GPS技術在建筑工程測量中的應用研究

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

【關鍵詞】GPS技術；測量；數(shù)據(jù)；觀測

1、GPS技術的基本原理及特點

1.1GPS技術的基本原理

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

在運用GPS技術進行測量時，很多工程測量工作會選擇地面固定的坐標進行施工，同時衛(wèi)星信號主要是由GPS接收裝置接收，繼而由相應的軟件系統(tǒng)對其接收到的信號予以處理，優(yōu)點就在于有助于減少人的工作量。

1.2GPS技術的測量特點

首先，GPS測量的位置精度值非常高，能夠在50km以下的基準線上，而在1000km的基準線上，GPS導航的定位測量精度值往往會高達1x10-8：其次，GPS測站與測站之間不需進行相互通視，能根據(jù)具體的需要進行位置的測量：再次，運用GPS技術測量的時間較短，相對于靜態(tài)來說大概每次的定位測量站僅需要20s的時間，對于動態(tài)而言，每次測量定位的時間僅需要幾秒鐘時間；最后，GPS技術的操作相對便捷和簡易，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對目標進行全方位并持續(xù)地觀測。

1.3GPS技術的優(yōu)勢

GPS技術具備非常之多的優(yōu)勢，比如操作簡單，有助于提高測量工作的工作質量和工作效率，有助于降低測量的難度。因為GPS技術軟件能夠自己制作相應的三維坐標圖，所以大大提升了測繪結果的準確性，同時還削減了工作的難度。除此之外，GPS的測量方法具有測量手段多變及測量時間較短等優(yōu)點，廣泛的應用于建筑工程中的項目測量之中。

2、人工測量技術的特點

雖然人工測量的方法有其便利之處，但人工測量的方法明顯存在著很大的技術隱憂：①人工測量技術缺乏相應測量的責任意識。很多施工人員總是將目標放在控制工程的質量和工程造價方面，忽略了測量的重要性，由此會造成測量工作的不認真，給后期的施工帶來負面影響；②測量值不夠精確是人工測量方法的又一大缺點。由于人工測量方法具有比較嚴格的測量標準，測量標準是由施工管理人員制定的，所以，相關人員對施工精度考慮要十分細致，只有嚴格的測量精度標準才能具有精確的測量結果，而測量精度標準不夠細致嚴格就會影響到測量結果的準確度；③人工測量技術的難度較大。建筑測量的工作就是要對建筑進行實地測量，對建筑的外形進行一定的評估。但是，人工測量方法適用于一些建筑面積較小的建筑，對于大型的工程卻不適用。由于建筑場地上不確定的因素較多，因而人工測量出來的結果就會有明顯的偏差，致使測量結果的不準確。

3、建筑工程測量中GPS技術的應用

3.1 GPS技術測量點的選擇

在使用GPS技術進行工程測量的時候，由于不用考慮各個測量點之間的相互通視，則應考慮其對于測量點的選擇。在選擇測量點的時候，要注意以下幾點：①要盡量避免一些不必要的干擾。由于GPS技術是采用無線通訊設備進行測量的，所以在選擇測量點時應避免與大功率無線電通訊的電磁進行接觸，避免電磁波之間的相互干擾；②在進行測量時遠離大型的水域。由于水能夠對電磁信號帶來影響，因而在選擇測量點時應避開那些水域面積比較寬廣的湖泊以及水庫等，以確保測量數(shù)值的準確性；⑧要保證GPS定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在選擇測量點時要確保基礎地面的穩(wěn)定性。若選用的測量點位置是原來的位置，則要對其穩(wěn)定性進行再次考察：④要將其測量點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的信號來源，同時，在選擇地址時還要注意周圍的環(huán)境，避免周圍障礙的出現(xiàn)。

3.2GPS技術主要采用的觀測方法

GPS變形監(jiān)測法主要利用水準測量的方法，來對地基的沉降進行監(jiān)測。這種方法主要適用于對于高層樓房、水庫大壩等特殊建筑地基位移和沉降等的監(jiān)測。比如，測量高層建筑的時候，如果要測量地基的沉降，首先要在建筑較遠的位置上選擇幾個基準點，基準點的選擇要避免一定的干擾?；鶞庶c的設置主要是在離建筑較遠的地方，當各個點安裝上GPS信號發(fā)送和接收裝置時，應選擇合適的方法進行數(shù)據(jù)傳輸，將統(tǒng)計到的數(shù)據(jù)收集到運算處理中心，然后對其進行運算和處理，以實現(xiàn)對建筑地基的監(jiān)測。這種方法對于監(jiān)測技術的要求較高。載波相位差分法。測量人員應將地形圖上的線路擬定好，標注好線路中心，在此基礎上用GPS限時定位的方法，將道路文件坐標的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，這樣系統(tǒng)就能夠實現(xiàn)自動計算，由此顯示出實際點位的流動站的差值。

3.3測量點的數(shù)據(jù)記錄

對于運用GPS技術進行測量的工程，要加強對測量數(shù)據(jù)的保管和記錄。記錄的方法主要有兩種：一是觀測記錄方式：二是記錄測量數(shù)據(jù)的手簿。運用觀測記錄的方式記錄的主要內容有觀測相位波值及歷元的相應的觀測，觀測值的偽距測碼，PS導航衛(wèi)星的鐘差參數(shù)，導航信息以及接收儀器工作的信息狀態(tài)等。記錄測量數(shù)據(jù)的手簿是在GPS接收儀器啟動之前和觀測測量數(shù)據(jù)之前填寫的，所以，在記錄數(shù)據(jù)的過程中，務必要認真并及時的予以填寫，嚴格確保數(shù)據(jù)的準確性。

結語：

在建筑工程測量的過程中，使用GPS技術進行測量，不僅可以確保工程測量的順利完成，而且能夠大大降低工程測量的難度，節(jié)省大量的人力、物力以及財力，提高測量的準確度，具有很大的社會效益和經(jīng)濟效益。但從實際情況來看，該技術尚且存在一定的局限性，有待進一步優(yōu)化，以滿足建筑工程項目的測量需求。