建筑工程測量中GPS測繪技術(shù)運用

鞏向金

山東翔云建筑工程有限公司 山東 東營 257237

引言

隨著建筑工程測繪行業(yè)的不斷發(fā)展變化，其測量技術(shù)也隨之發(fā)生了巨大的變革和創(chuàng)新。GPS技術(shù)則是這個時代應(yīng)運而生的新型電子信息化產(chǎn)物，是信息技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的新興技術(shù)手段，能夠在很大程度上解決我國現(xiàn)階段在建筑工程測量工作中許多的缺陷和問題，推動我國工業(yè)化建設(shè)和城市化建設(shè)的科學(xué)發(fā)展。

1 GPS（全球定位系統(tǒng)）

GPS中文翻譯是全球定位系統(tǒng)，其全稱是：“衛(wèi)星授時測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)誕生于1973年，美國國防部耗資近300億美元歷經(jīng)20年才建設(shè)成功，其最初的作用是用作為美國軍事導(dǎo)航與定位服務(wù)。GPS是利用衛(wèi)星發(fā)射的、具有全球性、全天候、高精度且快速實時的單位導(dǎo)航系統(tǒng)，它因具有良好的保密性和抗干擾性而服務(wù)于美國國防系統(tǒng)。繼阿波羅登月計劃之后，現(xiàn)代化的GPS導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)成為美國的又一項重大航天技術(shù)。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展和日漸成熟，GPS不僅可以用于軍事方面的導(dǎo)航定位，在民用領(lǐng)域也取得了較好的效果[1]。

2 GPS測繪技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用

2.1 用于精密型建筑工程測量

在建筑工程項目的建設(shè)過程中，精準的測量工作是施工建設(shè)的有力支撐，只有依據(jù)精準的測量數(shù)據(jù)來進行施工才能夠確保工程的質(zhì)量和安全性。GPS技術(shù)是現(xiàn)代建筑工程施工中一種常用的測量技術(shù)手段，它在工程的勘察、設(shè)計以及驗收等環(huán)節(jié)都發(fā)揮著數(shù)據(jù)支撐的作用。在實際操作的過程中，GPS測量技術(shù)操作比較簡單，尤其是對于大型橋梁、隧道等精密型的建筑工程發(fā)揮著重要的觀測以及提供數(shù)據(jù)支持的作用，同時其形成的數(shù)據(jù)報告也可為后續(xù)的施工建設(shè)提供有效參考[2]。

2.2 用于科學(xué)觀測選址

在工程的觀測作業(yè)中，觀測的結(jié)果與選址和觀測質(zhì)量三者之間的關(guān)系是非常緊密的，只有觀測選址的科學(xué)合理，才能夠確保測量的精度，進而提升GPS測量的最終質(zhì)量。因此，在開展工程測量之前，需要結(jié)合相關(guān)的測量計劃來科學(xué)安排觀測地址。選擇觀測地址時要盡量選擇視野開闊且沒有障礙物的區(qū)域，同時也要做好觀測區(qū)域周邊的勘察工作，避免因原鋰電池造成干擾影響測量，從而影響測量結(jié)果的精準度。

2.3 用于特殊地質(zhì)的布網(wǎng)測量

布網(wǎng)作業(yè)是GPS測繪技術(shù)中的重要內(nèi)容，主要用于對彎曲隧道、濕地工程以及盤山公路等較為復(fù)雜的特殊地形條件而開展的測量工作。由于這些地形地貌的復(fù)雜性較高給測繪工作帶來了一定的難度，嚴重影響測量結(jié)果的精準性，使用傳統(tǒng)的測量技術(shù)會導(dǎo)致較大的測量誤差，精準度失真。因此，使用GPS測繪技術(shù)是最好的選擇，既能保證測量數(shù)據(jù)的精準度，又能夠提升測量工作的安全性。通常情況下，在對彎曲隧道和盤山公路進行測繪時，可以用邊連式和點連式的方法形成觀測三角，在利用三角形穩(wěn)定原理的基礎(chǔ)上來提升測量的精度。在進行布網(wǎng)作業(yè)時，也要將觀測點布置成網(wǎng)狀，然后再對觀測點進行遠程測量，從而得到精確的觀測數(shù)據(jù)，精準定位。

2.4 用于外業(yè)測量和數(shù)據(jù)處理

外業(yè)測量是工程測繪的重點工作內(nèi)容，也是GPS測繪工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，外業(yè)測量的結(jié)果直接影響著整體測量工作的最終質(zhì)量。因此，在進行外業(yè)測量之前需要制定科學(xué)完善的工作計劃，從根本上保證外業(yè)測量的質(zhì)量，并借助計算機和智能軟件對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行精準的計算。根據(jù)觀測地址、角度以及范圍和時間等因素來制定測量計劃，也是確保測量工作順利開展的關(guān)鍵所在。一套科學(xué)完整的外業(yè)測量工作計劃，需要將每一個測量環(huán)節(jié)都考慮在內(nèi)，尤其是要對監(jiān)視監(jiān)測方面的工作要格外注意，科學(xué)規(guī)劃好每個測量環(huán)節(jié)所需要的時間，提前做好測量工作的準備工作，即使遇到問題也能夠及時地進行解決，并做好在GPS測繪過程中的數(shù)據(jù)記錄和存儲備份工作。從整體的角度來看，在工程測量中運用GPS測繪技術(shù)不僅能夠有效縮短測量工作的實際需要時間，同時也能夠減少人力資源上的成本消耗、降低勞動強度。當(dāng)然，從事相關(guān)測量工作的人員也要不斷提升自身的專業(yè)能力，最大程度上避免因人為因素而影響測量結(jié)果的精準度[3]。

3 GPS測繪技術(shù)的具體操作流程

3.1 做好前期準備工作

建筑工程的測量工作也是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，在正式開展之前需要結(jié)合實際情況來做好前期準備工作，在選擇合適的測量區(qū)域之后，結(jié)合GPS測繪技術(shù)做好系統(tǒng)的計劃，才能夠充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，最大程度上保證測量數(shù)據(jù)的精準度。

3.2 確保順利接收衛(wèi)星信號

GPS測繪技術(shù)最具科學(xué)含量的就是采用全球衛(wèi)星精準定位并及時傳輸信號，在地面上安裝的信號接收機，能夠高效接收衛(wèi)星信號，并能夠保證信號傳輸過程中的精準度和及時性。全球衛(wèi)星的定位功能及傳輸速度都決定了其測量技術(shù)的高效和高精準度明顯要優(yōu)于傳統(tǒng)的測量技術(shù)，在條件允許的前提下，相關(guān)的測量部門及測量人員也可以利用各種更加智能化的輔助手段來提高衛(wèi)星數(shù)據(jù)的傳輸效率，進而更好地推進測量工作的有序開展。

3.3 測量數(shù)據(jù)處理

GPS測繪技術(shù)的自動化功能應(yīng)用效果非常好，只要提前設(shè)置好需要采集的相關(guān)數(shù)據(jù)程序，即使不需要人工操作也能夠自動開展觀測工作，這樣不僅有效節(jié)約了人力成本，同時很大程度上縮短了觀測時間，提高了測量工作的整體工作效率。雖然GPS的測量結(jié)果在精準度上相對較高，但是為了避免出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的誤差，也需要在進行觀測點的選擇時進行全面嚴謹?shù)目疾?。此外，在運用GPS進行工程測量的過程中，也需要實時對數(shù)據(jù)進行有效處理，確保在衛(wèi)星信號傳遞的數(shù)據(jù)量達到一定標準時，準確計算出具體的坐標位置。

4 GPS測繪在建筑工程測量中的應(yīng)用對策

4.1 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建三維立體圖像

在進行建筑工程測繪的實際過程中，影響其測量的外界因素也較多往往會直接影響測繪工作的順利開展。GPS測繪可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來構(gòu)建一個三維立體圖像，然后利用仿真技術(shù)來清晰、仔細地檢測每一個細節(jié)來有效解決這些問題和隱患，并對檢測區(qū)域可能發(fā)生安全事故的地方進行標記，然后制定和采取相應(yīng)的對策，既能保證測量數(shù)據(jù)的精準度，又能很好地保證測繪工作的安全性。

4.2 精準監(jiān)測建筑工程的變形數(shù)據(jù)

在建筑工程施工過程中，工程變形的現(xiàn)象時有發(fā)生，一種是人為原因引起的對建筑物造成的破壞變形，一種是由于地殼變動導(dǎo)致的建筑物變形。GPS測繪技術(shù)由于其自身具有比較精準的定位功能，在對建筑工程變形監(jiān)測的工作中發(fā)揮著比較重要的作用。通過GPS的精準定位，可以將建筑物變形的程度精準到1.0ppm，為后續(xù)施工及補救工作提供信息支撐的同時，也有利于后續(xù)施工的順利開展。

4.3 精準計算臨時水準點之間的距離

在傳統(tǒng)測量工作開展的過程中，不難發(fā)現(xiàn)由于其在設(shè)計上缺少嚴謹性和調(diào)查的深入性，而導(dǎo)致實際測量數(shù)據(jù)較大的偏差，造成測量數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)極不相符而對工程施工造成嚴重的影響。利用GPS測繪技術(shù)能夠很好地解決這一問題，該技術(shù)能夠精準地計算出水準點之間的精確距離，尤其是在進行外業(yè)測量，在確保按照相關(guān)制度和標準來開展的基礎(chǔ)上，也要制定好相關(guān)的測量計劃，這樣才能確保測量工作的順利開展。

4.4 GPS的動態(tài)定位和靜態(tài)定位

GPS測繪技術(shù)運用到建筑工程測量的基本原理，將物理與數(shù)學(xué)的幾何基礎(chǔ)理論結(jié)合到一起，并通過衛(wèi)星群實時傳輸信號、通過地面的接收裝置來收集信號而完成的測量工作。從現(xiàn)階段建筑工程測量的要求來看，工作人員需要利用GPS來完成動態(tài)相對定位與靜態(tài)相對定位兩方面的測繪工作。兩種測繪模式比較來說，靜態(tài)相對定位的測繪方法比較簡單，只需要在特定的觀察時間內(nèi)，將地面的接收裝置按照標準進行擺放，但是其測繪獲取的數(shù)據(jù)和圖片需要由工作人員來進行人工的收集。而動態(tài)相對定位的作業(yè)流程就相對比較復(fù)雜，它主要是利用載波相對測量作為測量標準，而其中最關(guān)鍵的一點是觀測地址的選擇，在地面上安裝接收裝置，然后從不同的角度進行全面的動態(tài)觀察來完成測量。

4.5 GPS測繪技術(shù)的路線布網(wǎng)

在運用GPS進行建筑工程測繪時需要進行全面布網(wǎng)，布網(wǎng)路線需要完全按照需要測量的路線來進行。特別需要注意的是，在實際的測繪工作中，技術(shù)人員要依據(jù)布網(wǎng)的不同區(qū)域?qū)π畔⑦M行差異化的調(diào)整，確保實際測量信息的準確性，保證建筑工程測繪工作的質(zhì)量。

5 GPS測繪技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化措施

5.1 技術(shù)層面的優(yōu)化措施

在建筑工程中運用GPS測繪技術(shù)進行工程測量時，為了確保測量結(jié)果的準確性，必須要減少外部環(huán)境對GPS信號的干擾，想要做好這方面的優(yōu)化主要是做好外部障礙物的清除和提高GPS技術(shù)抗干擾能力兩項內(nèi)容。此外，在條件允許的情況下，要盡量清除遮擋物的影響，對于無法清除或者移走的則需要通過增加基準點和細化測量分段等方式來實現(xiàn)精準測量，確保最終測量結(jié)果的質(zhì)量。

5.2 操作技能方面的優(yōu)化措施

GPS測繪技術(shù)對測繪人員的專業(yè)技術(shù)能力要求比較高，提升技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平能夠在很大程度上減少或者避免人為因素對測量精準度的影響。另外，在管理方面也需要加強對GPS技術(shù)應(yīng)用的標準和規(guī)范要求，結(jié)合技術(shù)應(yīng)用的特定條件和現(xiàn)場的實際情況，制定科學(xué)、全面、完善、細致的測量計劃，確保測量活動是按照測量目標來規(guī)范開展的。同時，在進行管理的過程中，也需要建立完善的技術(shù)培訓(xùn)和獎懲制度，以此來鞭策和提高工作人員的積極性和主動性，推動測量工作更好地開展。

6 建筑工程應(yīng)用GPS技術(shù)進行測繪的注意事項

GPS技術(shù)在測繪的過程中比較容易受外界因素的影響，導(dǎo)致在觀測的過程中出現(xiàn)短時間信號不穩(wěn)定的現(xiàn)象，或者在某些區(qū)域內(nèi)測量精度不高等的問題，產(chǎn)生這些問題的原因比較多，可能是由于施工條件復(fù)雜對GPS信號產(chǎn)生干擾導(dǎo)致的，也有可能是GPS所能觀測到的衛(wèi)星數(shù)量減少導(dǎo)致的，總之都會降低GPS的定位精度。為了避免這類問題的發(fā)生，要盡量選擇地勢開闊、樹木遮擋少且地勢較高的控制點，以減少自然環(huán)境對衛(wèi)星信號的干擾；另一方面，也要注意對觀測時間段的選擇，盡量選擇能夠搜得到衛(wèi)星數(shù)量多且穩(wěn)定的時間段，并要仔細核對該時間段內(nèi)可用的衛(wèi)星數(shù)量，以保證后續(xù)測量時的衛(wèi)星數(shù)量與該時段保持一致，以確保不同測量時段觀測結(jié)果的高度精準。

7 結(jié)束語

綜上所述，GPS測繪技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程的測量作業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，除了GPS技術(shù)本身具備的技術(shù)優(yōu)勢之外，也可以將其與測繪工程的其他優(yōu)勢進行有效融合，最大限度地發(fā)揮GPS測繪技術(shù)的測量作用，提高測量結(jié)果的精準度和整體質(zhì)量，確保其的真實性和實用性。另外，測量相關(guān)的工作人員也需要深入了解和掌握GPS技術(shù)相關(guān)的專業(yè)知識，不斷挖掘GPS技術(shù)應(yīng)用的新途徑和新方法，突破現(xiàn)有技術(shù)的限制和瓶頸，最大限度地發(fā)揮GPS測繪技術(shù)的作用，不斷提高建筑工程的建設(shè)水平，促進相關(guān)行業(yè)的整體發(fā)展。