淺談GPS技術在建筑測量中的運用

辛立國

【摘要】GPS技術在建筑工程測量中，相比于人工測量，有著測量精度高，測量效率高，測量誤差小，測量速度快等許多優點。同時，面對現在不斷提高的建筑規模和精度的要求，人工測量越來越難以滿足需求。GPS技術可以在保證相當高的精度前提下，縮短大量測量時間，并降低部分成本。本文意在對GPS技術在建筑測量中的運用，進行分析和解讀。

【關鍵詞】GPS技術、建筑測量、定位技術、施工測量

建筑所在地的實地地形測量和繪圖室建筑測量的兩大主體部分。建筑測量對施工起到很重要的鋪墊和指導作用，是設計單位和施工企業對于即將完成的設計和建造任務的主要信息來源。但是過去一直秉持的人工測量技術，不但消耗大量的人力物力，并且測量的精度達不到保證。這些對于后期的施工過程和工程的質量都造成了消極的影響。這時候，GPS技術走進我們的視野。

1.人工測量的技術的落后性

人工測量固有其便利性和普遍性，但是人工測量背后存在著巨大的技術隱憂，人工測量具有和明顯的技術落后性，主要表現在一下幾點：

1.1沒有測量的責任意識

測量的重要性在整個工程的建設過程中，總是被弱化。多數施工人員把目光放在監管工程的質量和對于工程造價的控制上，沒有意識到工程測量的重要性。測量的工作人員受到這種不正確思想的指導，對于測量工作不重視，造成了一定的測量工作不認真，測量方案不合理的問題，這都會對后期的施工造成不利影響。缺乏責任意識，是人工測量的弊端之一。

1.2沒有精確先進的測量設備

在人工測量技術里，測量設備起到的作用十分巨大。但是限于人工的一些因素，人工測量技術中，可以應用的測量儀器十分有限，并且這些機械還存在著測量標準較為粗放等一些缺陷。再加上測量人員的素質參差不齊，標準不一，這都對測量的結果有著很明顯的影響。這樣的測量顯然很難滿足現在對于工程建設和工程質量的要求。

1.3沒有嚴格的測量精度標準

人工需要比較嚴格的測量標準，測量技術的先進與否與標準和精度休戚相關。測量標準的制定受制于人員的因素，人員對精度的考慮要細致。一個嚴格的的測量精度標準對于測量結果是至關重要的。

1.4人工測量難度很大

建筑測量的主要工作是對建筑地即工程現在進行地形的實地測量，對建筑的外形進行一定程度的評估?；谌斯y量的這種特性，建筑面積和規模較小的，人工測量技術還能達到一定的標準，但是對于大工程量，和施工地形地況較為復雜的情況來說，人工測量的局限性就很大了。因為場地的不確定因素較多，所以人工測量的偏差較大。

2.GPS技術的原理和特點

2.1 GPS技術的原理

GPS，即全球定位系統，目前已經廣泛應用于移動設備上，在救援、地圖等方面產生了及其積極的作用。它由美國在在19世紀70年代研發，前期主要應用于軍事領域，后來逐漸用于民用，并被積極接納。在地面的基站中安裝GPS數據接收機，數據連接至太空中的GPS衛星，衛星對基站中的儀器進行不斷的觀測，再通過無線的通訊設備將數據實時傳遞到用戶流動站，由流動站進行數據的采集分析，通過相定位，顯示流動的坐標和要求的精度。

2.2建筑測量方向GPS技術的特點分析

對于常規測量來說，GPS測量的精度較高，GPS在50km的基線上，定位精度達到十的負六次方級精度。測站定位之間不需要通視，因為GPS機理是通過基站衛星流動站交流，所以測點更加靈活，無需局限于地形條件。GPS觀測時間短，反應快，相比人工測量，速度大大提高，動態定位只需要幾秒。儀器操作相對簡單，GPS隨著技術發展，自動化程度日趨升高，日趨智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高度、設定好參數即可測量，最大程度減少人為誤差，隨后就是觀測記錄，解放人力。GPS最大的特點就是可以確定三維坐標，這相比人工測量是一個巨大的飛躍，給下面的設計建造的提供的便利性不容估量。

2.3 GPS技術在建筑測量上主要觀測方法

GPS變形監測法，此技術利用水準測量法，對地基的沉降進行監測，三角測量法是此方法中重要的一種測算方法。變形監測法主要應用于高層樓房，水庫大壩等特殊建筑物的地基位移、沉降、整體傾斜的監測方面。方法如下，以高層建筑為例，要測量地基的沉降、變形，首先于建筑較遠位置設置幾個基準點，基準點要全面并避免一定干擾，同時在待測的變形區域設置監測點，各個點上安裝GPS信號發送和接收裝置，選擇一種方法傳輸數據，把監測到的數據收集到運算處理中心，在運算處理中心進行數據的處理和計算，從而實現建筑地基變形的監測。這種監測方法適用于監測建筑較為突出，周圍環境較為復雜，此法對監測技術要求較高。

載波相位差分法，測量人員吧帶狀的地形圖上的路線擬定好，將線路的中心標注出來，用GPS限時定位的方法，只要將道路的文件坐標數據接收到控制中心內，系統就可以進行自動計算，顯示出實際點位的流動站的差值。這種測量方法有基站和移動站組成，測量移動站和基站的載波相半輸送信息到控制中心，再由差分信息求解坐標。以上是GPS計算的主要觀測方法。

3.觀測點選擇的技巧和注意事項

GPS觀測點之間無需通視，所以選擇很靈活，但是在滿足各類測量要求的前提下，我們還要注意以下幾點選取原則：

3.1抗干擾原則

GPS采用無線通訊技術，所以應該盡量避免磁場的干擾，應盡量避開高壓線和無線發射塔。

3.2繞開水域

水域易引發路徑效應，所以選擇觀測點時，要避開大面積的水域，否則對測量的精度有一定的影響。

3.3地勢盡量高

地勢影響著信號接收強度，越高的地方信號強度一般越好，所以盡量選取較高的地勢，這對信號的接收傳輸有利。

3.4測點穩定

測點的選取我們一般遵循的盡量長期利用的原則，所以選取一個穩定的地區作為測點的選取地很有優勢。這樣的測點保存時間長，不用長期更換，便利性增強。

3.5測點附近交通便利

測量點盡量選擇交通便利的地方，這有助于各個測點之間進行有效的交流，相互之間形成網絡對于測量有利。

3.6測點明顯

測點應該很明顯區分于周圍的環境，以便于下次的識別和記錄。測點一個基本原則就不能妨礙建筑的施工，且不能輕易被破壞，這樣在建筑施工工程中，依然可以用測點監控測算。

4.總結

GPS技術在建筑測量領域的應用是一個技術層面的革命，GPS測量技術不但能測量帶來便利，其較高的精度和靈活性也給測量效果上帶來的很大的進步。隨著科學技術的進步，GPS技術也許會成為以后建筑測量的主流技術，我們共同期待科學的腳步臨近建筑測量行業。

【參考文獻】

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[2] 趙卓輝，王海濤，楊耀等.GPS定位測量技術在房屋建筑工程中的應用[J].建筑技術，2014，45（5）：