GPS技術在建筑工程測量中的應用分析

摘要：本文主要分析了GPS技術在建筑工程測量中的應用，首先介紹了由空間衛星群和地面監控系統構成的GPS全球定位系統的構成以及利用距離交會法的GPS定位原理，然后詳細闡述了GPS技術在建筑工程中的測量方案設計、外業實施以及測量數據處理等方面的應用，從而為建筑工程的安全施工提供了有利的保障。

關鍵詞：GPS技術；工程測量；距離交會法；測量時段

1.概述

隨著國民經濟的不斷快速發展，國家相關部門對于社會生產生活的基礎工程的建設越來越重視。然而人們對于建筑質量和需求的不斷提升，也使得工程建筑的高度和復雜程度不斷提高，這無形之中增加了建筑工程的工程技術和質量控制的難度，使得常規的對于一般建筑工程檢測和測量的技術方法手段對于現代建筑工程來說已不再適合，所以亟需新的技術方法來完成現代建筑工程的測量工作。基于全球定位系統的GPS技術的出現，結合空天一體化的測量和檢測，大大降低了現代建筑工程測量的強度和難度，使得現代建筑工程測量工作更加自動化和智能化，在溫差、日照、風力等外界環境的影響下依舊能夠完成平面軸線控制、高程傳遞等建筑工程的測量工作。所以對于GPS技術的在建筑工程測量工作中應用和研究和分析對于提升建筑工程施工水平、施工效率以及施工質量來說具有很大的現實意義。

2.GPS技術的定位

2.1.GPS全球定位系統

GPS全球定位系統是由處在外太空的空間衛星群以及地面監控系統構成。其中，處在外太空的空間衛星群主要是均勻分布在六個軌道面上的二十四顆GPS衛星構成的衛星群，每個軌道面之間的平面交角為60°，衛星繞地軌道運行周期為11小時58分，而軌道與地球赤道之間呈55°的傾角，這樣的設計使得地球任意地點地平線以上隨時都可以接收到4到11顆GPS定位衛星的信號，從而保證了GPS定位系統的準確率和覆蓋率。GPS地面控制系統由一個主控站、三個注入站以及五個監測站組成，主控站的主要是向GPS衛星發送控制命令，從而對衛星進行控制和調度，同時主控站根據監控站對GPS衛星的觀測計算等數據對衛星進行參數修正，并將其通過注入站將其注入GPS內部。監測站主要是完成GPS衛星信號的接受，檢測衛星工作狀態等工作，而注入站主要是配合主控站對GPS進行數據注入。將GPS技術應用到建筑工程測量中，主要是通過用戶的GPS接收機、相應的處理軟件或設備等來接收GPS衛星信號，并利用信號進行導航定位、工程測量的工作。

2.2.GPS技術定位原理

GPS全球定位系統主要是采用距離交會法來完成導航定位的，在建筑工程測量中，當使用GPS接收機在某一時刻可以接收到至少3顆GPS衛星發出的信號，而GPS系統就會根據接收信號的衛星測出衛星與GPS接收機之間的距離以及此時GPS衛星的在外太空的三維坐標，根據當前的所有測量值即可通過距離交會法來計算出GPS接收機的三維坐標值。根據GPS技術的測量原理，我們以及將其利用到建筑工程的測量工作中去。相對于常規的工程測量方法來講，GPS測量方便快捷，操作方便，測量站之間無需通視接口完成測量，而測量結果可以在短時間內得到，而且GPS接收機制作已經相當成熟，操作員只需將天線對中整平，打開電源即可完成自動測量。此外，GPS技術應用到在建筑工程測量中，可以提供高精度的三維坐標，同時可以精確地測量觀測站的大地高程，極大地方便了建筑工程中的工程測量工作。

3.GPS技術在建筑工程測量中的應用

利用GPS技術來完成建筑工程的測量工作，主要是通過GPS接收機等設備根據設定好的測量計劃和方案完成外業測量，然后根據所得的測量數據進行相應的計算來獲得工程建筑的相應數據，從而完成測量工作。

3.1.工程測量方案制定

利用GPS技術來進行建筑工程測量的方案設計包括測量精度的制定與設計、測量地點以及測量時段的設計與選擇等工作。工程測量精度的制定要根據建筑工程的需求與標準以及當地實際的情況來制定，然后選擇適當的測區GPS控制網來對工程進行測量。而后設計合理的GPS接收機布局，通過彼此之間的協作來提高接收網的測量效果。工程測量選址工作對于觀測的效果和質量有很大的關系，要選擇避開障礙物視野開闊的場地，同時遠離電磁源以減少電磁干擾，使得測量結果真實有效。測量時間的設計要根據GPS衛星的預報圖以及幾何圖形強度來選擇最佳的測量時段，完成作業調度表，以保證至少有4顆GPS衛星均勻地分布在測量取上方。

3.2.工程測量外業實施

利用GPS技術來完成建筑工程測量的外業實施，要嚴格根據測量方案來實施，在指定的測量地點和測量時段內完成測量工作。建筑工程測量可以采用靜態相對定位法，設定15°的衛星高度角、45分鐘的測量時段、10秒的采樣間隔，同時在一個測量點設置三臺GPS接收機完成對中、整平和定向的工作。在工程測量時，要按照操作手冊規定來完成測量操作，注意個人用品例如手機、步話機的使用，同時要精確控制測站的天線朝向以及相應數據的采集工作，時刻認真監視GPS測量設備的檢測情況，保障好各個測量環節，并適當延長測量時間，重復獲取多個測量值，以保證測量的準確性。

3.3.工程測量數據處理

在利用GPS技術完成外業實施后，測量人員要根據規定嚴格做好數據記錄和備份的工作，以保證測量工作的安全度的準確度。在數據處理之前，要對數據進行預處理，對由于環境因素、人為因素等造成的數據誤差進行處理和核算，以保證觀測數據的質量。對于數據處理，可采用相應的軟件完成，但是要保證輸入數據的質量和精度，以及輸出結果的測量點三維坐標的精度控制。此外，可以提升聯測已知高程點的數量，控制好三維坐標，進而提升測量點的高程測算精度。

結束語：

GPS全球定位系統的迅速發展，為當前的建筑工程測量工作帶來了巨大的變化，極大地降低了工程測量工作的實施的難度，節約了人力、物力、財力以及時間成本。GPS技術在建筑工程測量中的應用，以其先進的觀測技術和自動化、智能化的計算和操作，位測量人員提供了方便，也為建筑工程施工質量提供了安全的保障。

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