和電源等，根據(jù)使用類型可分為：大地型接收機(jī)和導(dǎo)航型接收機(jī)。GPS的最后組成部分是地面監(jiān)控系統(tǒng)，地面監(jiān)控系統(tǒng)主要包含監(jiān)測站、注入站、主控站等。在GPS的使用中，位置坐標(biāo)的形成主要由地球衛(wèi)星發(fā)射衛(wèi)星信號，接收裝置進(jìn)行接收，接收信號后測量接收點(diǎn)與地球衛(wèi)星之間的距離，再進(jìn)行測量計(jì)算衛(wèi)星的空間坐標(biāo)，以此形成位置坐標(biāo)。目前，大型接收機(jī)的精準(zhǔn)度已經(jīng)達(dá)到了1-2mm，一些高精端的接收機(jī)精準(zhǔn)度更高。使用中，為了使電離層、衛(wèi)星軌道誤差和衛(wèi)星鐘差等因素更好的被控制，就要對載波相位測量值之間的差分值進(jìn)行計(jì)算，從而提高坐標(biāo)精度。

二、GPS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）GPS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1、操作簡單。建筑工程測量中，運(yùn)用GPS技術(shù)可以明顯的減少人工測量操作的工作環(huán)節(jié)。運(yùn)用自動化的方法，在各種設(shè)備測量和處理數(shù)據(jù)時，從而使人工測量過程中存在的誤差問題有效減少。建筑工程測量中GPS技術(shù)應(yīng)用非常的簡單，只需三步就可以正常工作，一，對測量設(shè)備進(jìn)行安裝；二，接通設(shè)備電源；三，啟動設(shè)備開關(guān)。非常的簡單。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)水平得到了有效提高，對數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確度在不斷的提升，科技含量也得到了提高。儀器設(shè)備規(guī)格方面也進(jìn)行了更新，使操作更加簡便。2、測量時間短。GPS技術(shù)的運(yùn)用中，使測量的時間明顯的縮短，主要是在控制網(wǎng)布局的幫助下，進(jìn)行直接測量，對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量時，要使用不同的測量點(diǎn)，因此縮短了時間。與以往的人工測量相比，使測量時間節(jié)省了一半以上。然而，在測量的過程中覆蓋的范圍實(shí)現(xiàn)全方面，有效的提高了測量的效率和準(zhǔn)確性，從而避免了因測量不全面發(fā)生的任何損失。3、測量精準(zhǔn)度。GPS技術(shù)在現(xiàn)在的建筑工程中的測量精準(zhǔn)度有了顯著的提高，以往的其他測量方法和人工測量都比不上GPS技術(shù)?，F(xiàn)在GPS技術(shù)在距離越遠(yuǎn)的情況下，結(jié)果獲取的就越準(zhǔn)確，定位精度在1mm左右。

（二）GPS技術(shù)的缺點(diǎn)

在現(xiàn)在的建筑工程測量中，因其操作簡單、精確度高和測量時間短等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的運(yùn)用，但其自身也存在很多不足及比較明顯的弊端。如GPS測量時，有時會無法正常測量使用，特別是在封閉及狹窄的地區(qū)，因此，會被地形因素所影響。然而，隨著城市化發(fā)展的進(jìn)程，超高層建筑的日益增多，會遮擋GPS的一定信號，使測量的準(zhǔn)確性、連續(xù)性得不到有效保障。最后，在測量時對成本的投入比較大，再加上復(fù)雜的組織，相應(yīng)的測量技術(shù)要求達(dá)不到的情況下，測量的精準(zhǔn)度就得不到有效的保障。

三、GPS的工作原理

GPS作為一種全球定位技術(shù)，距離交會法是GPS技術(shù)的主要工作原理，其定位技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中發(fā)揮了強(qiáng)大的優(yōu)勢。GPS正常工作狀態(tài)下，衛(wèi)星裝置在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳遞的過程中會將其轉(zhuǎn)換成信號形式，這時需要將一定型號的接收裝飾安裝于地面上，對相應(yīng)的衛(wèi)星信號進(jìn)行接收和處理。在這種情況下，處理衛(wèi)星信號時可以運(yùn)用特定地區(qū)、特定位置上的接收裝置處理，對發(fā)出信號衛(wèi)星與信號接收裝置之間的距離，通過計(jì)算有效的獲取，運(yùn)用距離信息和距離交會法，可以精確的計(jì)算出信號接收裝置所在的詳細(xì)位置，從而生成三維立體坐標(biāo)。

四、城市建筑工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)的采集和處理

（1）數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)先處理備份測量的數(shù)據(jù)，然后再實(shí)施預(yù)處理操作，這樣可以有效減少及祛除，因人為、環(huán)境等因素帶來的測量精度誤差，其次，將三維坐標(biāo)、已知高程點(diǎn)數(shù)量等信息與其相互結(jié)合，從而進(jìn)行準(zhǔn)確評估所采集測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量及準(zhǔn)確度。另外，別忘記把數(shù)據(jù)最后導(dǎo)入相關(guān)軟件中。（2）數(shù)據(jù)的處理環(huán)節(jié)工作人員應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)測量的要求，在網(wǎng)平差結(jié)算法與基線結(jié)算法之間靈活運(yùn)用，展開對數(shù)據(jù)的處理操作，之前的人工處理方式完全可以被這種處理技術(shù)所替代，進(jìn)入全自動化計(jì)算，有效減小人為因素的誤差問題，減低計(jì)算錯誤，提高數(shù)據(jù)的精確度，從而有效提高數(shù)據(jù)的處理效率。另外，可選擇靜態(tài)測量和快速靜態(tài)測量相組合的方法進(jìn)行測量，靜態(tài)測量和快速靜態(tài)測量的測量數(shù)值相同、精度符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，這就意味著有效保障了數(shù)據(jù)的精確度，對GPS信號就可以直接解譯處理。如果，靜態(tài)測量和快速靜態(tài)測量的測量數(shù)值有一定的偏差，且偏差比較大，這就說明點(diǎn)位位置直接影響了測量的精準(zhǔn)度，此時，要進(jìn)行優(yōu)化測量數(shù)據(jù)，對觀察的時間段也要進(jìn)行調(diào)整，對處理的誤差可以有效的減小。

（二）控制測量選點(diǎn)

測量點(diǎn)的合理選擇必須在建筑工程測量之前完成，這樣能夠保障GPS測量的精準(zhǔn)度受不到此影響。選擇在測量點(diǎn)的時候，首先，一定要保證視野開闊，場內(nèi)障礙物的高度在15°以內(nèi)，這樣可以給信號接收設(shè)備提供較有利的安裝條件。其次，大功率的無線電發(fā)射源要保證在控制測量點(diǎn)200m范圍外，防止信號接收設(shè)備因此受到干擾。無線電波傳輸設(shè)備與測量點(diǎn)的距離應(yīng)該控制在50m以上。最后，控制測量點(diǎn)不要在高層建筑附近進(jìn)行選擇，因?yàn)?，高層建筑會對遮擋一定的衛(wèi)星信號，另外，對選擇的區(qū)域一定要保證其地面穩(wěn)定性，以便對標(biāo)識的長期保存。

（三）建立工程控制網(wǎng)

測量項(xiàng)目中起到最基本保護(hù)效用的是工程控制網(wǎng)，可以促進(jìn)工程測量、安全檢查等活動的順利開展，所以，在對工程控制網(wǎng)的網(wǎng)型進(jìn)行選擇時，一定要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況選擇，并了解確定控制網(wǎng)精度要求，這樣可以有效滿足建筑工程的測量要求。分級布網(wǎng)、逐級控制是建立工程控制網(wǎng)時一定要遵循的原則，工程網(wǎng)必須具有充足密度和優(yōu)良的精度。選為和埋石作業(yè)不容忽視，應(yīng)用載波相位靜態(tài)差分技術(shù)對標(biāo)石埋設(shè)的合理位置進(jìn)行觀測，對觀測的數(shù)據(jù)要進(jìn)行核算，有效控制網(wǎng)平差，這樣可以使GPS技術(shù)精度控制的更好

（四）GPS技術(shù)在建筑施工放樣中的運(yùn)用

施工放樣是組成工程測量中的重要部分，包括基礎(chǔ)施工放樣、上部結(jié)構(gòu)放樣、高層建筑施工放樣等內(nèi)容，施工放樣工作一定要合理配合施工的進(jìn)度?；A(chǔ)施工放樣是在建筑施工的初期進(jìn)行，基礎(chǔ)模板位置放樣、開挖深度控制等是所涉及的工作內(nèi)容，如施工的區(qū)域出現(xiàn)地形不平的情況，這時就要借助GPS坐標(biāo)，對放樣作業(yè)有效完成。GPS技術(shù)的使用，可以避免目標(biāo)來回移動，從而使測量的精度及效率得到很好的改善。測量中還應(yīng)采用其他的測量方式，應(yīng)對建筑施工放樣出現(xiàn)測量不準(zhǔn)的情況，使其進(jìn)行重新測量。

（五）數(shù)據(jù)測量記錄

工作人員在進(jìn)行工程測量的過程中，要及時對測量的過程進(jìn)行記錄，一定要保證記錄的完整準(zhǔn)確性。另外，要進(jìn)行整理和收納搜集的測量方法及數(shù)據(jù)，為以后的決策提供依據(jù)。測量數(shù)據(jù)應(yīng)該分為手簿、觀察數(shù)據(jù)、相關(guān)記錄三種，接收機(jī)開始時的信息、最初的觀測數(shù)據(jù)和GPS時間等都應(yīng)記入觀測記錄中，這一環(huán)節(jié)中，一定要及時的進(jìn)行記錄，使用鉛筆填寫測量手簿，不得進(jìn)行更改或加記。同時，還要避免數(shù)據(jù)破壞丟失的情況發(fā)生，及時備份相關(guān)的數(shù)據(jù)。

（六）測量數(shù)據(jù)的處理

數(shù)據(jù)采集收集完成后，對數(shù)據(jù)采取科學(xué)合理的處理方式，從而使數(shù)據(jù)信息的作用得到充分的發(fā)揮。數(shù)據(jù)處理之前，一定要檢查數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，使數(shù)據(jù)的完整、可靠性得到有效保障。一般來說，對GPS網(wǎng)基線C、D、E級進(jìn)行解算時，完全可以依靠接收設(shè)備的商用軟件進(jìn)行處理。RTK數(shù)據(jù)信息包含的內(nèi)容比較廣泛。點(diǎn)屬性、點(diǎn)名以及三維坐標(biāo)等都是RTK數(shù)據(jù)信息當(dāng)中所包含的內(nèi)容，另外，要根據(jù)實(shí)際的建筑工程測量需求對RTK數(shù)據(jù)信息進(jìn)行下載。為了有效提高測量數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確定，給建筑工程施工的順利展開打下優(yōu)良基礎(chǔ)，后續(xù)的信息編輯和輸出工作，必須要等建筑工程測量中相關(guān)參數(shù)符合要求后進(jìn)行。

五、建筑工程測量中GPS技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)

建筑工程測量中運(yùn)用GPS技術(shù)，可以有效縮短測繪的時間，但是GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的限制，比如測量過程中，一些密閉且狹窄的地方或雜劣質(zhì)數(shù)據(jù)，受偏差的影響，導(dǎo)致信號中斷等問題的出現(xiàn)，會限制推廣GPS技術(shù)的應(yīng)用。因而，對于GPS技術(shù)的研發(fā)力度需要相關(guān)部門與企業(yè)加強(qiáng)重視，不斷地進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化GPS技術(shù)體系。如對衛(wèi)星高度角、電離層折射改正技術(shù)方法進(jìn)行合理運(yùn)用，可以很好的解算調(diào)整GPS衛(wèi)星高度角，從而有效減少因衛(wèi)星信號多路徑延遲溫度造成影響基線結(jié)果準(zhǔn)確性的問題，促進(jìn)基線的結(jié)果得到有效保障。

六、結(jié)語

GPS技術(shù)作為現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展中最常見的測量方法，建筑行業(yè)可以運(yùn)用其得到準(zhǔn)確的定位，從而促進(jìn)建筑施工的順利開展。建筑工程施工測量時，通過運(yùn)用GPS技術(shù)，可以大幅度的縮減時間，使測量的難度得到降低了，從而有效節(jié)省了人力、財(cái)力及物力。所以，應(yīng)不斷的提高自身的技術(shù)水平及測量觀念，促使GPS技術(shù)在城市建筑工程測量中的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，從而有效提高城市建筑工程測量水平，更好的為城市化進(jìn)程提供可靠保障。

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作者:王璞 單位:浙江省高能爆破工程有限公司