GPS 技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用探索

楊龍

摘 要：近些年，先進(jìn)科技不斷涌現(xiàn)并在各行各業(yè)充分發(fā)揮了優(yōu)勢和作用，也因此帶動了不少產(chǎn)業(yè)和行業(yè)升級與發(fā)展，就建筑領(lǐng)域而言，科學(xué)技術(shù)的介入讓各個(gè)環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量明顯提升，如GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用，節(jié)約測繪成本之余，也較大程度保障了測繪質(zhì)量，讓測繪精準(zhǔn)度達(dá)到了前所未有的高度，所以需要在新時(shí)期加大對GPS技術(shù)的重視。著重探究GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用策略，為相關(guān)行業(yè)帶去一些思路和參考。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);建筑;測繪領(lǐng)域;應(yīng)用探索

中圖分類號：P228.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0092-03

0 引言

測繪工作一直是建筑業(yè)中的重要組成部分，對建筑規(guī)劃、建筑行業(yè)健康長遠(yuǎn)發(fā)展有直接影響，為此，提高測繪工作質(zhì)量、提高測繪水平是建筑行業(yè)中不變的使命和主題。可以肯定的是，隨著GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域的廣泛、頻繁使用，建筑測繪質(zhì)量有明顯提升，且攻克了過去人力測繪的不足和難題，有效推動了建筑工程項(xiàng)目高效落實(shí)，也由此奠定了本次研究的重要意義。

1 建筑測繪的主要內(nèi)容

測繪是測量和繪圖的統(tǒng)稱，建筑測繪便是在建筑領(lǐng)域，通過合理、有效的測繪手段反映建筑本身及周邊地貌環(huán)境的圖形特征和位置信息，以供建筑單位日后決策、規(guī)劃和施工提供可靠依據(jù)。

建筑測繪的主要內(nèi)容可劃分為兩個(gè)部分。一方面，對已經(jīng)完成的建筑項(xiàng)目而言，通過科學(xué)的測繪方法將地底路線的所有特征反映出來，以直觀的形式了解建筑底層基本情況，將一系列狀況繪制成圖紙，便于技術(shù)人員了解，如此便可輕松掌握建筑周圍環(huán)境和地貌，便于日后對有限區(qū)域做規(guī)劃和調(diào)整;另一方面，對于尚未開發(fā)的建筑工程，主要通過科學(xué)手段合理探查地下線路特征，操作較為便捷，會及時(shí)得出測繪數(shù)據(jù)。不管以上哪一類工作內(nèi)容，所涉及的測繪工作都不能脫離技術(shù)的支持和輔助，只單純依賴人力進(jìn)行測繪，有較大的局限性。為此，技術(shù)研發(fā)和技術(shù)使用一直是建筑行業(yè)中的重要內(nèi)容[1]。

有關(guān)于建筑測繪的主要工作內(nèi)容，可歸納出基礎(chǔ)的五點(diǎn)：①接手項(xiàng)目，依據(jù)相關(guān)規(guī)定、要求、標(biāo)準(zhǔn)，完成項(xiàng)目測量的管理工作;②編制工程項(xiàng)目施工測量方案;③做好施工現(xiàn)場的日常測量管理工作，做好交接裝、控制樁、控制網(wǎng)等工作;④相關(guān)儀器、設(shè)備的保養(yǎng)和維修工作;⑤及時(shí)完成項(xiàng)目安排及其他工作。

2 GPS概述

2.1 GPS技術(shù)的構(gòu)成和原理

GPS是一種定位技術(shù)，通常指代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由接收裝置、地面監(jiān)控設(shè)備和空間衛(wèi)星群三個(gè)部分共同構(gòu)成。在三個(gè)重要組成部分中，也包括許多種設(shè)施，它們分別對應(yīng)電源、主機(jī)等;監(jiān)控站和主控站、注入站;備用衛(wèi)星和運(yùn)行衛(wèi)星。需要知道的是，信號接收設(shè)備可有效反饋測繪精準(zhǔn)度，在日常工作中給予了較大支持，當(dāng)前受到主流推崇的是氣象儀和接收機(jī)。GPS應(yīng)用過程中，信號接收設(shè)備主要接收數(shù)據(jù)資源，接收完畢后及時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主要采用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速及準(zhǔn)確處理，通過計(jì)算得出最終的測繪結(jié)果。

GPS技術(shù)運(yùn)作歷經(jīng)一套完整流程，當(dāng)衛(wèi)星設(shè)備發(fā)出GPS信號后，這段信號就可被地面信號裝置接收，可通過分析信號明確信號發(fā)出位置、信號發(fā)出裝置，如此便可以獲取真實(shí)、可靠測繪數(shù)據(jù)。另外，獲取數(shù)據(jù)資源后，第一時(shí)間采用專業(yè)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，減少相應(yīng)成本、提高工作效率。

2.2 GPS技術(shù)優(yōu)勢

GPS近些年發(fā)展愈加成熟，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用并獲得較高認(rèn)可和歡迎，而GPS的應(yīng)用優(yōu)勢也得到充分顯現(xiàn)。GPS相比于其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)，更具競爭性和獨(dú)特性，詳見表1。

具體而言，GPS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢可歸納為以下幾點(diǎn)：

準(zhǔn)確度高：在大量實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)GPS定位相比于傳統(tǒng)定位技術(shù)，優(yōu)勢更為明顯，一來在定位模式測繪作業(yè)中，依托GPS技術(shù)得到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度更高，明顯好于其他技術(shù)和設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，在基線100～500 km范圍，其功效也不會遜色，大致在6～10或是7這個(gè)范圍，如果有其他技術(shù)和設(shè)備支持，精準(zhǔn)度還會攀升新高峰。二是科學(xué)運(yùn)用GPS技術(shù)，可以最大可能的降低測繪誤差，從而滿足了建筑測繪行業(yè)中的諸多嚴(yán)苛要求。除了滿足定位對精度的要求外，還可以在測速和測時(shí)中彰顯出這一優(yōu)勢，有關(guān)GPS定位中的優(yōu)勢，詳見表2。

操作簡單便捷：在先進(jìn)科技不斷涌現(xiàn)、先進(jìn)技術(shù)不斷交織融合進(jìn)程中，GPS技術(shù)不斷突破固有瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)華麗變身，其智能性、先進(jìn)性愈發(fā)顯著。因此，對于操作GPS的技術(shù)人員沒有設(shè)置太高的門檻，即使如此，建筑測繪工作也會順利、高效展開，一定程度上體現(xiàn)了GPS的應(yīng)用優(yōu)勢。與此同時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需要事先了解GPS應(yīng)用流程、應(yīng)用規(guī)范，當(dāng)然，這些內(nèi)容理解起來難度系數(shù)不大，如基本的連線方式、儀器設(shè)備使用步驟等。另外，GPS儀器可對衛(wèi)星進(jìn)行自動定位，可實(shí)現(xiàn)全天24 h跟蹤觀察，可隨時(shí)記錄下所需要的內(nèi)容。整個(gè)過程，更多的是需要相關(guān)人員做好儀器設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作并保障儀器設(shè)備正常運(yùn)行即可，由此避免了更多人力因素導(dǎo)致的誤差產(chǎn)生[2]。

有較強(qiáng)適應(yīng)力：在建筑測繪工作中，GPS對于周圍環(huán)境的要求相對較低，也就是說，GPS可以更好地適應(yīng)復(fù)雜、惡劣的外部環(huán)境，不會受到氣候、地形等諸多外部因素影響，也就意味著收獲的測繪數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度較高，測繪定點(diǎn)也會變得更為便利，較好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)儀器定點(diǎn)上的局限。

3 GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用策略

GPS全球定位系統(tǒng)于20世紀(jì)進(jìn)入我國，發(fā)展至今已有幾十年歷史，在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用體現(xiàn)出了其在空間、時(shí)間、獲取地理位置等方面上的優(yōu)勢，可針對具體事件項(xiàng)目作出有效操作，為此，建筑測繪工作中，GPS技術(shù)發(fā)揮了不可小覷的作用，直接影響了測繪精準(zhǔn)度，將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用成為重要內(nèi)容。

3.1 GPS技術(shù)控制測繪點(diǎn)的選擇

在建筑工程測繪初期，要重點(diǎn)增強(qiáng)測繪點(diǎn)選擇強(qiáng)度，旨在規(guī)避掉GPS自身的一些風(fēng)險(xiǎn)與隱患，只有做到萬無一失，才可以高效、精準(zhǔn)完成前期階段的各項(xiàng)任務(wù)。

一方面，結(jié)合建筑工程測繪環(huán)境安置接收信號設(shè)備和操作設(shè)備，要確保設(shè)備觀測的視野開闊，就現(xiàn)場存有的雜物，保持有的高度角不能超過15°;另一方面，要及時(shí)清理現(xiàn)場的功率干擾設(shè)備，可遠(yuǎn)離電視臺等，最低保持200 m的距離，即使是高壓線，也要盡可能遠(yuǎn)離，建議保持的距離超過50 m。再者，要對測繪點(diǎn)周圍環(huán)境進(jìn)行排查，找到最合宜的測繪點(diǎn)，避免建筑物、存有信號物件造成不必要擾亂。同時(shí)，要確保周圍交通便利、通暢，就可具備開展聯(lián)合作業(yè)的得天獨(dú)厚條件，與其他測繪技術(shù)聯(lián)合便會輕而易舉、水到渠成。另外，地面穩(wěn)定性非常關(guān)鍵，穩(wěn)定性越突出，越有利于長期保存標(biāo)石。在場人員也要謹(jǐn)記一點(diǎn)，存在的控制點(diǎn)要高效應(yīng)用，更要竭盡所能讓測站與周圍環(huán)境相一致，便于工作高水準(zhǔn)開展。

3.2 GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)和誤差控制

就掌握的情況來看，GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)繁瑣且艱巨的任務(wù)，在完成期間會受到各種因素影響，需要在了解現(xiàn)場狀況基礎(chǔ)上做針對性設(shè)計(jì)，才可避免出現(xiàn)疏漏和失誤，也才可以被客戶接受與認(rèn)可。若要確保該項(xiàng)任務(wù)順利完成，則要綜合分析與考量圖形設(shè)計(jì)所牽涉的各種因素，力求排除各項(xiàng)干擾，保證信號接收、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。另外，要結(jié)合GPS網(wǎng)結(jié)構(gòu)，評測其在觀測站對衛(wèi)星觀測時(shí)間和次數(shù)中的能力和價(jià)值，只有要求全部達(dá)到，才可以滿足用戶各項(xiàng)需求。

在建筑測繪工作過程中，鑒于內(nèi)容和環(huán)境的復(fù)雜特性，需要排除較多影響數(shù)據(jù)誤差問題產(chǎn)生的各項(xiàng)因素，更要有意識的提升GPS技術(shù)應(yīng)用水平，確保技術(shù)價(jià)值得以發(fā)揮，要有意識采用各種手段消除隱患。具體來說，隱患往往集中在位置測定和信號測定等方面，要重點(diǎn)關(guān)注，所以需要在這些環(huán)節(jié)中花費(fèi)更多精力和心力，建議相關(guān)人員認(rèn)真對待工作期間出現(xiàn)的各種細(xì)小誤差，切不可因?yàn)榇中?、大意?dǎo)致測繪精準(zhǔn)度降低。

3.3 做好數(shù)據(jù)的記錄和處理

在建筑測繪工作中，要尤為關(guān)注測繪狀況的記錄，將確保記錄清晰、詳細(xì)、全面和完整，著重記錄數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。測繪過程中，GPS測量作業(yè)成果分為三種，即觀測數(shù)據(jù)、測量手薄和其他記錄。其中的觀測記錄，涉及原始觀測數(shù)據(jù)、測站等。測繪初期，要遵循必要規(guī)范做好記錄工作，如嚴(yán)謹(jǐn)填寫相關(guān)內(nèi)容、詳實(shí)記錄觀測數(shù)據(jù)等。測量手薄過程中，主要采用鉛筆這種工具完成記錄工作，無特殊情況，不可涂抹和修改，要保持記錄表干凈、整潔。外業(yè)觀測作業(yè)中，電子手薄儲存的數(shù)據(jù)和接收機(jī)內(nèi)存儲介質(zhì)中的數(shù)據(jù)，要及時(shí)進(jìn)行復(fù)制，預(yù)防數(shù)據(jù)的丟失風(fēng)險(xiǎn)、泄露風(fēng)險(xiǎn)和破壞風(fēng)險(xiǎn)。

將數(shù)據(jù)記錄完畢后，需要進(jìn)一步檢查數(shù)據(jù)真實(shí)性、完整度，保證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符合相關(guān)規(guī)定。對C、D、E網(wǎng)基線，要采用合適的軟件去處理。同時(shí)，重點(diǎn)抓取RTK數(shù)據(jù)處理工作，確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。在下載RTK數(shù)據(jù)過程中，通常會采用隨機(jī)接收機(jī)配置的商用軟件，數(shù)據(jù)信息的下載，盡可能保障數(shù)據(jù)信息全面，不可丟失三維坐標(biāo)、點(diǎn)名等信息，當(dāng)然，要參考具體標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，考量軟件工程基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況去分析數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到具體要求，則可將后續(xù)工作提上日程。

3.4 對建筑變形進(jìn)行監(jiān)測

在建筑測繪工作中，通常在變形監(jiān)測中采用兩類方法，分別是靜態(tài)變形監(jiān)測和動態(tài)變形監(jiān)測。對GPS技術(shù)有較強(qiáng)依賴性，掌握建筑工程基本狀況后，第一時(shí)間建構(gòu)變形監(jiān)測，進(jìn)一步觀測變形觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)。實(shí)踐表明，在GPS技術(shù)加持下，測繪精準(zhǔn)度往往更高、也更令人滿意，因?yàn)闇y繪水準(zhǔn)往往不會受到較多因素干擾，從而為測繪工作的高效開展提供了萬全保障[3]。

動荷載等動態(tài)變形監(jiān)測中，可添加GPS接收機(jī)輔助，配合監(jiān)測環(huán)境合理放置在合適的變形體外位置，要確保放置的地點(diǎn)有充足穩(wěn)定性，確保運(yùn)行穩(wěn)定、安全、高效。其余GPS接機(jī)天線，主要放在變形點(diǎn)上，讓其充當(dāng)流動站，從而連續(xù)性開展觀測工作。對于以上操作，也可體現(xiàn)出工作的較強(qiáng)實(shí)時(shí)性，從而達(dá)成測繪自動化目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，近些年我國建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展，帶動了我國經(jīng)濟(jì)的大幅度提升，也因此使得建筑測繪的要求不斷提升，對于科學(xué)技術(shù)的依賴性也正在逐步增強(qiáng)，尤其是GPS技術(shù)，而將GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中合理、科學(xué)應(yīng)用則成為重中之重，這是提升建筑測繪精準(zhǔn)度、測繪整體水準(zhǔn)的關(guān)鍵所在，這也成為本次研究被引申出來的宏觀背景，希望研究中所得出的觀點(diǎn)和結(jié)論，可以對相關(guān)建筑企業(yè)有一定啟發(fā)，如此一來，研究便是有意義的、有價(jià)值的。

參考文獻(xiàn)

[1] 歐美極.建筑測繪領(lǐng)域中GPS技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國住宅設(shè)施，2022（1）：137-139.

[2] 林艷平.淺談GPS技術(shù)在建筑測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016（47）：206-207.

[3] 郎永剛，鄭奇志.淺談GPS在錦州城市控制網(wǎng)測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2012（4）：88-89+96.