淺談GPS技術在建筑測繪領域中的應用

崔士杰

（河北 邯鄲 056000）

GPS技術憑借著當今社會的高速發展，科學技術不斷進步，從而被研發出來，并且迅速地應用于全球各大領域。GPS技術自身具有高精度的定位功能，各大領域的使用度極高，能夠滿足各種各樣的需求，更好地推動世界的發展。尤其在建筑工程方面，通過GPS技術的應用，為建筑領域的建筑設計以及建筑施工帶去了極大的幫助，使得建筑整體的施工效果有了巨大的提高。在現代的建筑工程測繪中，GPS技術不僅提高測繪的精準度，還大幅度提高了測繪的效率性，從而使得建筑工程測繪有著更高的經濟發展效益，也提高了整體工程的安全性與穩定性。

一、GPS測繪技術簡析

（一）GPS技術概述

GPS測繪技術在工程測量中具有使用便捷、測繪時間短、操作方便、測量精準度高等特點。實踐表明，GPS測繪技術可在50km以內的距離達到百分百地準確定位。并且在300km～1800km的工程測繪定位中，可進行長達1h以上的定位操作，測繪出的平面信號誤差為零。隨著GPS測繪系統的不斷更新和完善，對25km以內的距離定位靜態的物體進行測量，只需要13min～15min，能夠對靜態物體進行快速的定位測量。當流動與標準的距離在15km以內時，流動的觀測時間只需要1min～3min，而后GPS測繪系統就可利用自身的定位功能隨時進行系統定位，每個流動站的觀測時間都只需要幾秒鐘的時間。另外，采用GPS測繪技術具有高保密性、多功能性等優勢，所以，GPS測繪技術在各領域應用廣泛。

GPS測繪技術的應用范圍也在不斷地拓寬，隨著衛星技術與通信技術的快速發展，GPS測繪技術的發展前景更加廣闊，也成為了更多領域中不可或缺的技術。在GPS測繪技術的基礎上，實時動態測量系統也隨之不斷發展起來。所以，實時動態測量技術促使人力、物力得以有效地降低，實時動態測量技術在工程中的施工放樣、工程測繪以及數字化測圖過程中都可以廣泛的應用。在某地區的行政服務中心等大型建筑綜合體的建設過程中，通過GPS測繪，確保了該工程的精準性，誤差滿足建設工程要求，具有非常實際的作用。

（二）GPS技術發展過程

GPS的技術來源初衷是為軍事領域使用相應的服務，主要體現在目標的定位和衛星的導航工作，可以實現對目標的準確控制和打擊，因此其具有較好的導航定位功能。在此之后，GPS測繪技術的發展得到進一步的推廣，在其他領域中都得到了良好的推廣，在建筑工程中，由于工程測量工作一直以來的精準度問題，在引入了GPS技術之后大大地提升了工程測量的工作效率和精度，并且在建設工程的后期施工中還可以提供相應的資料文件，保證施工的順利開展。

（三）GPS 測繪技術的相關內容

對于GPS技術來說，主要是基于GPS技術先進的定位能力，并應用于定位目標及衛星導航領域中，提高對目標的精準定位水平。隨著時代的變化與發展，GPS技術逐漸應用在諸多領域中，比如建筑工程測繪工作中。由于建筑測繪對于數據測量的準確度要求嚴格，要不斷強化測繪工作效率，提高數據的精準度。在建筑測繪中應用GPS技術，測量準確度得到了很大的提升。而且，GPS技術與建筑測繪工作具備一定的相容性，不僅能夠提升建筑測繪整體效率，還能夠推動建筑工程建設的順利進行，為建筑事業的壯大和發展帶來一定的推動作用。

二、GPS的組成和原理

GPS技術構成主要由空間衛星群、接收設備和地面監控系統共同組成，而地面監控系統主要由三十三個注入站，一個主控站，五個監測站構成，而GPS接收裝置由天線、主機和電源構成，具備追蹤功能，而空間衛星群則包括了一共二十四顆衛星，這里面有二十一顆工作衛星和三個備用衛星。

GPS的技術原理是基于距離交會法，衛星裝置會發出GPS信號，同時在地面上安裝了GPS信號的接收設備，主要接收GPS信號，并將信號的實際發出的位置和接收器以及衛星和信號之間的實際距離通過計算，在用距離交會法計算出信號接收裝置的坐標值，而后則根據坐標值得到測繪的數據。GPS測繪技術應用于建筑工程測量中，選擇地面固定坐標裝置開展工程測量施工，GPS接收裝置接收信號后，然后由相應的軟件系統對接收到的信號進行處理，大大減少了人工工作量。

三、建筑測繪領域中GPS技術應用的優勢特征

（一）實時獲取定位

GPS 技術中的RTK技術是構建在GPS 技術之上的創新。RTK技術指實時動態載波相位差分技術，是一種新的常用的GPS測繪方法，RTK技術采用了載波相位動態實時差分方法，能夠實時獲取定位，是GPS應用的重大里程碑。過去，測繪人員在建筑工程測量時，所采用的靜態、動態的定位都無法實時得到結果，也無法對所得的數據進行核對，通常是采用多次的重復測繪來進行，RTF系統可以通過其無線數據通訊實時提供數據處理。同時在使用GPS測繪時，測繪人員不但能得到觀測點的平面位置，還可以實時獲得觀測點的三維坐標。

（二）測繪無需通視

過去的測繪設備要求觀測點要相互通視，給測繪工作帶來了極大的困難。GPS 技術很輕易地解決了這一問題，測繪觀測點無需通視，只要GPS設備安裝在空曠無遮擋的區域，就能清晰、準確的接收信號。

（三）操作簡單特征

GPS測繪中的許多工作是由儀器完成的，無需測繪人員繁瑣的手工操作。在具體測繪時，只要工作人員做好GPS儀器的安裝，能打開或關閉儀器，注意觀察儀器的工作狀態即可，其他工作都會由儀器來完成，降低了工作難度。

（四）全天候工作的特征

GPS測繪可以不受天氣、不受時間、不受地點的限制連續測繪，并且對數值的精確度也不會產生影響。

（五）測繪數據更為精確

在測繪距離不大時，GPS測繪和紅外儀測繪相差的數值不大，紅外儀測繪僅比GPS測繪偏差4ppm。而隨著測繪距離的加大，GPS測繪的優越性則更加突出，紅外儀的偏差會進一步加大，甚至可以達到5cm-10cm的偏差，會影響測繪數據的準確性。

四、GPS技術在建筑工程測繪中的主要優勢

（一）整體適應力強

GPS技術的整體適應力較強，在測繪中方便快捷。在對建筑進行作業的時候，利用GPS技術能夠使布網變得更為方便，而且在整個作業的過程中，GPS技術無需特殊的環境要求，自身的適應能力較強。即使對高程建筑進行測繪時候，面對不同的環境也能夠全面的、快速地適應當下的環境。

（二）提高測量效率

GPS能夠提高測量的精準度與測量的效率。現如今的社會對于速度與效率的要求更高，利用GPS技術能夠最大限度地提高工作效率。另外，在整個測量的過程中，GPS技術不會過多地受到人為因素的影響，只要在保證衛星傳輸信號質量的前提下就可以順利地進行測繪工作。

（三）保證安全性

GPS技術能夠保證測繪工作的安全性。在利用GPS技術進行布網的時候，可以憑借著GPS技術的精準測量，從而減少相應的作業強度，降低作業的難度，減少測量時可能產生的錯誤，繼而保證了整體測繪工作的安全性。

五、GPS技術在建筑工程測繪中的主要應用

（一）GPS技術自身系統的參數確定

GPS技術的主要參數包括：設計精度，主要指的是根據建筑工程具體需要和測繪地區的具體情況，選擇相應的特定地區等級GPS網當作測繪地區的首級控制網；整體設計的基準與網形，控制網大約在12個點左右，一般情況下平面控制點2個而高程的控制點需要5個。通常會使用3臺接收機同時進行觀測，將網形設置成邊連式；測繪中的觀測計劃，通過GPS的可見預報圖以及現實的幾何圖形強度，可以準確選擇最佳的觀測時段，而且還可以制定出相關的作業調度表。

（二）GPS技術在測量時的外業實施

在建筑工工程的測繪當中，我們會選擇GPS技術進行測量，當我們在測量時衛星會被當作是空間觀測的主要目標，從而形成了不用地面點的后方交會。而且每一臺GPS接收機都會設置自己的控制點，一旦接收到相關數據就會根據數據算出測點的經緯坐標，在數臺GPS接收機同時對數據進行接收的時候就會形成三角網型從而參與平差結算。當自由網的平差解算出坐標的時候，可以對已知的測繪控制點進行相關的約束平差從而得到坐標數值。值得注意的一點是GPS聯測與高級導線在不同的單位均有不同的軟件與不同的方法進行平差結算。當遇到距離較長的導線時，就會使產生的投影發生變形，對于投影的變形處理的好壞將會直接地影響我們之前設定的坐標系統的成敗。

（三）GPS技術可以將測量的數據進行處理

GPS的接收機在進行觀測時大都實現了自動觀測與智能觀測，這樣就使得觀測的時間不斷減少，從而降低的工程作業的難度。在觀測時，衛星的觀察與衛星發出的信號質量將會直接影響到觀測的質量，而且由于個別地觀測點會受到地形的限制，進而會影響到對衛星進行觀測的結果以及相關信號的質量。鑒于此，我們應嚴格的選取觀測點，同時要在最佳地觀測時段進行觀測。GPS技術在進行數據傳輸與信息處理的時候是隨機的，只要能夠使接收到的衛星信號質量與數據的數量達到一定標準就可以計算得出準確坐標。

（四）RTK技術的應用

在對建筑工程進行測繪的時候，我們通常會用到GPS技術中的RTK技術。RTK技術指的是實時動態差分法。RTK技術是在GPS技術發展到一定的階段逐漸衍生出來的，而且在原有的技術上有了更大的進步。在以前應用GPS技術的時候，GPS技術會憑借著靜態、動態等相關的測量方式得到相應的數據，而數據需要進行一定的處理才能夠獲得符合要求的數據。但是當使用實時動態差分法進行實時的測量的時候，即使是在環境較為惡劣的野外，也可以直接地獲取我們需要的準確的、符合標準的數據。這樣在GPS技術的基礎上進一步地提高了在建筑工程測繪中的測量速率，簡化了相應的程序，這對于GPS技術來講有著非常重要的意義。RTK技術在建筑工程測繪中被廣泛應用，它給地形測土以及建筑工程放樣等工作帶來了發展的新方向，最大限度地提高了整體測繪的效率及其準確性，大幅度地推動了我國建筑工程的發展與經濟上的進步。

（五）水下地形測繪

在GPS技術推廣實踐的過程中，水下工程測繪同樣應用到GPS技術，有效地將測繪工作效率提升。GPS技術在水下地形測繪工作應用的過程中，應用到的設備具有測深儀、差分GPS接收機以及潮位儀和終端接收設備等設備，通過相互之間的密切結合，產生有機測繪體系，在大比例尺寸的水下地形測繪工作中具有更好的應用效果，有利于更加精準以及便捷地獲取水下地形實際狀態，降低測繪的難度以及提升結果的準確性。

結束語

綜上所述，GPS技術自從被研發出來就具有精確度高、測量速度快、資源消耗少、操作較為簡便等優點，正是由于這些優點，在我國的土地測量、建筑工程測量、地形結構測量等各個方面GPS技術到了廣泛的應用。現如今，在建筑工程測繪的領域，GPS技術已經取代了部分傳統的測繪技術，它不但彌補了之前測繪技術的不足，還在原有的基礎上取得了更大的進步，尤其當RTK技術出現的時候使得建筑工程測繪工作取得了更大的進步。文章對GPS技術的基本概況進行了一定的描述，并且系統地分析了GPS技術在建筑工程測繪工作時的主要應用。總之，GPS技術的出現為我國的建筑領域的發展提供了動力，尤其在工程測繪方面，為我們提供了新的發展方向，最終推動了我國經濟的整體發展。