建筑工程测量中GPS技术的运用研究

■孟柳忠

（广东惠州 516003）

建筑工程测量中GPS技术的运用研究

■孟柳忠

（广东惠州 516003）

随着科学技术的发展以及工程测量标准的提高，在进行建筑工程测量的过程中，对于GPS技术的要求也越来越高，GPS系统作为一种全新的现代定位方法，拓展了建筑工程测量的范围，精确度也有很大的提高。本文便对建筑工程测量中GPS技术的运用进行了研究，探讨其作用和优缺点，并为其技术拓展提出建议，以供相关人士参考。

建筑工程测量GPS技术技术运用

0 引言

全球定位系统，即GPS系统，就是借助分布在空中的多个定位卫星来确定地面点的位置。它包括三个组成部分：地面测控部分—地面监控系统，空间部分—GPS卫星星座，用户设备部分—GPS信号接收机。GPS系统具有全天候、高精度、布点灵活、定位迅速、操作方便的特点，在工程测绘、工程建设、物流、安全监督以及军事导航等领域广泛应用。随着地球数字化进程的加快，和各个领域对掌握空间资料的要求，GPS技术也逐渐的作为通用设备被应用于科研和民用领域。而在建筑工程测量方面，GPS系统已全面取代常规光学和电子仪器，与现代的通讯计算机技术相结合，以三维坐标的测量模式将测量定位技术扩展到海洋和外层空间，同时从定点扩展到区域，从静态扩展到动态，精度达到毫米级，大大扩展了应用范围。

1 GPS技术的工作原理

GPS系统一种卫星导航定位系统，采用距离交会法进行工作，即在需要定位的位置假设GPS接收机，在同一时刻一起接受三颗以上的GPS卫星发来的导航电文，然后通过一系列的数据处理和计算求得此时刻GPS卫星到GPS接收机的三个坐标的距离，并且通过接受卫星的星历可以获得此时刻这些卫星在空间的三维坐标。

GPS测量一般采用两种坐标系统，一种是空间固定的坐标系统，另一种是与地球固联的坐标系统，即地固坐标系统，一般采用后者进行工程控制测量。在实际工程测量的实践活动中，我们需要根据坐标系统之间的转换关系来进行坐标系统的变换，借此求出用以实际使用的坐标系统中的坐标。这样才能更好的表达工程地面控制点的位置和处理工程观测数据，才能更好地将GPS测量仪器应用在工程测量实践活动中。

2 GPS技术的应用优势

GPS测量技术是现代测量技术极大提升之后的高科技产物，它将通讯遥感技术与测量技术高度结合在一起，最大的优势就是，GPS定位技术的高度自动化和它所能达到的高精度以及具有的潜力，另外，其测量的速度也是别的测量技术望尘莫及的。近年来，随着GPS技术的不断完善和更新，促使建筑工程测绘定位技术发生了革命性的改变，为建筑工程测量提高了崭新的技术手段和方法。原先以测距、测角和侧水准为主的常规地面定位技术正在逐渐被GPS这种三位一体、高速、高精度、高效率的技术所代替，使得工程测量更加精准、快速、高效和实用。对比传统的工程测量仪器的测量方法，GPS测量主要有以下优势：

（1）定位精准度极高。一般双频的GPS接收机基线的精度和红外仪机的精度一样，但是随着距离的增加，GPS测量的优势会越来越体现出来。而与传统的光学仪器测量相比，其测量精度可谓极高。

（2）全天候作业。GPS测量技术可以不受时间、不受气候和场合的限制，全天候不间断的进行工程测量作业。

（3）观测时间短，速度非常快。利用GPS技术进行布设控制网的时候，观测站的观测时间一般都是35min左右，其采用的快速静态定位方法使得观测时间更短。时间短，速度快，则测绘效率便会很高。

（4）不受自然地形的影响。两个观测站之间不需要通视，就算中间有高山阻隔或者大江大河的阻隔，只要测量的上空是开阔的，便可以接受信号，不影响工程测量的活动和精确度。

（5）自带三维坐标。GPS测量在精确的对观测站平面位置进行测定的同时，还可以精确的测定观测站的大地高程。

（6）携带方便，操作简捷。GPS工程测量仪器不断地发展，越来越先进，想着便捷和小型化的方向发展，越来越便于携带，其测量的自动化程度也越来越高，操作越来越简捷和智能化，并且自带记录储存的功能，甚至对存储的测量成果也能够进行处理。

3 GPS技术在建筑工程测量中的应用分析

3.1 为建筑工程测量提高选址参考

虽然GPS技术不收气候的影响，但是对于观测点的选址对于测量活动也有很明显且重要的影响，因此对于观测点的选择要慎重选择，进而提高观测的精确度。因此，在进行观测点选址的时候，要尽量选择视野开阔、辐射电磁干扰小的地方，还有注意原点的利用率，减少观测点的频繁挪动，提高整体观测网的工作效率。

3.2 为建筑工程测量提高技术参数

在进行GPS技术测量的时候，需要不断地提高测量的精度，从而保证整个GPS测量设计网对于整个工程测量工作起积极的作用。因为，在首级控制网的选择确定的过程中，要根据工程的实际情况和测边的情况，控制设计网相互之间的测量误差，还因为，在设计网的整个设计过程中，要对GPS接收机进行初始设计，从提高设计网的整体效率。在进行观测时间的确定的时候，要根据GPS卫星提供的实际情况进行确定，从而确定最佳的工作时间段。

3.3 为建筑外业提供科学指导

对于整个建筑工程测量工作来说，对外业的操作也是整个工作的关键部分，外业操作的工作质量关系着最终的工程测量质量，因此需要有科学的指导来进行相应的规划和指引。GPS技术便能够为观测工作提供真实准确的工作数据，比如观测时间、卫星状况和观测角度等，这些数据都会观测工作有非常重要的影响，把握好这些外业操作数据，便能够提高整个观测工作对于观测网的了解和监管，以便对观测的数据进行相应的调整，提高观测的水平。

3.4 为数据的处理提供方法

通过实地的外业测量观察，得到的数据需要进一步的检查和校核，然后才能投入到工程实践中去，为建筑的实施和开展提供有力的科学依据。而在数据的处理方面，GPS技术实现了突破，提高了自身的智能化和自动化，减少了人工处理的中间环节，避免了因为环节因素、人为因素以及高程因素对数据精确度的影响，从而进一步提高了数据的准确性和可靠性，提高了测绘工作的效果。

4 GPS技术应用存在的问题与展望

因为传统的测量方法，速度慢、准确度不够，运用到工程建设中的效率不高，GPS技术的优势正好填补这些缺陷，再加上，社会进步和科技的发展，经济建设飞速发展，民生建设越来越引起重视，使得GPS技术在建设工程测量中的应用日益广泛并且常用起来。可见，GPS技术有利于工程建设的质量和效率，但是在具体的建筑工程的测量过程中，对GPS技术还在不断的提出新的要求和期望，因此指出一些GPS测量技术的不足和需要改进的地方，如下所示：

（1）GPS-RTK测量技术在实践工作中，首先要符合起算基准点的精度要求，该起算点应该为高等级的控制点，并且观测点和起算基准点之间要有良好的位置关系。在进行观测的时候，起算基准点的精度要经过若干个高等级的控制点连续的测算和复核。这就要求基准点的坐标在各个方位的观测情况下都一直具有很高的精度，这个要求比较高，工作量也很大，需要进一步改进。

（2）在进行小型的工程测量的时候，因为区域受限，GPS技术的优势得不到体现，仍然还是要用传统的测量方法和常规的测量仪器联测，这样还是增加了测量的工程量。

（3）进行测量的时候由于场地不开阔，造成信号接收出现干扰现象，因此信息不准确，从而使测量产生一定的误差，甚至导致信号的非线性传播和影响，在计算时也引起一定的误差。

（4）GPS测量技术仅在工程区域比较开阔并且障碍物比较少的工程建设场合和野外勘探定位等地方适用，对于一些小区域的房建工程或者隧道工程以及地下工程，其优越性无法发挥出来，相反，其效率和准确度却会远低于常规的工程测量仪器。

（5）在利用GPS技术进行测量的时候，选择的测量控制点位置的差异会影响观测点位的精度。

（6）不同GPS测量工具型号的测量成果之间存在差异，有时差异也会比较大。这些差异很难消除，会给建筑工程带来很大的麻烦。

（7）就目前而言，GPS运用的规范标准还不够完善，没有统一的地理信息标准，各开发商之间的电子地图互相不兼容，从而影响测量成果的共享和交流。

5 结束语

综上所述，在建筑工程测量领域，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，其充分展现了在该领域测量工作中的优越性和适应性。但在此同时仍然存在一些不足，还有待采取科学的手段进行改善来适应实际的测量工作。今后，随着GPS技术的不断发展和广泛普及，再加上相关技术的应用，GPS定位技术会在建筑工程测量方面得到更广泛的应用，从而促进整个建筑行业的发展，提高我国经济水平。

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P228.4[文献码]B

1000-405X（2015）-10-249-2