對(duì)GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用的探究

趙東東+周海波

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，GPS測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用憑借其高精準(zhǔn)和高效率的特點(diǎn)在建筑測(cè)繪中備受青睞，有力地推動(dòng)了建筑工程建設(shè)的不斷發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的技術(shù)特性分析，探析了其在建筑測(cè)量中的應(yīng)用，望成為建筑工程測(cè)繪技術(shù)的借鑒。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；建筑工程；測(cè)量；應(yīng)用

隨著建筑相關(guān)技術(shù)的不斷提高，GPS技術(shù)靠其廣泛的用途及高效率的特點(diǎn)，為建筑工程的測(cè)量提供了大量相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)大量全面，并且具有較高的精準(zhǔn)度，大幅度提高了建筑測(cè)量的工作效率。此外，GPS技術(shù)在跟隨科學(xué)技術(shù)的不斷更新的腳步下，也快速發(fā)展出了兩種高效率測(cè)繪方法，這兩種方法分別是快速靜態(tài)定位和靜態(tài)定位。這又大幅度提升了建筑業(yè)的測(cè)量技術(shù)，刷新了測(cè)量技術(shù)的新高度。所以，對(duì)GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究非常的必要。

一、GPS技術(shù)的基本工作原理及組成

（一）GPS技術(shù)的基本工作原理

GPS技術(shù)的基本工作原理是距離交會(huì)法。首先，確定好GPS信號(hào)接收裝備的位置，很快來(lái)自三顆或更多的衛(wèi)星發(fā)散出的GPS信號(hào)就會(huì)被其感知并接收。然后，衛(wèi)星和信號(hào)接收裝置之間的距離以及信號(hào)發(fā)出的實(shí)際位置就可以根據(jù)信息接收裝置所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到。而后再利用距離交會(huì)法對(duì)當(dāng)前的測(cè)量值進(jìn)行分析計(jì)算，并得到信號(hào)接收裝置的三維坐標(biāo)。最后利用三維立體的坐標(biāo)進(jìn)行表示。一次完整的測(cè)量實(shí)驗(yàn)就完成了。然而在實(shí)際的建筑工程測(cè)量中，地面固定的坐標(biāo)系統(tǒng)通常應(yīng)用的更為廣泛。

（二）GPS技術(shù)的組成

1、空間衛(wèi)星群。GPS衛(wèi)星群一共由24顆衛(wèi)星組成，其中有21顆是工作衛(wèi)星，還有3顆在軌的備用衛(wèi)星。它們以4顆一組為單位進(jìn)行了平均分配，分配于6條不同的平面軌道上都互成60度，并以12小時(shí)為周期進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作。這種分配方式使得至少4顆GPS系統(tǒng)中的衛(wèi)星能夠在全球的任何時(shí)間任何地點(diǎn)處被觀測(cè)到。GPS的空間衛(wèi)星群部分主要是為了觀測(cè)需要觀測(cè)的目標(biāo)，并將觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成地面監(jiān)控系統(tǒng)或用戶設(shè)備可以接收的各種碼和載波信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的控制和定位。

2、地面監(jiān)控系統(tǒng)。GPS地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由1個(gè)主控站、3個(gè)注入站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站三個(gè)部分組成，其在GPS系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。其中，GPS主控制站位于美國(guó)科羅拉多州，主要負(fù)責(zé)對(duì)地面天線接收的衛(wèi)星信號(hào)傳回地面的信息進(jìn)行監(jiān)控和收集，然后根據(jù)收集到的信息來(lái)計(jì)算衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的調(diào)整以及對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的控制。

3、GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS信號(hào)接收機(jī)也就是GPS的用戶端，由主機(jī)、電源和天線組成，它的作用主要是搜索、追蹤以獲得衛(wèi)星信號(hào)。具體表現(xiàn)為：當(dāng)它搜索感知到衛(wèi)星后，會(huì)跟蹤衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行變換、放大和處理，從而計(jì)算出它自己—GPS信號(hào)接收機(jī)的相關(guān)信息，如：經(jīng)度、緯度和高度等。

二、GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

（一）在建筑的測(cè)量中提供技術(shù)參數(shù)

通過(guò)利用GPS技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量的過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)精度的不斷提高，來(lái)確保GPS測(cè)量設(shè)計(jì)網(wǎng)在整個(gè)工程測(cè)量工作中的良好工作，這種選擇是由兩方面因素決定的。第一，在選擇并確定首級(jí)控制網(wǎng)這個(gè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)網(wǎng)點(diǎn)之間的誤差是要根據(jù)實(shí)際需求和測(cè)邊情況來(lái)確定的。第二，為了確保設(shè)計(jì)網(wǎng)的工作效率和效果，需要在設(shè)計(jì)網(wǎng)形成的過(guò)程中對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行比較科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。而這些設(shè)計(jì)都是基于GPS衛(wèi)星提供的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)GPS在建筑測(cè)量中提供的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析，才能更好地進(jìn)行設(shè)定。

（二）為建筑的測(cè)量提供多種選址參考

為了保障觀測(cè)的精度，觀測(cè)點(diǎn)的選擇必須是合理并科學(xué)的。GPS技術(shù)的應(yīng)用，使得尋找視野開(kāi)闊、障礙物少，以及電磁輻射干擾較小地區(qū)的任務(wù)變得簡(jiǎn)單。GPS技術(shù)的應(yīng)用，充分抓住了利用原點(diǎn)的原理，減少了對(duì)觀測(cè)點(diǎn)建設(shè)的投資，確保了整體觀測(cè)網(wǎng)的較高工作效率，使得觀測(cè)者更好地觀測(cè)觀測(cè)目標(biāo)。

（三）科學(xué)地指導(dǎo)建筑的外業(yè)

外業(yè)的操作很大程度地決定了最終工程觀察的質(zhì)量，因此，外業(yè)的操作無(wú)疑是建筑工程測(cè)量工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須對(duì)其提供科學(xué)合理的指導(dǎo)與規(guī)劃，而GPS技術(shù)提供的大量且高精度數(shù)據(jù)很好地為指導(dǎo)了外業(yè)操作提供了基礎(chǔ)。例如：觀測(cè)的最佳角度、最佳時(shí)間以及衛(wèi)星狀況等數(shù)據(jù)，都對(duì)觀測(cè)工作的有效性及準(zhǔn)確性起著重要作用。因此，我們說(shuō)GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠在觀測(cè)過(guò)程中及時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)，提高觀測(cè)工作對(duì)整個(gè)觀測(cè)網(wǎng)的監(jiān)管力度和了解程度，最終提高了整體的觀測(cè)水平。

（四）為數(shù)據(jù)的處理提供了方法

在實(shí)地進(jìn)行外業(yè)工作所獲得的數(shù)據(jù)并不能直接投入實(shí)際的工程建筑中，需要進(jìn)行科學(xué)的校驗(yàn)與處理，從而為建筑工作的開(kāi)展提供科學(xué)的依據(jù)。GPS技術(shù)對(duì)自身在數(shù)據(jù)的處理與分析方面的能力進(jìn)行了突破性提高，這有利于提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可靠性。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，GPS技術(shù)的使用是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，它憑借自身高測(cè)量精度、高測(cè)量效率、高節(jié)約成本及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被不斷廣泛地應(yīng)用于建筑工程測(cè)量中。并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，GPS技術(shù)將在建筑工程測(cè)量中發(fā)揮更加重要的作用。對(duì)建筑工程測(cè)量中，GPS技術(shù)發(fā)揮的作用，是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的話題，我們應(yīng)該合理利用它的優(yōu)勢(shì)，使之發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘寶.GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，22：262.