GPS技術在建筑測量中的運用實踐

摘要：隨著社會經濟水平和科技發(fā)展水平的不斷提升，建筑行業(yè)也迎來了自身的時代發(fā)展機遇，這也讓人們對建筑工程質量日益重視。建筑測量作為建筑工程正式施工之前的關鍵工序，測量工作質量將會對工程整體質量，產生較大影響。GPS技術是人們生產生活中，應用日益廣泛的技術，在建筑測量中也有較大應用潛力。因此，本文將討論GPS技術在建筑測量中的優(yōu)劣勢，討論該技術在建筑測量中的運用實踐。

關鍵詞：GPS技術;建筑測量;運用實踐

1.傳統(tǒng)人工測量存在的技術缺陷

傳統(tǒng)測量受到技術水平限制十分明顯，很多工程單位在建筑測量問題上，未能形成正確的認識，使施工單位建設質量難以達到應有要求。除此之外，在傳統(tǒng)觀念桎梏下，施工單位往往僅在意施工階段質量控制問題，在施工準備階段的測量工作上，未能保證方案的科學性，導致人工測量方式存在一些不可避免的缺陷，使測量工作效果大打折扣。具體而言，主要體現在以下方面。

1.1測量難度較大

建筑測量任務一般需要在已知建筑外形、施工場地條件的基礎下進行，通常情況下，人工測量限于人力的投入，或者受測量精度誤差的影響，往往只能在建筑面積較小的情況下，有效完成建筑測量，若建筑面積較大，則測量建筑物時，就會遭遇不同瓶頸。舉例來說，如果施工現場較大，地質環(huán)境存在較大差異，則會為測量工作，帶來不穩(wěn)定的影響，導致測量設備難以最大化發(fā)揮效果[1]。

1.2 測量設備較少

傳統(tǒng)測量主要是通過人工測量方式進行，不僅每次測量時，都需要工作人員背各種測量工具，深入到實際測量現場，但是人工測量階段，可以應用的設備儀器數量相對較少，主要以大刻度卷尺、水準儀等為主。除此之外，在測量建筑時所用的各項測量儀器、測量標準、輔助器械、標準物質、軟件等，都難以和實際勘測要求高度匹配。測量設備的匱乏，還會為測量人員實地工作，帶來較大困難，導致很多深層次測量進程，無法有效推進。

1.3測量精度較低

測量精度會受多種因素影響。首先，測量人員因素，很多工程單位測量人員并不具備較高的專業(yè)素質，實際操作階段僅扮演建筑數據記錄員的角色，對建筑測量精度的重要性，未能引起足夠重視;其次，取值因素，若標準合適，則會為之后的測量工作，提供較高指導價值，但是實際情況中，測量人員在標準取值問題上，很難提升取值的準確性[2]。

1.4測量意識較弱

施工單位在方案制定的階段，并未對施工現場環(huán)境地形勘測，引起足夠重視，而是將大部分的注意力，聚焦于施工前的造價控制、以及中間階段的施工質量控制、后期的竣工驗收準備上。測量意識的薄弱，也會對建筑測量工作進程的順利推進產生一定阻礙作用。例如測量工序科學性不強、測量方案不夠合理，都會對施工現場實地勘測結果產生較大影響[3]。

2.GPS技術分析

GPS，是英文Global Positioning System的簡稱，中文譯為全球定位系統(tǒng)。GPS技術的研究，最早可追溯至1958年，并在1964年投入使用。到了90年代，GPS衛(wèi)星星座已經完成了布局，數量達到24顆，全球覆蓋率接近99%。GPS技術可以為全球用戶提供精度較高、成本較低的三維位置、精確定時的導航信息，促進了社會信息化水平的極大提升，也無形中影響到了數字經濟的快速發(fā)展。

GPS技術的工作原理為距離交會法，在某個區(qū)域進行GPS信號接收設備的安裝，以保證該接收設備在接收信號方面，能夠至少接收到來自兩顆衛(wèi)星的GPS信號，通過分析和處理數據的過程，對信號來源與信號接收設備之間的距離進行計算，最終應用距離交會法獲得測量值。在計算得到信號接收位置坐標的基礎上，依照坐標值進行繪制三維立體坐標的工作[5]。

GPS技術應用于建筑工程測量中，主要會在地面位置上，確定固定坐標，完成建筑測量工作，并且在GPS接收設備，實現對信號的接收。這種方式不僅提升了建筑測量的信息化程度，測量人員只需要應用專業(yè)軟件程序，分析和處理測量信號，最終獲得測量結果。相較于傳統(tǒng)測量方法，不但能夠提高測量精度，避免人工測量出現的誤差，而且也無需投入太多人力和物力資源，可以節(jié)省建筑測量成本。

3.GPS技術在建筑測量方面的優(yōu)勢

3.1定位精度較高

通過各種測量實踐情況證明，GPS技術具備較高的GPS技術定位，測量的精準性和測量距離成正相關。具體而言，若范圍為5萬米之內，精度可以達到7-10米;若范圍達到10萬米到50萬米之間，精度可以達到8-10米;若范圍達到50萬米到100萬米之間，可以達到9-10米。

3.2觀測站之間無需相互通視

應用GPS技術進行建筑物測量時，無需觀測站相互之間進行通視，在測量時，只需要保證觀測站上方較為開闊即可，這樣便能達到節(jié)省造標費用的目的。除此之外，點間也無需通視，進而無需測量地面?zhèn)魉忘c與過渡點之間的距離，有效節(jié)省了時間成本[6]。

3.3提供立體坐標

傳統(tǒng)建筑測量中，往往需要對平面與高程，利用不同測量方式進行實測。GPS技術可以逐一測定觀測站立體坐標，當前技術發(fā)展背景下，GPS技術的測量精度已經達到了四等水準。

3.4不具備操作復雜性

現階段，有關技術人員在不斷對GPS接收器進行改進，不斷減小了接收器的體積和重量，而且也提升了GPS接收器的自動化程度，在一定程度上，也降低了測量人員的工作難度和壓力，為野外施工環(huán)境的測量工作提供技術方面的強有力保障。這也可以說明，GPS系統(tǒng)在測量、導航、測速、測時方面，優(yōu)勢較為明顯[7]。

3.5測量時間短

GPS技術在測量工作上，主要是應用控制網布局進行的，可以同步對不同觀測點進行測量。這也可以使應用GPS技術測量，相較于傳統(tǒng)人工測量方式，可以節(jié)省超過一半的時間成本，而且可以全方位覆蓋測量事物。

3.6測量受到的限制不多

應用GPS技術進行建筑測量定位時，不會受到地形因素或者天氣條件的過多影響，可以隨時隨地完成測量工作，進而加強了測量工作的完整性，加快工程項目推進速度。與此同時，GPS測領技術相較于常規(guī)測量方式，在測幾何圖形方面，靈活性更卡昂，未來將會有巨大的技術突破潛力[8]。

4.GPS技術在建筑測量方面的劣勢

GPS技術在建筑測量方面，也并非完全沒有缺陷，技術固有的弊端依然不容忽視。舉例來說，如果地方過于封閉和狹窄，則無法利用GPS技術對建筑進行測量;其次，當前城市土地資源較為緊張，為達到最大化利用城市土地資源的目的，很多建筑物高度越來越高，在一定程度上，遮擋住了GPS信號，對測量的連續(xù)性與準確程度，產生了較大影響;最后，GPS技術在建筑測量中會投入較多技術上的成本，組織相對復雜，難以達到監(jiān)測技術要求。

5.GPS技術在建筑測量中的運用實踐

5.1確定測量技術參數

在應用GPS技術進行建筑測量，應當重視設計精度的提升。設計GPS測量網，將會對整體測量工作，產生較大影響，實際測量時，可以應當在工程要求基礎上，結合側邊實際情況，選擇較為合適額首級控制網，有的放矢開展測量控制工作，進而將誤差合理控制于應有范圍之內。設計網形階段，應當重視GPS接收機的合理布置，對接收網實際觀測結果應注重接收。在選擇觀測時間時，應當盡量合理安排，保證在最佳時間段，提高觀測的科學性[9]。

5.2重視GPS對測量的正確選址

GPS技術測量的效果，與正確的選點位置息息相關，因此，合理選擇測量點，可以使GPS測量最終質量得到提升。首先，安排選點時應當圍繞測量計劃，提高選點的科學性，基于選點位置之上，盡量保證選點具備遼闊的視野，進而避開各種高大的障礙物;除此之外，在選擇地點時，應當和各類電磁源保持較遠的距離，從而避免GPS技術受到電磁源較強的干擾;最后，應當在選點安裝和保存方面，引起足夠重視，從而實現選點利用率的提升。若選址合理程度較高，則可以使后續(xù)測量工作量大大減少，在調整測量網絡整體方面，同樣大有裨益。

5.3外業(yè)測量的操作

通常情況下，外業(yè)測量是GPS建筑測量工作的重中之重，外業(yè)測量工作質量，會對測量工作整體，產生較大影響。基于此，在外業(yè)測量操作方面，一定要提高計劃的科學性，重視外業(yè)測量效果的提升。實際測量時，可以借助各類計算機，精確計算測量地點的各類數據，包含衛(wèi)星情況、測量時間、測量角度等，同時制定針對性測量計劃。除此之外，全網同步觀測一定要保證時間的合適，無論是測站天線朝向問題，還是有關數據，都應當提升控制的準確性。因此，應當對采集數據的時間進行科學安排，合理控制天線朝向，進而獲得合理的測站數據。在測量階段，應當重視監(jiān)視監(jiān)檢測工作，對其中涉及的不同細節(jié)精準把握，若出現測量問題，應當針對性進行調整，并適當延長測量時間[10]。

5.4數據處理

GPS測量階段產生的數據，測量人員應當落實記錄與備份工作，加強測量數據的安全性與準確性。測量階段，應對數據進行及時復核，對其中出現的誤差問題，應落實嚴謹的處理和核算工作，提升測量數據的科學性與質量。GPS測量技術在不斷發(fā)展的同時，能夠有效降低工作人員的工作強度，進而實現時間成本的減少，測量人員一定要加強對測量工作重要性的認識，合理控制人為、環(huán)境等各方面因素，提升測量數據整體的準確性。在高程控制問題上，應重視其精度的提升，加強對整體測量精度的控制。

6.建筑測量技術的自動化發(fā)展

6.1智能操控技術

測繪技術和計算機技術的發(fā)展融合，使測繪技術實現人工智能、專家系統(tǒng)技術的應用，成了現實中的可能。在計算機的支持下，可以全面模擬并深入分析人腦思維，令測繪技術大大提升自動化等級，加強數據信息的準確性。

6.2制圖軟件技術

5G技術是時下大火的通訊技術，可以在4G技術基礎上，更快提升各類數據信息的傳輸速度，未來隨著5G技術的發(fā)展和成熟，建筑測量工作會更加簡單，會為測量人員帶來更大便利性。

6.3測量通訊技術

在建筑測量技術中，升級地形測量數字化測繪軟件，將會成為技術主要發(fā)展方向，開發(fā)數據庫的同時，也會更新數據庫信息，拓寬GPS技術的應用邊界。

7.結束語

GPS技術應用于建筑測量中，可以極大提升測量精度，減少測量人員工作量。實際測量中，一定要重視測量方法的科學性，合理選擇測量點，最大化發(fā)揮該技術的測量優(yōu)勢，促進建筑測量質量的提升。

參考文獻：

[1]劉鳳英，陳天恩，王冬，石波，李國玉.無人飛艇的差分GPS輔助空中三角測量精度分析[J].測繪科學，2014，39（1）：28-31.

[2]李國柱，魏保峰，馬波.LGO與GAMIT進行GPS基線解算的精度分析——以昆明市城市軌道交通框架網為例[J].城市勘測，2012（4）：105-107.

[3]馬娜，董嵐，梁靜，向偉，羅濤，王銅，劉璨，柯志勇，何振強，朱紅巖，.基于加速器控制網的GPS絕對測量精度探討[J].北京測繪，2014（6）：23-27.

[4]杜言霞，梁鶯，吳勇凱，陳州川，林添水.基于GAMIT系統(tǒng)的GPS/MET數據反演及其在閩南地區(qū)獲取PWV的應用[J].沙漠與綠洲氣象，2019，13（2）：115-122.

[5]李宗婉，唐詩華，梁小龍，蒲倫，肖陽.基于TBC與GAMIT的多余長基線對高精度CORS數據解算精度分析[J].桂林理工大學學報，2020，40（2）：379-383.

[6]王虎，任營營，連麗珍，王解先，成英燕，王永哲.大規(guī)模GNSS網數據處理一體化方案與中國大陸水平格網速度場模型構建研究[J].大地測量與地球動力學，2020，40（9）：881-887.

[7]楊凱，劉鴻飛，趙倩，姜衛(wèi)平.絕對天線相位改正模型對GPS精密數據處理的影響[J].武漢大學學報：信息科學版，2010，35（6）：694-697.

[8]李秋紅，辛長江，許康生，舒雷，高慧慧.差分GPS在中國地磁監(jiān)測網地理方位角測量中的應用[J].地震工程學報，2015，37（3）：862-866.

[9]龔秋全，杜全維，董武鐘，袁凱.GPS和測深儀組合系統(tǒng)在電廠水下地形測量中的應用探討[J].工程地球物理學報，2017，14（5）：622-626.

[10]郭建京，張云，袁國良，顏廷管.基于ARM—Linux的GPS信號存儲轉發(fā)系統(tǒng)的設計[J].電子設計工程，2013，21（3）：123-125.

作者簡介：仇東環(huán)（1981-），女，漢，山東人，大學本科，講師，研究方向：大地測量。