GPS 技術(shù)在建筑測(cè)量中的應(yīng)用分析

摘要：在建筑工程中，需要準(zhǔn)確測(cè)量相互部分之間的距離、角度等指標(biāo)，手工測(cè)量不僅速度慢，而且準(zhǔn)確度難以保證，近些年來(lái)隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)逐漸應(yīng)用到了建筑測(cè)量中，不僅保證了建筑工程的要求，而且促進(jìn)了建筑技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)省了大量的人力物力。本文就GPS 技術(shù)在建筑測(cè)量中的具體應(yīng)用進(jìn)行兩份分析，以期為實(shí)際的建筑工作提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS；建筑測(cè)量；應(yīng)用；分析

引言

建筑測(cè)量工作在建筑工程中尤為重要，只有前期的測(cè)量工作到位了，才能準(zhǔn)確按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)樣本建造，一般情況下，需要首先進(jìn)行實(shí)地地形測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量到的資料數(shù)據(jù)按照一定的壓縮比例進(jìn)行繪圖，可以說(shuō)建筑工作在很大程度上依賴于建筑測(cè)量。近些年來(lái)隨著科技的發(fā)展，GPS技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了建筑測(cè)量中，它克服了人工測(cè)量的大部分缺點(diǎn)，諸如耗時(shí)長(zhǎng)、不準(zhǔn)確、失誤多等，使得施工質(zhì)量和進(jìn)度大大提高，其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)在建筑測(cè)量領(lǐng)域得到了充分的發(fā)揮。

1.GPS的特點(diǎn)

由于天氣、地形原因的影響，建筑測(cè)量工作很難實(shí)現(xiàn)全天候、全方位，不能將各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間緊密聯(lián)系起來(lái)。GPS技術(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了這些難題，為建筑測(cè)量打開(kāi)了另一扇大門，經(jīng)筆者查閱資料及實(shí)地體驗(yàn)，對(duì)GPS技術(shù)的一些特點(diǎn)陳述如下：

1.1精確性

GPS技術(shù)是通過(guò)地球表面的衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行地面各點(diǎn)和檢測(cè)系統(tǒng)之間的信息交流的，衛(wèi)星能夠運(yùn)用對(duì)星歷的計(jì)算和對(duì)相位中心的校準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行地表的自動(dòng)校準(zhǔn)。它運(yùn)用距離交會(huì)法對(duì)接收到的某一位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，也就是對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出比較可靠的數(shù)據(jù)。因此，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性是毋庸置疑的，在如今的信息化社會(huì)中，手機(jī)地圖已經(jīng)進(jìn)入了大部分人的生活，不僅精確到了每一條街道，甚至對(duì)街道上的障礙物也能準(zhǔn)確觀測(cè)其體積大小，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的準(zhǔn)確性可見(jiàn)一斑[1]。

1.2簡(jiǎn)便性

雖然GPS技術(shù)是高科技，然而普通人用起來(lái)卻不費(fèi)很大勁，因?yàn)槲覀冎恍枰獙?duì)其結(jié)果進(jìn)行掌握，而不需要與科研人員一樣對(duì)其工作過(guò)程探究明白，因此，一整套的GPS系統(tǒng)設(shè)有地面監(jiān)管系統(tǒng)，能夠傳達(dá)命令并接收數(shù)據(jù)[2]。它高度的自動(dòng)化水平使得操作人員不需費(fèi)勁，只要根據(jù)說(shuō)明書的規(guī)范合理安放好相應(yīng)的設(shè)備，并根據(jù)接收數(shù)據(jù)的具體情況進(jìn)行調(diào)整，那么，普通人也能夠完成建筑工程的測(cè)量工作，其難易度就跟有些農(nóng)村地區(qū)用的電視接收器一樣，只要根據(jù)電視屏幕上信號(hào)的有無(wú)及質(zhì)量好壞進(jìn)行接收器的角度位置調(diào)整，即可完成工作。

1.3即時(shí)性

GPS技術(shù)測(cè)量所需要的時(shí)間很短，它能夠囊括的范圍很廣，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，相比人工跋山涉水進(jìn)行各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)之間的挨個(gè)測(cè)量，GPS技術(shù)顯然更節(jié)省人力物力。一般情況下，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)比人工測(cè)量的時(shí)間短了一半以上，一個(gè)一般規(guī)模的工程測(cè)量工作，只需要幾十分鐘就可以完成。這極大節(jié)約了工程的前期成本，也避免了誤工。

1.4全方位性

GPS技術(shù)不受天氣、地形等客觀條件的限制，無(wú)論是下雨天還是下雪天，只要工程進(jìn)度需要，隨時(shí)都可以進(jìn)行測(cè)量。而且相比人工測(cè)量，GPS技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)工程作全方位的把握，不至于顧此失彼，加上現(xiàn)在GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)取得了較大的技術(shù)突破，可以說(shuō)給工程測(cè)量工作帶來(lái)了革命性的進(jìn)展。

1.5GPS技術(shù)的缺點(diǎn)

GPS技術(shù)固然有很多優(yōu)點(diǎn)，然而它并非完美，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)可能由于高山高樓的阻擋，GPS信號(hào)不能達(dá)到，造成了測(cè)量中的空白，一些關(guān)鍵地方的測(cè)量可能會(huì)被忽略[3]。另外，GPS技術(shù)還沒(méi)有做到普遍性的應(yīng)用，其代價(jià)昂貴，成本投入大，一些工程項(xiàng)目用它可能會(huì)得不償失。

2.GPS技術(shù)的原理

GPS全稱是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是美國(guó)在上世界七十年代為了國(guó)防軍事的需要而專門投入大量資金研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它主要由地面接收站、衛(wèi)星以及客戶端組成，用戶手中的客戶端是用來(lái)接收最終數(shù)據(jù)的，也就是最終結(jié)果。而衛(wèi)星則是對(duì)地面進(jìn)行偵測(cè)，負(fù)責(zé)將所收集到的資料傳回地面接收站，地面接收站對(duì)衛(wèi)星傳回的資料進(jìn)行分析，將最終的結(jié)果傳給用戶。太空中高速運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星能夠?qū)Φ孛嫔系馁Y料進(jìn)行準(zhǔn)確而全面的偵測(cè)，得出準(zhǔn)確的用戶需要的資料。

3.GPS技術(shù)的應(yīng)用步驟

3.1制定方案

在進(jìn)行測(cè)量前，需要制定詳盡的方案，確定工程所要求的精度和地點(diǎn)，對(duì)整個(gè)方案涉及到的各種因素進(jìn)行統(tǒng)一的組織規(guī)劃，然后選擇相應(yīng)的GPS控制網(wǎng)完成測(cè)量。還有，GPS接收機(jī)的布置也是要進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因?yàn)樗鷾y(cè)量結(jié)果的精確性有很大影響，首先遠(yuǎn)離電磁源，選擇寬闊場(chǎng)地，避開(kāi)高山、巨大建筑物的遮擋。一定要用到其預(yù)報(bào)圖進(jìn)行測(cè)量時(shí)間段的合理選擇，保證測(cè)量時(shí)有足夠的衛(wèi)星分布上空。

3.2選擇測(cè)量點(diǎn)

GPS技術(shù)中，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)不用進(jìn)行相互的通視，這也說(shuō)明它的測(cè)量結(jié)構(gòu)很活泛，不用遵循人工測(cè)量那樣的嚴(yán)格的步驟。但是在選擇測(cè)量點(diǎn)的時(shí)候，還是有一些問(wèn)題需要注意，除了需要達(dá)到一般要求之外，以下兩條原則也是必須的：一是水面的路徑效應(yīng)，為了避免，最好不要選擇水域大量存在的地方，以防止測(cè)量精度受到路徑效應(yīng)的影響。二是電磁波，要知道GPS技術(shù)運(yùn)用的是無(wú)線電通訊的技術(shù)，無(wú)線電波對(duì)它的影響是巨大的，因此，首先要提高GPS技術(shù)發(fā)射無(wú)線電的功率，以抵抗其他電磁波，然后要注意與其他無(wú)線電波發(fā)射點(diǎn)之間的距離，最好不要挨著太近。

3.3測(cè)量方法

有三種測(cè)量方法可供選擇[4]：載波相位差分法，碎部放樣法，變形監(jiān)測(cè)法。下面對(duì)這三種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的敘述。載波相位差分法一般依賴于基準(zhǔn)站與移動(dòng)站，將接收到的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模畔⑻幚碇行膶?duì)資料進(jìn)行處理，則用戶可以得到具體的測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；碎部放樣法在差分網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作，將基準(zhǔn)站連接起來(lái)組成了基準(zhǔn)網(wǎng)，從而提供信息；變心監(jiān)測(cè)法利用的是水準(zhǔn)測(cè)量法，可以用來(lái)監(jiān)測(cè)地基沉降的位移及其傾斜度，這種方法主要應(yīng)用于高樓、大壩等特殊建筑的測(cè)量。

3.4數(shù)據(jù)的采集

等數(shù)據(jù)測(cè)量工作完成后，我們還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及備份，不但保證了測(cè)量結(jié)果的精確性，而且不容易造成數(shù)據(jù)的丟失。測(cè)量的數(shù)據(jù)可能存在人工操作等因素造成的誤差，必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)此進(jìn)行處理，但不能依賴計(jì)算機(jī)軟件，數(shù)據(jù)的質(zhì)量必須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)嚴(yán)格把關(guān)。

4.GPS技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)建議

GPS可以為工程測(cè)量提供精準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)，可以為建筑的測(cè)量提供選址參考，也可以為建筑的施工提供科學(xué)的指導(dǎo)，在數(shù)據(jù)的處理中，可以為其提供相應(yīng)的方法。但是不能以為應(yīng)用了此技術(shù)就可以一勞永逸，人工檢驗(yàn)的作用不能被忽視，雖然它具有智能化的水平，能夠獨(dú)立自主完成數(shù)據(jù)的測(cè)量及處理等全套工作，然而畢竟是程序化的，在一些問(wèn)題上可能還是會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而工程建設(shè)工作不能出現(xiàn)一點(diǎn)兒差錯(cuò)，因此人工的校檢工作也是很重要的。另外，GPS的應(yīng)用一定要具有靈活性，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)條件的不同對(duì)工作環(huán)境、儀器種類做出選擇，為提高工程測(cè)量水平提供保障。

5.小結(jié)

GPS技術(shù)對(duì)當(dāng)今建筑工程的作用是顯而易見(jiàn)的，當(dāng)今社會(huì)高速發(fā)展，城市建設(shè)步伐加快，城市化的浪潮中，不但要加快建筑物的建設(shè)，而且要保障其質(zhì)量。在這樣的條件下，GPS的應(yīng)用能夠接生人力物力，在短時(shí)間內(nèi)可以完成人工工作量的好幾倍，而且質(zhì)量也有所保障。因此，在以后的建筑工程中，應(yīng)該退關(guān)引用GPS技術(shù)，進(jìn)一步在實(shí)踐中完善，使得它能夠更好滿足建筑工程的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳軍.水利工程測(cè)量中GPS技術(shù)的應(yīng)用分析[A].《建筑科技與管理》組委會(huì).2013年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].《建筑科技與管理》組委會(huì)：，2013：2.

[2]葉積龍，張維寬.關(guān)于GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].價(jià)值工程，2012，10：183.

[3]趙俊峰.新技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].科技與創(chuàng)新，2014，11：128-129.

[4]馬建良.GPS技術(shù)在地鐵控制網(wǎng)測(cè)量中的應(yīng)用研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.