浅谈GPS技术在建筑测量中的运用

辛立国

【摘要】GPS技术在建筑工程测量中，相比于人工测量，有着测量精度高，测量效率高，测量误差小，测量速度快等许多优点。同时，面对现在不断提高的建筑规模和精度的要求，人工测量越来越难以满足需求。GPS技术可以在保证相当高的精度前提下，缩短大量测量时间，并降低部分成本。本文意在对GPS技术在建筑测量中的运用，进行分析和解读。

【关键词】GPS技术、建筑测量、定位技术、施工测量

建筑所在地的实地地形测量和绘图室建筑测量的两大主体部分。建筑测量对施工起到很重要的铺垫和指导作用，是设计单位和施工企业对于即将完成的设计和建造任务的主要信息来源。但是过去一直秉持的人工测量技术，不但消耗大量的人力物力，并且测量的精度达不到保证。这些对于后期的施工过程和工程的质量都造成了消极的影响。这时候，GPS技术走进我们的视野。

1.人工测量的技术的落后性

人工测量固有其便利性和普遍性，但是人工测量背后存在着巨大的技术隐忧，人工测量具有和明显的技术落后性，主要表现在一下几点：

1.1没有测量的责任意识

测量的重要性在整个工程的建设过程中，总是被弱化。多数施工人员把目光放在监管工程的质量和对于工程造价的控制上，没有意识到工程测量的重要性。测量的工作人员受到这种不正确思想的指导，对于测量工作不重视，造成了一定的测量工作不认真，测量方案不合理的问题，这都会对后期的施工造成不利影响。缺乏责任意识，是人工测量的弊端之一。

1.2没有精确先进的测量设备

在人工测量技术里，测量设备起到的作用十分巨大。但是限于人工的一些因素，人工测量技术中，可以应用的测量仪器十分有限，并且这些机械还存在着测量标准较为粗放等一些缺陷。再加上测量人员的素质参差不齐，标准不一，这都对测量的结果有着很明显的影响。这样的测量显然很难满足现在对于工程建设和工程质量的要求。

1.3没有严格的测量精度标准

人工需要比较严格的測量标准，测量技术的先进与否与标准和精度休戚相关。测量标准的制定受制于人员的因素，人员对精度的考虑要细致。一个严格的的测量精度标准对于测量结果是至关重要的。

1.4人工测量难度很大

建筑测量的主要工作是对建筑地即工程现在进行地形的实地测量，对建筑的外形进行一定程度的评估。基于人工测量的这种特性，建筑面积和规模较小的，人工测量技术还能达到一定的标准，但是对于大工程量，和施工地形地况较为复杂的情况来说，人工测量的局限性就很大了。因为场地的不确定因素较多，所以人工测量的偏差较大。

2.GPS技术的原理和特点

2.1 GPS技术的原理

GPS，即全球定位系统，目前已经广泛应用于移动设备上，在救援、地图等方面产生了及其积极的作用。它由美国在在19世纪70年代研发，前期主要应用于军事领域，后来逐渐用于民用，并被积极接纳。在地面的基站中安装GPS数据接收机，数据连接至太空中的GPS卫星，卫星对基站中的仪器进行不断的观测，再通过无线的通讯设备将数据实时传递到用户流动站，由流动站进行数据的采集分析，通过相定位，显示流动的坐标和要求的精度。

2.2建筑测量方向GPS技术的特点分析

对于常规测量来说，GPS测量的精度较高，GPS在50km的基线上，定位精度达到十的负六次方级精度。测站定位之间不需要通视，因为GPS机理是通过基站卫星流动站交流，所以测点更加灵活，无需局限于地形条件。GPS观测时间短，反应快，相比人工测量，速度大大提高，动态定位只需要几秒。仪器操作相对简单，GPS随着技术发展，自动化程度日趋升高，日趋智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高度、设定好参数即可测量，最大程度减少人为误差，随后就是观测记录，解放人力。GPS最大的特点就是可以确定三维坐标，这相比人工测量是一个巨大的飞跃，给下面的设计建造的提供的便利性不容估量。

2.3 GPS技术在建筑测量上主要观测方法

GPS变形监测法，此技术利用水准测量法，对地基的沉降进行监测，三角测量法是此方法中重要的一种测算方法。变形监测法主要应用于高层楼房，水库大坝等特殊建筑物的地基位移、沉降、整体倾斜的监测方面。方法如下，以高层建筑为例，要测量地基的沉降、变形，首先于建筑较远位置设置几个基准点，基准点要全面并避免一定干扰，同时在待测的变形区域设置监测点，各个点上安装GPS信号发送和接收装置，选择一种方法传输数据，把监测到的数据收集到运算处理中心，在运算处理中心进行数据的处理和计算，从而实现建筑地基变形的监测。这种监测方法适用于监测建筑较为突出，周围环境较为复杂，此法对监测技术要求较高。

载波相位差分法，测量人员吧带状的地形图上的路线拟定好，将线路的中心标注出来，用GPS限时定位的方法，只要将道路的文件坐标数据接收到控制中心内，系统就可以进行自动计算，显示出实际点位的流动站的差值。这种测量方法有基站和移动站组成，测量移动站和基站的载波相半输送信息到控制中心，再由差分信息求解坐标。以上是GPS计算的主要观测方法。

3.观测点选择的技巧和注意事项

GPS观测点之间无需通视，所以选择很灵活，但是在满足各类测量要求的前提下，我们还要注意以下几点选取原则：

3.1抗干扰原则

GPS采用无线通讯技术，所以应该尽量避免磁场的干扰，应尽量避开高压线和无线发射塔。

3.2绕开水域

水域易引发路径效应，所以选择观测点时，要避开大面积的水域，否则对测量的精度有一定的影响。

3.3地势尽量高

地势影响着信号接收强度，越高的地方信号强度一般越好，所以尽量选取较高的地势，这对信号的接收传输有利。

3.4测点稳定

测点的选取我们一般遵循的尽量长期利用的原则，所以选取一个稳定的地区作为测点的选取地很有优势。这样的测点保存时间长，不用长期更换，便利性增强。

3.5测点附近交通便利

测量点尽量选择交通便利的地方，这有助于各个测点之间进行有效的交流，相互之间形成网络对于测量有利。

3.6测点明显

测点应该很明显区分于周围的环境，以便于下次的识别和记录。测点一个基本原则就不能妨碍建筑的施工，且不能轻易被破坏，这样在建筑施工工程中，依然可以用测点监控测算。

4.总结

GPS技术在建筑测量领域的应用是一个技术层面的革命，GPS测量技术不但能测量带来便利，其较高的精度和灵活性也给测量效果上带来的很大的进步。随着科学技术的进步，GPS技术也许会成为以后建筑测量的主流技术，我们共同期待科学的脚步临近建筑测量行业。

【参考文献】

[1] 陶家华.探究GPS定位测量技术在房屋建筑工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（20）：

[2] 赵卓辉，王海涛，杨耀等.GPS定位测量技术在房屋建筑工程中的应用[J].建筑技术，2014，45（5）：