GPS在房建工程測量中的應(yīng)用解析

張 翔/廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司

GPS在房建工程測量中的應(yīng)用解析

張 翔/廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司

GPS測量技術(shù)在20世紀(jì)80年代就在美國被研發(fā),同時，GPS測量技術(shù)在20世紀(jì)90年代隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,而被投入使用并得到了廣泛應(yīng)用。因為GPS技術(shù)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(shè)備三個部分。而且實現(xiàn)GPS導(dǎo)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(shù)發(fā)展以來,不但能為國防經(jīng)濟(jì)與軍事建設(shè)提供的服務(wù)非常重要,同時也在社會其他各個領(lǐng)域被應(yīng)用,從而使GPS測量技術(shù)日趨成熟。本文筆者對GPS在房建工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，希望對相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。

GPS；房建工程；測量；應(yīng)用

前言

GPS技術(shù)的優(yōu)勢在于測量的準(zhǔn)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(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)是遙感技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)。因此在開展測量時應(yīng)該對接收設(shè)施、大氣層、衛(wèi)星軌跡等因素進(jìn)行充分的考慮。

一、GPS測量技術(shù)概述

（一）GPS技術(shù)概念

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

（二）GPS技術(shù)的特點

GPS技術(shù)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(zhǔn)確。

由于GPS技術(shù)在各項配置上較為完善，并且采用了先進(jìn)的技術(shù)，使得接收基線解精讀可達(dá)到5mm+1ppm，能夠媲美紅外儀的精度，而當(dāng)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(yīng)用，而GPS技術(shù)可以完成遠(yuǎn)距離的精確定位。這就為定位、測量的需求打下了堅實基礎(chǔ)。

2.操作簡便。

GPS技術(shù)在使用起來也相對便利，主要由于GPS技術(shù)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(dǎo)航，都可以在很短的時間內(nèi)得到有效的結(jié)果。而在測量時，大都只需要通過觀測站進(jìn)行觀測，并用接收機(jī)接收到測量信息即可，接收機(jī)的結(jié)構(gòu)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(guān)的工作人員提供了很大的便利。

3.測量迅速精準(zhǔn)。

GPS可以測量出三維坐標(biāo)，因此在測量方面所得到的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)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(jìn)的RTK（實時動態(tài)差分法）來進(jìn)行測量，則可以在5秒鐘內(nèi)就獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

4.測站之間無需通視。

GPS測站的設(shè)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(zhǔn)確數(shù)據(jù)。這和GPS測量技術(shù)的工作原理相關(guān)，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(fù)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(zhǔn)確度。

二、GPS測量技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用

（一）GPS技術(shù)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(zhǔn)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(shù)的要求，選點時要將GPS接收設(shè)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(guān)鍵點，不能隨意選點。其次，在選點時，如果能夠設(shè)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(yīng)該有一些大功率的設(shè)備或者是電磁的干擾，也必須考慮到遠(yuǎn)離高壓線的、減少多路徑效應(yīng)的影響。最后，觀測點還應(yīng)該設(shè)置在交通便利、地面基礎(chǔ)穩(wěn)定的地區(qū)，以防地面基礎(chǔ)不穩(wěn)定、或者有震動會影響到觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，在選定觀測點之后，要先按要求進(jìn)行明確的數(shù)字標(biāo)注，再將同樣數(shù)字標(biāo)注的接收設(shè)備一一對應(yīng)放置，還需在平面圖上標(biāo)注點位，以便于接下來的數(shù)據(jù)計算和圖紙設(shè)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(jī)進(jìn)行觀測，做好氣象參數(shù)的測定以及觀測結(jié)果的記錄。為了確保結(jié)果的準(zhǔn)確，防止結(jié)果丟失，還應(yīng)及時把觀測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移在相應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(yù)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(jìn)行數(shù)據(jù)的分流，也就是對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(shè)備中。接下來就需要對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，查看是否存有較大誤差。在進(jìn)行預(yù)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(shù)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(jìn)行測繪。例如對一些引水工程進(jìn)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(jìn)行發(fā)展。如果是對于一些工程樞紐進(jìn)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(jìn)行設(shè)置，能夠有效的增強網(wǎng)格的精準(zhǔn)度以及強度，從而能夠保證GPS控制網(wǎng)格數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了工作質(zhì)量。另外，GPS測繪技術(shù)在應(yīng)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(shù)的發(fā)展歷程來看，最早發(fā)明該項技術(shù)的國家美國早于上世紀(jì)90年代初就已經(jīng)全面應(yīng)用該技術(shù)，同時利用其各項性能廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)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(jìn)行了覆蓋，所以其提供的服務(wù)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(lǐng)先。足見該項技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用程度及廣泛度，除此之外還廣泛的被應(yīng)用于如軍事、通信等等領(lǐng)域。由于該項技術(shù)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(yuǎn)的影響。

四、總結(jié)

綜上所述，當(dāng)前工程建設(shè)發(fā)展中產(chǎn)生對工程測量較為高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，形成了高精度、高效率工程測量方式的需求。應(yīng)對這一技術(shù)發(fā)展需求，必須有針對性地研究適應(yīng)當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的GPS測量技術(shù)。只有通過GPS測量技術(shù)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(shè)施工順利進(jìn)行和取得預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)及成效發(fā)揮重要的保障作用。

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