GPS 测量技术在建筑工程测量中的应用

GPS 测量技术在建筑工程测量中的应用

郑迅迅 崔丽娜

青岛市勘察测绘研究院 山东青岛 266000

摘要：GPS测量技术具有定位精确度高、提供三维坐标、测站间无需通视、操作相当简便以及全天候作业等优点。并且GPS测量技术由于其较高的测绘精度和高效的测绘效率，使得被广泛应用于建筑工程测量当中，因此为了保障建筑工程测量的有效性，本文阐述了GPS测量技术的工作原理及其在建筑工程测量中应用的优势特征，对GPS测量技术在建筑工程测量中的应用进行了探讨分析。

关键词：GPS测量技术；工作原理；建筑工程测量；优势特征；应用

一、GPS测量技术的工作原理

GPS技术主要由接收装置和环球通讯卫星组合而成，属于一种无线电导航定位系统，可以为用户提供十分精确的时间信息、导航及三维坐标。当前在建筑工程测量过程中，GPS测量技术的应用较为普遍，这就对测绘工作者提出了更高要求，而了解GPS的工作原理则是至关重要的。通常来讲，GPS测量技术定位的实现，主要根据测绘中的距离交会定点原理。首先，假设在待测点某处，设置一个GPS接收机，然后于某一时刻，同时接了三颗或三颗以上卫星所发出的信号，依次为：卫星S1、卫星S2、卫星S3 等的信号。其次，通过计算和处理数据，就可以知道此时接收机天线的中心到卫星之间的距离：分别为P1、P2、P3。最后，再根据卫星星历，得出卫星的三维坐标。

2. GPS测量技术在建筑工程测量中应用的优势特征

1、测绘无需通视。过去的测绘设备要求观测点要相互通视，给测绘工作带来了极大的困难。GPS测量技术很轻易地解决了这一问题，测绘观测点无需通视，只要GPS设备安装在空旷无遮挡的区域，就能清晰、准确的接收信号。

2、操作简单特征。GPS测绘中的许多工作是由仪器完成的，无需测绘人员繁琐的手工操作。在具体测绘时，只要工作人员做好GPS仪器的安装，能打开或关闭仪器，注意观察仪器的工作状态即可，其他工作都会由仪器来完成，降低了工作难度。

3、全天候工作的特征。GPS测绘可以不受天气、不受时间、不受地点的限制连续测绘，并且对数值的精确度也不会产生影响。

4、实时获取定位。GPS测量技术中的RTK技术是构建在GPS测量技术之上的创新。RTK技术指实时动态载波相位差分技术，是一种新的常用的GPS测绘方法，RTK技术采用了载波相位动态实时差分方法，能够实时获取定位，是GPS应用的重大里程碑。过去，测绘人员在建筑工程测量时，所采用的静态、动态的定位都无法实时的得到结果，也无法对所得的数据进行核对，通常是采用多次的重复测绘来进行，RTF系统可以通过其无线数据通讯实时提供数据处理。同时在使用GPS测绘时，测绘人员不但能得到观测点的平面位置，还可以实时获得观测点的三维坐标。

5、测绘数据更为精确。在测绘距离不大时，GPS测绘和红外仪测绘相差的数值不大，红外仪测绘仅比GPS测绘偏差4ppm。而随着测绘距离的加大，GPS测绘的优越性则更加突出，红外仪的偏差会进一步加大，甚至可以达到5cm-10cm的偏差，会影响测绘数据的准确性。

3. GPS测量技术在建筑工程测量中的应用分析

1. GPS基线向量网的合理设置。（1）在GPS测绘前，应当设计GPS测绘工程项目及GPS测绘具体实施方案，包括人员调配、测绘目的、测绘范围、测绘位置、工程控制网的面积等。通过确定控制网的用途、目的及整体精度要求，控制网点的点位分布、数量及密度要求，了解工程后期所需要提交的各项数据及测绘成果，还包括了项目的耗时要求与经费限制，根据项目的相关要求与相关技术规范进行建筑工程测量的技术设计及前期准备。（2）对测绘范围应用GPS技术进行测绘。当测绘队伍在测区进行项目实施时，应当先熟悉、了解测区的点位具体情况，包括位置、上点的难度，测区交通状况、测区内经济情况等，以便日后的测绘工程能顺利开展，减少阻碍。通过卫星状况预报，选择适宜的观测时间段，然后根据卫星状况、测绘工程的进度及测区的实际发展情况，确定完善的工程方案，安排观测小组进行外业观测，同时对所获得的外业数据及时进行处理、求解基线向量并进行工程质量考核、评估。（3）GPS测绘工作完成后，应当对测绘结果进行结果分析与质量评估。通过外业观测对基线向量进行质量检验，求解控制网中的各点具体坐标，然后对整个GPS控制网的设置与数据情况进行分析、研究，总结项目的技术经验、验收项目的成果。

2、GPS虚拟现实测量技术在建筑工程测量中的应用分析。通常对于传统建筑工程测量，需要工作人员进行实地测绘，一旦遇到较差的地质条件，极容易发生安全事故；而利用GPS虚拟现实技术测绘时，可以有效解决这一问题，它能够测绘地质条件相对复杂的地区，由GPS虚拟现实技术创建的测绘环境，常常具有交互作用、逼真等优点。同时，在GPS系统中，不只是虚拟现实技术，还有计算机绘图技术，都可以高效率地描绘出清晰的三维图像，从而建立科学的建筑工程测量流程，准确地指出重点测绘项目，以及需要注意的安全事项。除此以外，采用建筑工程测量合理地分析模拟流程，可以有效地解决传统测绘技术应用效率低的问题，而且可以增强测绘方案的安全性、技术性和可操作性。比如：现阶段，在我国矿井建筑工程测量工作中，应用较广泛测绘技术就是GPS系统虚拟现实技术，通过应用GPS虚拟现实技术，可以及时地监测出测绘方案中存在的问题与弊端，以便尽快组织相关人员进行修改与完善，最大限度地确保建筑工程测量中GPS测量技术的合理应用。

3、GPS定位测量技术在建筑工程测量中的应用分析。GPS定位技术在建筑工程测量中的应用原理：将物理和几何学科的相关基本原理进行有效结合，利于GPS系统的地面接收装置和空间卫星，多角度地定位测绘对象。至今为止，在建筑工程测量的实践中，GPS定位技术主要包括两个方面：一种是实时动态相对定位；另一种是静态相对定位。具体地讲，静态相对定位主要由多台地面接收装置排列而成一条基线，同步观测目标对象，整个观测时间大约持续45分钟，最后由专业技术人员来统计和处理测绘结果。具体地讲，静态相对定位的操作流程比较简单，实时动态相对定位则要根据载波相对观测绘，然后选取比较精确的控制点位，以此作为建筑工程测量的控制基站，安装地面的连续接收装置，连续观测不同角度所传送的实时动态信息。通常对于一个GPS接收机而言，需要准确的三维定位，且要同时接收四颗或四颗以上的卫星信号。不过，如果将定位精度设在厘米级，这时就需要接收五颗及五颗以上的卫星信号。大体上讲，一般GPS系统都拥有24颗环绕地球运动的卫星，而且在十度以上的水平角观测点时，可以接收到7颗卫星信号。然而，如果接收站附近存在遮挡物时，接收装置观测到的卫星就会变少，这时的接收机很难定位。因此，在必要的条件下，GPS定位技术结合惯性导航技术，这样有利于实现更好的测绘效果。

结束语

综上所述，目前建筑工程测量中的GPS测量技术应用非常重要，对于建筑工程测量事业发展有着深远的积极影响。随着科学技术的进步发展，GPS测量技术在建筑工程测量中的应用，有效提升了建筑工程测量的效率和可靠性，因此必须加强对其进行分析。

参考文献

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[3]张大方.GPS测绘技术在工程测绘中的应用[J].甘肃科技纵横，2017（05）

[4]史乐生.GPS技术及其在工程测量中的应用研究[J].门窗，2018（01）