GPS技术在建筑工程测绘中的应用

王静

【摘要】GPS测绘技术是借助于GPS的卫星定位来完成测绘任务的一种新兴技术，其具有高精度、高准确度、低成本、方便快捷的优点，在多个领域中被广泛推广使用，在建筑工程领域也不例外，GPS测绘应用在工程测量中，不断可以提升测量工作的质量和工作效率，还为工程控制网络的建立和城市建设的完善提供了全面的技术支持。本文主要探究GPS技术在建筑工程测绘中的应用，剖析其技术原理和技术特点，具体的实施过程。

GPS（Global Positioning System），是全球卫星定位系统，原理是利用卫星导航技术对地球上的空间距离进行测定，GPS测绘技术具有高精度、高准度、方便快捷，操作简单的特点，具有较高的推广应用价值，目前军事领域、工业领域、土建领域都已经展开了应用，本文则主要对其在建筑工程测绘中的引用进行探讨。

1. GPS测绘技术简析

1.1GPS技术发展过程

GPS的技术来源初衷是为军事领域体用相应的服务，主要体现在目标的定位和卫星的导航工作，可以实现对目标的准确控制和打击，因此其具有较好的导航定位功能。在此之后，GPS测绘技术的发展得到进一步的推广，在其他领域中都的带了推广，在建筑工程中，由于工程测量工作一直以来的精准度问题，在引入了GPS技术之后大大的提升了工程测量的工作效率和精度，并且在建设工程的后期施工中还可以提供相应的资料文件，保证施工的顺利开展。

1.2技术特点

首先GPS技术是借助卫星定位，因此在精准度方面的优势是其他测绘技术所不具备的，除此之外，GPS定位技术可以实现全天候的工程测量，并且测绘过程不受到空间和时间上的限制，并且也不会受到恶劣天气和气候的影响，因此可以保证在任何条件下测绘工作的顺利进行而不被影响精确度和稳定性。另外，GPS技术具有实时定位观测时间短的优势。利用经典的静态相对定位模式，观测20km以内的基线所需观测时间，双频接收机只需要20分钟，而单频接收机则需要一个小时，而流动站的初始观测几分钟，并且可以随时定位，每一个站的观测几秒钟之内就可以完成。

第二，和其技术特点相比， GPS技术的使用成本也不是很高，但是在使用的初期设备投入和资源方面消耗较大，由于测量工作自身的特殊性和专业性，所以还应当针对测绘工作的手段和技术进行全面的改进，力求以最佳的技术操作来完成测绘的任务，而这些改进的进行无疑需要大量的人力资源和资金设备资源的支持，这在无形中增加了GPS 测绘新技术的应用成本。

第三，GPS测绘技术并不是完美的，其自身也有一定的限制，例如在一些较为封闭或是狭窄的地方不饿能使用，再者，由于城市建筑越来越密集，在一定程度上会对GPS信号产生遮挡，影响GPS的准确性和连续性，GPS测量中过度依赖信号这一缺点是最具局限性的。

2. GPS的组成和原理

GPS技术构成主要由空间卫星群、接收设备和地面监控系统共同组成，而地面监控系统主要由三十三个注入站，一个主控站，五个监测站构成，而GPS接收装置由天线、主机和电源构成，具备追踪功能，而空间卫星群则包括了一共二十四颗卫星，这里面有二十一颗工作卫星和三个备用卫星。

GPS的技术原理是基于距离交会法，如图所示，卫星装置会发出GPS信号，同时在地面上安装了GPS信号的接收设备，主要接收GPS信号，并将信号的实际发出的位置和接收器以及卫星和信号之间的实际距离通过计算，在用距离交会法计算出信号接收装置的坐标值，而胸则根据坐标值得到测绘的数据。GPS测绘技术应用于建筑工程测量中，选择地面固定坐标装置开展工程测量施工，GPS接收装置接收信号后，然后由相应的软件系统对接收到的信号进行处理，大大减少了人工工作量。

3. GPS技术在建筑工程中的应用

GPS技术在建筑中的应用主要包含了选择位置、控制测量误差、调整数据、分析和核对数据等过程。

3.1合理选择位置

选择合理的位置是测绘人员的首要工作，信号接收的位置应选在尽可能易接收信号的位置或是利于观测的区域，保持观察空间和观测范围，避免周边的电磁波的干扰，做好详细的观测记录同时合理的设置天线的位置，在位置安装时还要注意对中、整平和定向等問题，这些都是保证GPS测绘质量的重要前提。

3.2减少误差

测量中的误差是任何测绘技术都无法避免的，而减少误差是GPS技术的测绘质量控制中的必要环节，GPS测绘误差主要集中于数据信号、位置观测以及天线高程等过程，这些过程的整个技术操作其实比较简单，只需要操作人员尽可能的仔细，保证观测区域尽可能的开阔，保证精度是促进GPS测绘提升效率的前提。

3.3数据记录

数据是测绘技术的核心，最终的测绘结果都体现在数据方面，数据的调整和记录要注意到朝向的调整，一般是采用正北向，另外，GPS数据测绘可以存储于接收机中供数据分析人员使用。

3.4数据分析和核对

工作人员应当注重针对后期的数据结果处理来严格的按照规则当中的参数进行比对和校正。数据分析与核对的过程中注重加强数据的分析和核对，以供建筑施工项目使用。

3.5工程应用

（1）建筑工程中的变形检测

工程变形问题一直是建筑领域中的重点关注问题，主要是工程建设中的地表变形如基坑开挖造成的坑壁变形。常见的工程变形有地表沉降、围堰大坝变形、陆地工程变形等。利用GPS测绘技术对工程施工中的全过程进行变形检测，确保不会产生较大的变形问题，一旦检测出问题，也可以及时的发出预警，避免发生工程事故，GPS技术已经渗透入结构强度设计、基准设计、观测时段设计、监测周期设计中。

（2）静态GPS测量建立公路控制网

GPS控制网的布设应根据公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况、精度要求等因素进行综合设计。因为GPS控制网作为公路首级控制网时，需采用其他测量方法进行加密。故沿公路工程路线两侧每隔5～10km布设一对相互通视的GPS点。理论上GPS点观测时只须在3个GPS点上架设GPS仪同时观测即可确定这3个点的坐标。

4.结语

GPS以其高精度、高准度、速度快的特点，在军事、工业领域中都获得了一定的推广和使用，在建设工程领域中也得到了一定的尝试，对于工程的变形监测、地形地貌检测，公路工程设计网控制等具有重要的应用价值。但是GPS技术并不是完美的，其信号接收和通讯问题一直亟待解决，这在将来需要进一步的创新和研究，进一步的完善GPS技术。

参考文献：

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