试论GPS在房建工程测量中的应用

肖绮霞

摘 要：房建工程测量工作离不开GPS技术，文章对GPS技术进行了简要的介绍，并对GPS技术在房建工程测量工作中中的具体应用进行了分析。建筑工程测量技术与其他测量技术相比具有更大的难度，在房建工程测量中运用GPS技术能够取得更好的测量效果。

关键词：房建工程；工程测量；GPS

中图分类号：TU198+.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0034-01

在房建工程的各个阶段，应用GPS技术进行测量能够取得良好的测量效果，提高房建工程的质量，将有效的数据支持提供给建筑工程。GPS测量技术具有操作便利、定位精度高、观测时间短等优点，测站之间也无需进行通视，因此在房屋建筑测量工作中GPS技术得到了广泛的应用。

1 GPS测量技术

1.1 GPS的组成

GPS技术是一种最为普遍的现代数字化测绘技术，又被称为全球定位系统。该技术脱胎于20世纪六七十年代美国建立的卫星导航定位项目。GPS系统包括3个主要组成部分：GPS信号接收机、地面监控系统、GPS卫星星座。24颗GPS卫星群共同组成了GPS空间卫星群，每颗卫星的高度约20万km，在6个轨道面上进行均匀地分布，形成60 °的平面交角。卫星轨道的运行周期是11小时58分钟，与地球赤道形成了55 °的倾角。这样一来在任何地点和任何时间的地平线上都可以接收到至少4颗卫星发出的信号，保障了GPS测量技术的定位精确性。

在美国本土、太平洋、印度洋和大西洋中都建立了GPS地面控制系统，其包括监测站5个、注入站3个、主控站1个。GPS的用户部分包括用户设备、数据处理软件和GPS接收器[1]。

1.2 GPS的测量优点

与一般的测量技术相比，GPS测量技术的优点在于观测时间短、测量精度高等，能够将准确的三维坐标提供出来，在工程建设中应用的非常广泛。无论是房屋建筑工程测量，还是水利工程测量、基础设施修建测量等领域都开始广泛地应用GPS测量技术。

①操作便利。由于GPS技术具有较高的自動化程度，而且在当前的技术水平下已经能够实现GPS接收机的操作傻瓜化和小型化，观测人员在测量的过程中只需将电源打开，并将天线整平和对中，量取天线高，就可由GPS接收机进行自动观测。数据处理软件会自行处理数据，仪器会自动完成卫星的跟踪观测和捕获工作，从而将最终的三维坐标得出来。

②能够提供三维坐标。通过GPS技术能够对观测站的平面位置进行精确的测定，而且还能将观测站的大地高程精确地测定出来。

③观测时间较短。一般情况下30～40 min内GPS就可以完成对一个观测站的观测。如果要进一步缩短观测时间还可以使用快速静态定位的方法。如果使用rtk法对测点坐标进行测量，可以在5 s之内完成整个测量工作。

④较高的定位精度。双频GPS接收机基线解在一般情况下的精度可以达到5 mm+1 ppm，GPS技术的测量精度能够达到红外仪的标准，也就是5 mm+5 ppm。然而在长距离的情况下GPS能够发挥更好的作用，GPS在100～500 km的基线上的精度能够达到10-6-10-7[2]。

⑤各测站之间不需要通视。在测量学中测站之间的相互通视是一个重点和难点问题，而GPS技术的测站之间不需要通视，从而使选点更加灵活。为了避免GPS卫星信号受到干扰，应该选择具有开阔上空的测站。

2 在房建工程测量中应用GPS技术

在房屋建筑工程测量中广泛地应用GPS卫星定位系统，能够取得良好的测量效果，极大地提高房屋建筑工程测量的测量精度，使整个测量工作更加便利。

2.1 GPS技术设计

①设计依据。根据我国建设部发布的《全球定位系统城市测量技术规程》《城市测量规范》等行业标准，以房屋建设工程的测量合同为依据制定相应的GPS量技术标准。

②设计精度。以测区的具体情况和工程的具体需要为依据，以工程二级GPS网或者城市GPS网作为首级控制网。一般情况下测区的平均边长不得超过1 000 m，GPS接收机的标称精度的比例误差系数不得超过20×10-6，固定物差不得超过15 mm，最弱边的相对中误差不得超过1/10 000。

③设计网型和基准。在整个控制网中布置的观测点有12个，其中有5个高程控制点和2个联测已知平面控制点。使用的GPS接收机共有3台，使用边连式进行网形布设。

④设置观测计划。以GPS的几何图形强度和卫星的可见预报图为依据，将最佳的观测时段选择出来，并将作业调度表编排出来。一般情况下将空间位置因子PDOP作为几何图形强度，当GPS观测卫星多于4颗，PDOP值低于6，而且卫星分布均匀时，可作为最佳观测时段[3]。

2.2 实施GPS测量外业

①选点工作。GPS技术的点位选择比较灵活，图形结构灵活，测量站点之间也无需通视。然而考虑到后续的测量工作以及GPS测量的特殊性，在选点时要注意以下几个方面。首先，每个观测点应该与某一点通视，从而为后续测量工作提供便利。其次，为了避免GPS信号被障碍物吸收或者挡，应该选择周围高度角15 °以上无障碍物的地点设置测量点。第三，避免在高压电线和大功率无线电发射源附近设置点位，避免信号受到电磁场的干扰。第四，点位的设置地点应该选择易于保存、易于扩展、交通便利、视野开阔的地区，为日后使用和观测提供便利。最后，在完成选点工作之后要将标识埋设在点位中，并对其进行记录。

②观测工作。按照GPS作业调度表来对观测工作进行安排，选择15 °作为卫星高度角，45 min作为时段长度，使用静态相对定位，采样间隔时间为10 s。将3台接收机天线分别安置在3个点位上，分别为定向、整平和对中，对天线高进行量取，从而对气象数据进行测量。在开机之后要对各项指标进行观察，确认无误之后根据接收机的提示将相关数据输入进去，接收机就会进行自动记录，观测者根据接收机的记录将测量手簿填写清楚。

2.3 处理GPS测量数据

可以使用随机软件来对GPS网数据进行处理，分为网平差和基线解算两个部分。在应用GPS进行房建工程测量的过程中可以发现，在通视困难、地形复杂的地区，GPS技术能够发挥巨大的优势。然而在该地区由于具有较差的测距条件，平均边长达不到300 m的要求，因此基线的相对精度有所降低。此时一些边长的相对精度超过了1/10 000，如果具有较高的精度要求，要尽量避开短边，否则就要进行谨慎观测。GPS接收机已经实现了智能化和自动化，而且观测时间较短，因此房建工程测量的作业强度也得到了降低。卫星信号的质量和卫星的空间分布会对观测质量产生直接的影响，然而地形条件往往会对一些点位的选定造成限制，出现建筑物和树木遮挡的情况，此时要选择最佳的观测点和观测时段进行观测，并且对步话机和手机等设备进行合理的使用。

可以使用随机软件来完成GPS测量的数据处理和传输工作，此时应该保障已知数据和卫星信号的质量，从而保障控制点三维坐标的精确性。一般情况下联测的已知高程点不超过5个，影响了控制点的高程精度。在房建工程测量中应该具备足够的联测已知高程点，以保障控制点高程的精确度。

3 结 语

GPS技术在工程测量中得到了广泛的应用。在房建工程测量中应用GPS技术能够极大的降低作业强度，缩短作业时间，获得更为精确的测量数据，保障房建工程的施工质量。随着技术的发展GPS技术在房建工程测量中的应用还会获得进一步的发展。

参考文献：

[1] 原涛.浅谈GPS技术在工程测量中的应用[J].江西测绘，2013，（4）.

[2] 王小燕.GPS技术在工程测量中的应用[J].江西建材，2012，（6）.