GPS在房建工程測量中的應用解析

張翔

廣西建工集團第二安裝建設有限公司

【摘 要】 GPS測量技術在20世紀80年代就在美國被研發(fā)，同時，GPS測量技術在20世紀90年代隨著科學技術的進步，而被投入使用并得到了廣泛應用。因為GPS技術的組成部分主要是空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及用戶設備三個部分。而且實現(xiàn)GPS導航定位主要是通過接收衛(wèi)星發(fā)射出來的無線電信號。所以，自GPS技術發(fā)展以來，不但能為國防經(jīng)濟與軍事建設提供的服務非常重要，同時也在社會其他各個領域被應用，從而使GPS測量技術日趨成熟。本文筆者對GPS在房建工程測量中的應用進行了分析探討，希望對相關從業(yè)人員具有借鑒意義。

【關鍵詞】GPS；房建工程；測量；應用

前言

GPS技術的優(yōu)勢在于測量的準確性較高、定位較快、測量時間較短，尤其適用于野外勘察測量，具有較強的便攜性。GPS控制測量技術的基礎技術是遙感技術和衛(wèi)星定位技術。因此在開展測量時應該對接收設施、大氣層、衛(wèi)星軌跡等因素進行充分的考慮。

一、GPS測量技術概述

（一）GPS技術概念

GPS技術即全球定位系統(tǒng)技術，該技術主要利用了衛(wèi)星導航和定位技術，可以對地面任意衛(wèi)星覆蓋區(qū)域進行定位和觀測，這種技術最早是在上世紀70年代由美國研發(fā)而成的，但真正建設好這項技術卻是在1994年。我國對于這項技術的應用起源于近些年，和我國衛(wèi)星技術的不斷發(fā)展有很大關聯(lián)。GPS技術在我國應用最廣泛的項目是定位、導航和測量。

（二）GPS技術的特點

GPS技術是科技發(fā)展的產(chǎn)物，其所具有的特點也必然是科技發(fā)展所帶來的優(yōu)勢。主要有如下幾點。

1.定位快速準確。

由于GPS技術在各項配置上較為完善，并且采用了先進的技術，使得接收基線解精讀可達到5mm+1ppm，能夠媲美紅外儀的精度，而當前紅外儀的精度是5mm+5ppm。但是紅外儀只能夠適用于較短距離的應用，而GPS技術可以完成遠距離的精確定位。這就為定位、測量的需求打下了堅實基礎。

2.操作簡便。

GPS技術在使用起來也相對便利，主要由于GPS技術日漸趨向自動化，很多方面的指令要求都可以直接完成。比如日常使用較多的定位、導航，都可以在很短的時間內(nèi)得到有效的結果。而在測量時，大都只需要通過觀測站進行觀測，并用接收機接收到測量信息即可，接收機的結構重量也在不斷改善，并且受到天氣等外在因素的影響很小，這就給相關的工作人員提供了很大的便利。

3.測量迅速精準。

GPS可以測量出三維坐標，因此在測量方面所得到的數(shù)據(jù)更為準確和全面。而且其所需要的觀測時間較短，一般需要三四十分鐘的時間就可以獲得觀測的測量數(shù)據(jù)。而且如果選用靜態(tài)定位方法的話，其所需要的測量時間更短。而如果采用更為先進的RTK（實時動態(tài)差分法）來進行測量，則可以在5秒鐘內(nèi)就獲得準確數(shù)據(jù)。

4.測站之間無需通視。

GPS測站的設立較為簡單，尤其是測站之間并不需要實現(xiàn)完全的通視，即便是測站之間無法相互觀測也可以獲得準確數(shù)據(jù)。這和GPS測量技術的工作原理相關，因此僅需要測站上方空間和視野開闊，以便能夠順利接收到衛(wèi)星所返回的信息。對于施工環(huán)境較為復雜的工程測量來說，GPS所具有的這些特點恰恰是最大的測量優(yōu)勢，選擇GPS測量能夠提高工程測量的效率和準確度。

二、GPS測量技術在工程測量中的具體應用

（一）GPS技術的外業(yè)實施

GPS外業(yè)的實施主要包括選點和觀測兩個方面，在準確的選點觀測之后，就可得到有效的測量數(shù)據(jù)。

1.選點的要求。

首先依據(jù)GPS技術的要求，選點時要將GPS接收設備放置在空闊、上方15°角以上沒有遮擋物的位置，并且要選擇工程施工的關鍵點，不能隨意選點。其次，在選點時，如果能夠設置兩點相通的位置最好，這樣可以在之后的測量中還能用上，但如果實在受到限制，也不影響測量數(shù)據(jù)。再次，觀測點的附近不應該有一些大功率的設備或者是電磁的干擾，也必須考慮到遠離高壓線的、減少多路徑效應的影響。最后，觀測點還應該設置在交通便利、地面基礎穩(wěn)定的地區(qū)，以防地面基礎不穩(wěn)定、或者有震動會影響到觀測數(shù)據(jù)的準確性。另外，在選定觀測點之后，要先按要求進行明確的數(shù)字標注，再將同樣數(shù)字標注的接收設備一一對應放置，還需在平面圖上標注點位，以便于接下來的數(shù)據(jù)計算和圖紙設計。

2.觀測的要求。

在觀測時，主要是要放置好信號接收天線，然后開機進行觀測，做好氣象參數(shù)的測定以及觀測結果的記錄。為了確保結果的準確，防止結果丟失，還應及時把觀測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移在相應的移動硬盤中。需要注意的是，為了不影響后期的基線解算，所觀測的時間不宜太短，必須確保能夠觀測到相應的數(shù)據(jù)為宜。

（二）GPS測量的數(shù)據(jù)處理

GPS測量的數(shù)據(jù)需要進行專業(yè)的數(shù)據(jù)處理。其處理的主要流程是：數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)傳輸-數(shù)據(jù)的預處理-基線計算-GPS網(wǎng)平差-最終數(shù)據(jù)的得出。具體來看，需要注意的是GPS接收到的數(shù)據(jù)需要先進行數(shù)據(jù)的分流，也就是對得到的數(shù)據(jù)進行分類的處理，先剔除掉本次數(shù)據(jù)計算并不需要的數(shù)據(jù)，以減少接下來數(shù)據(jù)的處理量。然后需要將各種不同的數(shù)據(jù)格式進行統(tǒng)一整理，確保所有數(shù)據(jù)都可以按照統(tǒng)一格式輸入到計算設備中。接下來就需要對所獲得的數(shù)據(jù)進行修正，查看是否存有較大誤差。在進行預處理時，主要的目的就是提高觀測值的精度，避免在大量數(shù)據(jù)運算時出現(xiàn)誤差。

（三）GPS布網(wǎng)工作分析

在實際的工作過程中，GPS測繪技術在布網(wǎng)工作中具有重要作用，能夠?qū)€路以及帶狀的工程進行測繪。例如對一些引水工程進行測繪。在實際的測繪過程中，工作人員都采用點連式或者邊連式的方式對三個交匯點的圖形進行發(fā)展。如果是對于一些工程樞紐進行施工，工作人員就會選擇邊連式、網(wǎng)聯(lián)式的方法對其進行設置，能夠有效的增強網(wǎng)格的精準度以及強度，從而能夠保證GPS控制網(wǎng)格數(shù)據(jù)的準確性，提高了工作質(zhì)量。另外，GPS測繪技術在應用過程中，不會受到天氣條件，并且測量的速度較快、定位所需要的成本較低。

三、GPS的發(fā)展前景

從該項技術的發(fā)展歷程來看，最早發(fā)明該項技術的國家美國早于上世紀90年代初就已經(jīng)全面應用該技術，同時利用其各項性能廣泛應用于各個領域，經(jīng)過若干年的發(fā)展滯后，目前地球已經(jīng)全方位的進行了覆蓋，所以其提供的服務也可以是針對于全球范圍之內(nèi)。不僅精度高而且速度、效率都十分領先。足見該項技術在應用領域的應用程度及廣泛度，除此之外還廣泛的被應用于如軍事、通信等等領域。由于該項技術的發(fā)明及快速普及深深的對工程測量中的許多測量方法產(chǎn)生了深遠的影響。

四、總結

綜上所述，當前工程建設發(fā)展中產(chǎn)生對工程測量較為高標準的技術要求，形成了高精度、高效率工程測量方式的需求。應對這一技術發(fā)展需求，必須有針對性地研究適應當前技術應用環(huán)境和技術標準要求的GPS測量技術。只有通過GPS測量技術來提高測量精度和測量效率，才能實現(xiàn)更具精度優(yōu)勢和測量效率優(yōu)勢的高效工程測量作業(yè)，為建筑工程建設施工順利進行和取得預期的建設目標及成效發(fā)揮重要的保障作用。

參考文獻：

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