GPS 技術(shù)在建筑測量中的應(yīng)用分析

摘要：在建筑工程中，需要準(zhǔn)確測量相互部分之間的距離、角度等指標(biāo)，手工測量不僅速度慢，而且準(zhǔn)確度難以保證，近些年來隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)逐漸應(yīng)用到了建筑測量中，不僅保證了建筑工程的要求，而且促進(jìn)了建筑技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)省了大量的人力物力。本文就GPS 技術(shù)在建筑測量中的具體應(yīng)用進(jìn)行兩份分析，以期為實(shí)際的建筑工作提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS；建筑測量；應(yīng)用；分析

引言

建筑測量工作在建筑工程中尤為重要，只有前期的測量工作到位了，才能準(zhǔn)確按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)樣本建造，一般情況下，需要首先進(jìn)行實(shí)地地形測量，然后根據(jù)測量到的資料數(shù)據(jù)按照一定的壓縮比例進(jìn)行繪圖，可以說建筑工作在很大程度上依賴于建筑測量。近些年來隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了建筑測量中，它克服了人工測量的大部分缺點(diǎn)，諸如耗時(shí)長、不準(zhǔn)確、失誤多等，使得施工質(zhì)量和進(jìn)度大大提高，其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢在建筑測量領(lǐng)域得到了充分的發(fā)揮。

1.GPS的特點(diǎn)

由于天氣、地形原因的影響，建筑測量工作很難實(shí)現(xiàn)全天候、全方位，不能將各個(gè)觀測點(diǎn)之間緊密聯(lián)系起來。GPS技術(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了這些難題，為建筑測量打開了另一扇大門，經(jīng)筆者查閱資料及實(shí)地體驗(yàn)，對(duì)GPS技術(shù)的一些特點(diǎn)陳述如下：

1.1精確性

GPS技術(shù)是通過地球表面的衛(wèi)星定位系統(tǒng)來進(jìn)行地面各點(diǎn)和檢測系統(tǒng)之間的信息交流的，衛(wèi)星能夠運(yùn)用對(duì)星歷的計(jì)算和對(duì)相位中心的校準(zhǔn)來進(jìn)行地表的自動(dòng)校準(zhǔn)。它運(yùn)用距離交會(huì)法對(duì)接收到的某一位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，也就是對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出比較可靠的數(shù)據(jù)。因此，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性是毋庸置疑的，在如今的信息化社會(huì)中，手機(jī)地圖已經(jīng)進(jìn)入了大部分人的生活，不僅精確到了每一條街道，甚至對(duì)街道上的障礙物也能準(zhǔn)確觀測其體積大小，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的準(zhǔn)確性可見一斑[1]。

1.2簡便性

雖然GPS技術(shù)是高科技，然而普通人用起來卻不費(fèi)很大勁，因?yàn)槲覀冎恍枰獙?duì)其結(jié)果進(jìn)行掌握，而不需要與科研人員一樣對(duì)其工作過程探究明白，因此，一整套的GPS系統(tǒng)設(shè)有地面監(jiān)管系統(tǒng)，能夠傳達(dá)命令并接收數(shù)據(jù)[2]。它高度的自動(dòng)化水平使得操作人員不需費(fèi)勁，只要根據(jù)說明書的規(guī)范合理安放好相應(yīng)的設(shè)備，并根據(jù)接收數(shù)據(jù)的具體情況進(jìn)行調(diào)整，那么，普通人也能夠完成建筑工程的測量工作，其難易度就跟有些農(nóng)村地區(qū)用的電視接收器一樣，只要根據(jù)電視屏幕上信號(hào)的有無及質(zhì)量好壞進(jìn)行接收器的角度位置調(diào)整，即可完成工作。

1.3即時(shí)性

GPS技術(shù)測量所需要的時(shí)間很短，它能夠囊括的范圍很廣，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)觀測點(diǎn)進(jìn)行測量，相比人工跋山涉水進(jìn)行各個(gè)觀測點(diǎn)之間的挨個(gè)測量，GPS技術(shù)顯然更節(jié)省人力物力。一般情況下，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)比人工測量的時(shí)間短了一半以上，一個(gè)一般規(guī)模的工程測量工作，只需要幾十分鐘就可以完成。這極大節(jié)約了工程的前期成本，也避免了誤工。

1.4全方位性

GPS技術(shù)不受天氣、地形等客觀條件的限制，無論是下雨天還是下雪天，只要工程進(jìn)度需要，隨時(shí)都可以進(jìn)行測量。而且相比人工測量，GPS技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)工程作全方位的把握，不至于顧此失彼，加上現(xiàn)在GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)取得了較大的技術(shù)突破，可以說給工程測量工作帶來了革命性的進(jìn)展。

1.5GPS技術(shù)的缺點(diǎn)

GPS技術(shù)固然有很多優(yōu)點(diǎn)，然而它并非完美，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)可能由于高山高樓的阻擋，GPS信號(hào)不能達(dá)到，造成了測量中的空白，一些關(guān)鍵地方的測量可能會(huì)被忽略[3]。另外，GPS技術(shù)還沒有做到普遍性的應(yīng)用，其代價(jià)昂貴，成本投入大，一些工程項(xiàng)目用它可能會(huì)得不償失。

2.GPS技術(shù)的原理

GPS全稱是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是美國在上世界七十年代為了國防軍事的需要而專門投入大量資金研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它主要由地面接收站、衛(wèi)星以及客戶端組成，用戶手中的客戶端是用來接收最終數(shù)據(jù)的，也就是最終結(jié)果。而衛(wèi)星則是對(duì)地面進(jìn)行偵測，負(fù)責(zé)將所收集到的資料傳回地面接收站，地面接收站對(duì)衛(wèi)星傳回的資料進(jìn)行分析，將最終的結(jié)果傳給用戶。太空中高速運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星能夠?qū)Φ孛嫔系馁Y料進(jìn)行準(zhǔn)確而全面的偵測，得出準(zhǔn)確的用戶需要的資料。

3.GPS技術(shù)的應(yīng)用步驟

3.1制定方案

在進(jìn)行測量前，需要制定詳盡的方案，確定工程所要求的精度和地點(diǎn)，對(duì)整個(gè)方案涉及到的各種因素進(jìn)行統(tǒng)一的組織規(guī)劃，然后選擇相應(yīng)的GPS控制網(wǎng)完成測量。還有，GPS接收機(jī)的布置也是要進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因?yàn)樗鷾y量結(jié)果的精確性有很大影響，首先遠(yuǎn)離電磁源，選擇寬闊場地，避開高山、巨大建筑物的遮擋。一定要用到其預(yù)報(bào)圖進(jìn)行測量時(shí)間段的合理選擇，保證測量時(shí)有足夠的衛(wèi)星分布上空。

3.2選擇測量點(diǎn)

GPS技術(shù)中，各個(gè)觀測點(diǎn)不用進(jìn)行相互的通視，這也說明它的測量結(jié)構(gòu)很活泛，不用遵循人工測量那樣的嚴(yán)格的步驟。但是在選擇測量點(diǎn)的時(shí)候，還是有一些問題需要注意，除了需要達(dá)到一般要求之外，以下兩條原則也是必須的：一是水面的路徑效應(yīng)，為了避免，最好不要選擇水域大量存在的地方，以防止測量精度受到路徑效應(yīng)的影響。二是電磁波，要知道GPS技術(shù)運(yùn)用的是無線電通訊的技術(shù)，無線電波對(duì)它的影響是巨大的，因此，首先要提高GPS技術(shù)發(fā)射無線電的功率，以抵抗其他電磁波，然后要注意與其他無線電波發(fā)射點(diǎn)之間的距離，最好不要挨著太近。

3.3測量方法

有三種測量方法可供選擇[4]：載波相位差分法，碎部放樣法，變形監(jiān)測法。下面對(duì)這三種方法進(jìn)行簡要的敘述。載波相位差分法一般依賴于基準(zhǔn)站與移動(dòng)站，將接收到的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，信息處理中心?duì)資料進(jìn)行處理，則用戶可以得到具體的測量點(diǎn)的坐標(biāo)；碎部放樣法在差分網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作，將基準(zhǔn)站連接起來組成了基準(zhǔn)網(wǎng)，從而提供信息；變心監(jiān)測法利用的是水準(zhǔn)測量法，可以用來監(jiān)測地基沉降的位移及其傾斜度，這種方法主要應(yīng)用于高樓、大壩等特殊建筑的測量。

3.4數(shù)據(jù)的采集

等數(shù)據(jù)測量工作完成后，我們還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及備份，不但保證了測量結(jié)果的精確性，而且不容易造成數(shù)據(jù)的丟失。測量的數(shù)據(jù)可能存在人工操作等因素造成的誤差，必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)此進(jìn)行處理，但不能依賴計(jì)算機(jī)軟件，數(shù)據(jù)的質(zhì)量必須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師來嚴(yán)格把關(guān)。

4.GPS技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)建議

GPS可以為工程測量提供精準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)，可以為建筑的測量提供選址參考，也可以為建筑的施工提供科學(xué)的指導(dǎo)，在數(shù)據(jù)的處理中，可以為其提供相應(yīng)的方法。但是不能以為應(yīng)用了此技術(shù)就可以一勞永逸，人工檢驗(yàn)的作用不能被忽視，雖然它具有智能化的水平，能夠獨(dú)立自主完成數(shù)據(jù)的測量及處理等全套工作，然而畢竟是程序化的，在一些問題上可能還是會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而工程建設(shè)工作不能出現(xiàn)一點(diǎn)兒差錯(cuò)，因此人工的校檢工作也是很重要的。另外，GPS的應(yīng)用一定要具有靈活性，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)條件的不同對(duì)工作環(huán)境、儀器種類做出選擇，為提高工程測量水平提供保障。

5.小結(jié)

GPS技術(shù)對(duì)當(dāng)今建筑工程的作用是顯而易見的，當(dāng)今社會(huì)高速發(fā)展，城市建設(shè)步伐加快，城市化的浪潮中，不但要加快建筑物的建設(shè)，而且要保障其質(zhì)量。在這樣的條件下，GPS的應(yīng)用能夠接生人力物力，在短時(shí)間內(nèi)可以完成人工工作量的好幾倍，而且質(zhì)量也有所保障。因此，在以后的建筑工程中，應(yīng)該退關(guān)引用GPS技術(shù)，進(jìn)一步在實(shí)踐中完善，使得它能夠更好滿足建筑工程的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳軍.水利工程測量中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析[A].《建筑科技與管理》組委會(huì).2013年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].《建筑科技與管理》組委會(huì)：，2013：2.

[2]葉積龍，張維寬.關(guān)于GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用分析[J].價(jià)值工程，2012，10：183.

[3]趙俊峰.新技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用分析[J].科技與創(chuàng)新，2014，11：128-129.

[4]馬建良.GPS技術(shù)在地鐵控制網(wǎng)測量中的應(yīng)用研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.