GPS定位系統(tǒng)在房屋建筑測量中的應(yīng)用

張道亮

摘 要 GPS定位系統(tǒng)是空間衛(wèi)星群與地面監(jiān)測系統(tǒng)兩個部分所構(gòu)成的。GPS地面測控系統(tǒng)：GPS地面測控系統(tǒng)含有主控站一個，注入站三個與監(jiān)測站五個，主控站功能主要在于按照各個監(jiān)控站通過GPS觀測數(shù)據(jù)對衛(wèi)星鐘改正參數(shù)及衛(wèi)星星歷等加以計算，同時把該數(shù)據(jù)經(jīng)注入站輸送至衛(wèi)星當中；此外，其也可控制衛(wèi)星，對衛(wèi)星發(fā)送指令，同時對備用衛(wèi)星予以調(diào)度等。監(jiān)控站功能主要在于對衛(wèi)星信號加以接收，對衛(wèi)星工況進行監(jiān)測等。而注入站功能則在于把由主控站所計算數(shù)據(jù)注進衛(wèi)星當中。為此，本文接下來將理論結(jié)合實際，深入分析GPS定位系統(tǒng)在房屋建筑測量中的應(yīng)用情況，并對一些關(guān)鍵內(nèi)容加以闡述。

【關(guān)鍵詞】GPS定位系統(tǒng)；房屋建筑測量；應(yīng)用

伴隨國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，某些方面工程建設(shè)進程較之以往明顯加快，而這同時也給工程建設(shè)帶來了更大的挑戰(zhàn)。從當前建設(shè)角度出發(fā)，超高層和高層的建筑物已是建設(shè)發(fā)展的必然。如今有更多高層建筑涌現(xiàn)出來，其結(jié)構(gòu)造型漸趨復(fù)雜，對人類基本需求予以滿足同時，對于當前房屋建筑測繪也提出更高的要求。GPS定位系統(tǒng)是新型測量系統(tǒng)，現(xiàn)如今已被諸多航空攝影、地形測量、大地測量及工程測量工程應(yīng)用。將GPS定位技術(shù)應(yīng)用在房屋建筑測量當中，是近幾年來才興起的，這主要是由于GPS定位系統(tǒng)能夠?qū)θ蛉我獾攸c使用者全天不間斷提供具有高精度保障三維速度、三維坐標與時間等信息技術(shù)參數(shù)，讓房屋測繪變得更為輕松便捷。本文主要對GPS定位系統(tǒng)在房屋建筑測量中的應(yīng)用進行一番深入分析，同時通過歸納總結(jié)得到一個相對客觀的結(jié)論，那就是GPS定位系統(tǒng)在目前房屋建筑測量中具有十分廣闊發(fā)展前景，其未來發(fā)展藍圖將會是非常美好的。

1 GPS定位系統(tǒng)工作原理分析

GPS定位系統(tǒng)是一類可以授時同時可以測距空間交錯定點導航體系，它可以對全球用戶持續(xù)發(fā)送高精度、實時三維坐標位置，同時很好測定時間信息與三維速度。此技術(shù)主要原理是系統(tǒng)內(nèi)部衛(wèi)星對外輸送導航電文與測距信號，衛(wèi)星位置信息也在導航電文之中，用戶憑借GPS定位系統(tǒng)信號接收儀可以在同時接收超過三個衛(wèi)星信號內(nèi)容，對接收儀天線中心位置加以明確，也就是測站點和超過三顆GPS衛(wèi)星間距，同時對這時GPS衛(wèi)星空間位置坐標予以結(jié)算，借助距離交錯法對測站位置坐標進行結(jié)算。依據(jù)測距原理，不難發(fā)現(xiàn)GPS定位系統(tǒng)存在如下定位原理及方法：一是通過偽距法確定位置；二是通過載波相位對定位予以測量；三是利用差分方法做GPS定位等。當前，大地接收機載波相位的測量精度維持在約1.5毫米，或是更高。在實際應(yīng)用該系統(tǒng)時，想要讓衛(wèi)星軌道誤差還有電離層、對流層折射誤差、接收機的鐘差與衛(wèi)星鐘差降至最低，就可把載波相位的測值各類線性間差分值視為觀測值，取得兩點間精確度較高GPS基線向量（也就是坐標差）。

2 房屋建筑測量中GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 測量精準度高

利用GPS定位系統(tǒng)在對控制網(wǎng)和線路的控制點進行快速測量中，獲得數(shù)據(jù)信息較為可靠，而且工作效率較高。流動站對基準站數(shù)據(jù)進行接收時通常需經(jīng)數(shù)據(jù)的鏈接裝置獲得，同時還要對GPS的觀測數(shù)據(jù)進行采集，只要確保超出四顆衛(wèi)星相位的觀測值跟蹤及必要幾何圖形，提供厘米級的定位結(jié)果便不是什么難事。相關(guān)實踐資料顯示，通常10km范圍中便可實現(xiàn)約（15mm+1ppm）的精度，同時數(shù)據(jù)可靠性是較高的，點同點間互相獨立，不會累積誤差，所以可以說其測量精準度更高。

2.2 測量時間較短

傳統(tǒng)工程控制及大地測量會通過導線網(wǎng)、三角網(wǎng)等方法施測，不但耗費工時，還需要達到點間通視標準，通視精度分布也不均衡。但結(jié)合GPS定位系統(tǒng)，對觀測站的平面位置予以精確測定時，對觀測站大地高程也可實現(xiàn)精確測定，減少傳統(tǒng)測量時測量儀器搬站次數(shù)及控制點的數(shù)量，也盡可能的避免了因為粗差導致返工情況，測量作業(yè)人數(shù)及時間大大減少了，卻與此同時提升了工作效率及水平。

3 GPS定位系統(tǒng)在房屋建筑測量中的實際應(yīng)用

3.1 GPS定位系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)確定

GPS定位系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)，基本上包含如下幾方面：一是設(shè)計精度。按照工程所需及測區(qū)狀況，選取特殊地區(qū)等級GPS網(wǎng)當作測區(qū)首級的控制網(wǎng)；二是設(shè)計基準與網(wǎng)形。控制網(wǎng)共計12個點，當中聯(lián)測已知平面的控制點有2個，高程的控制點有5個。結(jié)合三部GPS接收儀進行觀測，網(wǎng)形布置為邊連式；三是觀測計劃。依照GPS可見預(yù)報圖及幾何圖形的強度，選取最為合適觀測點，同時將實施調(diào)度表布置出來。

3.2 GPS定位系統(tǒng)技術(shù)測量外業(yè)實施

應(yīng)用GPS定位系統(tǒng)進行測量時，衛(wèi)星被視作空間觀測對象，形成無需地面點后方交錯，各接收機也具有自身控制點，經(jīng)接收數(shù)據(jù)解算得到點經(jīng)緯坐標值，多個接收儀一同接收數(shù)據(jù)構(gòu)成三角網(wǎng)形在平差解算時發(fā)揮應(yīng)有作用，而自由網(wǎng)沒有約束平差獲得坐標，進而再對已知控制點做約束平差取得相應(yīng)坐標。而且各單位中GPS聯(lián)測與高等級的導線都有自身不同方法與軟件做平差解算操作。當導線距離較長時投影會發(fā)生變形，而對投影變形操作對坐標系統(tǒng)建設(shè)具有決定性作用。

3.3 GPS定位系統(tǒng)技術(shù)測量數(shù)據(jù)處理

GPS接收儀觀測已大部分實現(xiàn)智能化與自動化發(fā)展，同時觀測的時間也在大幅縮短，使作業(yè)強度有所減少，觀測的時候衛(wèi)星空間分布與衛(wèi)星信號質(zhì)量會對觀測效果有直接影響。因為個別點受到地形條件等約束，對衛(wèi)星觀測和信號質(zhì)量有巨大影響[4]。所以，需要嚴格依照相關(guān)標準選點，挑選最佳時段進行觀測，此外要重視通訊設(shè)備使用情況。利用GPS定位系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)傳輸與處理為隨機完成的，但凡符合接收衛(wèi)星信號質(zhì)量與已知數(shù)據(jù)精度、數(shù)量的條件，便可方便快捷得到滿足條件的坐標。

4 結(jié)語

綜上所述，GPS測量是指借助測量式GPS接收機開展定位測量工作，主要用在各類控制網(wǎng)當中。測量過程中，可將GPS接收儀天線位置視作靜止的，這樣在處理數(shù)據(jù)時，接收儀天線是一個不會隨著時間而變化的量，經(jīng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取待定點坐標。測量時，GPS測量實際觀測模式由多部接收儀處于不同測站靜止同步測得?？梢哉f通過GPS定位系統(tǒng)，確保了測量數(shù)據(jù)精準性，以防止全站儀導線選點方面的劣勢。打個比方，通過全站儀進行測量的時候應(yīng)當選擇視野開闊、地勢較高的地方，導線邊緣長度需要按照相應(yīng)標準盡可能向平均邊長靠攏，不同導線的各邊長也不可以有太大差距，兩條相挨著的導線之間應(yīng)確保通視。結(jié)合GPS定位系統(tǒng)，也防止人為操作全站儀而因主觀因素造成的誤差，進一步的確保了采集數(shù)據(jù)的準確性。

參考文獻

[1]趙卓輝，王海濤，楊耀等.GPS定位測量技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2014（05）：396-399.

[2]吳建明.淺談橋梁施工測量的技術(shù)應(yīng)用——GPS定位系統(tǒng)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（12）：35.

[3]余勤學.GPS系統(tǒng)在房屋建設(shè)測量中的應(yīng)用方案設(shè)計[J].低碳世界，2016（03）：189-191.

[4]劉貴波.淺談高層及超高層建筑施工GPS定位控制測量[J].科學之友，2011（04）：150-151.

作者單位

秦皇島市住房保障和房產(chǎn)管理局 河北省秦皇島市 066000