浅谈GPS技术在建筑测绘领域中的应用

崔士杰

（河北 邯郸 056000）

GPS技术凭借着当今社会的高速发展，科学技术不断进步，从而被研发出来，并且迅速地应用于全球各大领域。GPS技术自身具有高精度的定位功能，各大领域的使用度极高，能够满足各种各样的需求，更好地推动世界的发展。尤其在建筑工程方面，通过GPS技术的应用，为建筑领域的建筑设计以及建筑施工带去了极大的帮助，使得建筑整体的施工效果有了巨大的提高。在现代的建筑工程测绘中，GPS技术不仅提高测绘的精准度，还大幅度提高了测绘的效率性，从而使得建筑工程测绘有着更高的经济发展效益，也提高了整体工程的安全性与稳定性。

一、GPS测绘技术简析

（一）GPS技术概述

GPS测绘技术在工程测量中具有使用便捷、测绘时间短、操作方便、测量精准度高等特点。实践表明，GPS测绘技术可在50km以内的距离达到百分百地准确定位。并且在300km～1800km的工程测绘定位中，可进行长达1h以上的定位操作，测绘出的平面信号误差为零。随着GPS测绘系统的不断更新和完善，对25km以内的距离定位静态的物体进行测量，只需要13min～15min，能够对静态物体进行快速的定位测量。当流动与标准的距离在15km以内时，流动的观测时间只需要1min～3min，而后GPS测绘系统就可利用自身的定位功能随时进行系统定位，每个流动站的观测时间都只需要几秒钟的时间。另外，采用GPS测绘技术具有高保密性、多功能性等优势，所以，GPS测绘技术在各领域应用广泛。

GPS测绘技术的应用范围也在不断地拓宽，随着卫星技术与通信技术的快速发展，GPS测绘技术的发展前景更加广阔，也成为了更多领域中不可或缺的技术。在GPS测绘技术的基础上，实时动态测量系统也随之不断发展起来。所以，实时动态测量技术促使人力、物力得以有效地降低，实时动态测量技术在工程中的施工放样、工程测绘以及数字化测图过程中都可以广泛的应用。在某地区的行政服务中心等大型建筑综合体的建设过程中，通过GPS测绘，确保了该工程的精准性，误差满足建设工程要求，具有非常实际的作用。

（二）GPS技术发展过程

GPS的技术来源初衷是为军事领域使用相应的服务，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，在其他领域中都得到了良好的推广，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技术之后大大地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。

（三）GPS 测绘技术的相关内容

对于GPS技术来说，主要是基于GPS技术先进的定位能力，并应用于定位目标及卫星导航领域中，提高对目标的精准定位水平。随着时代的变化与发展，GPS技术逐渐应用在诸多领域中，比如建筑工程测绘工作中。由于建筑测绘对于数据测量的准确度要求严格，要不断强化测绘工作效率，提高数据的精准度。在建筑测绘中应用GPS技术，测量准确度得到了很大的提升。而且，GPS技术与建筑测绘工作具备一定的相容性，不仅能够提升建筑测绘整体效率，还能够推动建筑工程建设的顺利进行，为建筑事业的壮大和发展带来一定的推动作用。

二、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，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，而后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。

三、建筑测绘领域中GPS技术应用的优势特征

（一）实时获取定位

GPS 技术中的RTK技术是构建在GPS 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。

（二）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 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。

（三）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。

（四）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。

（五）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。

四、GPS技术在建筑工程测绘中的主要优势

（一）整体适应力强

GPS技术的整体适应力较强，在测绘中方便快捷。在对建筑进行作业的时候，利用GPS技术能够使布网变得更为方便，而且在整个作业的过程中，GPS技术无需特殊的环境要求，自身的适应能力较强。即使对高程建筑进行测绘时候，面对不同的环境也能够全面的、快速地适应当下的环境。

（二）提高测量效率

GPS能够提高测量的精准度与测量的效率。现如今的社会对于速度与效率的要求更高，利用GPS技术能够最大限度地提高工作效率。另外，在整个测量的过程中，GPS技术不会过多地受到人为因素的影响，只要在保证卫星传输信号质量的前提下就可以顺利地进行测绘工作。

（三）保证安全性

GPS技术能够保证测绘工作的安全性。在利用GPS技术进行布网的时候，可以凭借着GPS技术的精准测量，从而减少相应的作业强度，降低作业的难度，减少测量时可能产生的错误，继而保证了整体测绘工作的安全性。

五、GPS技术在建筑工程测绘中的主要应用

（一）GPS技术自身系统的参数确定

GPS技术的主要参数包括：设计精度，主要指的是根据建筑工程具体需要和测绘地区的具体情况，选择相应的特定地区等级GPS网当作测绘地区的首级控制网；整体设计的基准与网形，控制网大约在12个点左右，一般情况下平面控制点2个而高程的控制点需要5个。通常会使用3台接收机同时进行观测，将网形设置成边连式；测绘中的观测计划，通过GPS的可见预报图以及现实的几何图形强度，可以准确选择最佳的观测时段，而且还可以制定出相关的作业调度表。

（二）GPS技术在测量时的外业实施

在建筑工工程的测绘当中，我们会选择GPS技术进行测量，当我们在测量时卫星会被当作是空间观测的主要目标，从而形成了不用地面点的后方交会。而且每一台GPS接收机都会设置自己的控制点，一旦接收到相关数据就会根据数据算出测点的经纬坐标，在数台GPS接收机同时对数据进行接收的时候就会形成三角网型从而参与平差结算。当自由网的平差解算出坐标的时候，可以对已知的测绘控制点进行相关的约束平差从而得到坐标数值。值得注意的一点是GPS联测与高级导线在不同的单位均有不同的软件与不同的方法进行平差结算。当遇到距离较长的导线时，就会使产生的投影发生变形，对于投影的变形处理的好坏将会直接地影响我们之前设定的坐标系统的成败。

（三）GPS技术可以将测量的数据进行处理

GPS的接收机在进行观测时大都实现了自动观测与智能观测，这样就使得观测的时间不断减少，从而降低的工程作业的难度。在观测时，卫星的观察与卫星发出的信号质量将会直接影响到观测的质量，而且由于个别地观测点会受到地形的限制，进而会影响到对卫星进行观测的结果以及相关信号的质量。鉴于此，我们应严格的选取观测点，同时要在最佳地观测时段进行观测。GPS技术在进行数据传输与信息处理的时候是随机的，只要能够使接收到的卫星信号质量与数据的数量达到一定标准就可以计算得出准确坐标。

（四）RTK技术的应用

在对建筑工程进行测绘的时候，我们通常会用到GPS技术中的RTK技术。RTK技术指的是实时动态差分法。RTK技术是在GPS技术发展到一定的阶段逐渐衍生出来的，而且在原有的技术上有了更大的进步。在以前应用GPS技术的时候，GPS技术会凭借着静态、动态等相关的测量方式得到相应的数据，而数据需要进行一定的处理才能够获得符合要求的数据。但是当使用实时动态差分法进行实时的测量的时候，即使是在环境较为恶劣的野外，也可以直接地获取我们需要的准确的、符合标准的数据。这样在GPS技术的基础上进一步地提高了在建筑工程测绘中的测量速率，简化了相应的程序，这对于GPS技术来讲有着非常重要的意义。RTK技术在建筑工程测绘中被广泛应用，它给地形测土以及建筑工程放样等工作带来了发展的新方向，最大限度地提高了整体测绘的效率及其准确性，大幅度地推动了我国建筑工程的发展与经济上的进步。

（五）水下地形测绘

在GPS技术推广实践的过程中，水下工程测绘同样应用到GPS技术，有效地将测绘工作效率提升。GPS技术在水下地形测绘工作应用的过程中，应用到的设备具有测深仪、差分GPS接收机以及潮位仪和终端接收设备等设备，通过相互之间的密切结合，产生有机测绘体系，在大比例尺寸的水下地形测绘工作中具有更好的应用效果，有利于更加精准以及便捷地获取水下地形实际状态，降低测绘的难度以及提升结果的准确性。

结束语

综上所述，GPS技术自从被研发出来就具有精确度高、测量速度快、资源消耗少、操作较为简便等优点，正是由于这些优点，在我国的土地测量、建筑工程测量、地形结构测量等各个方面GPS技术到了广泛的应用。现如今，在建筑工程测绘的领域，GPS技术已经取代了部分传统的测绘技术，它不但弥补了之前测绘技术的不足，还在原有的基础上取得了更大的进步，尤其当RTK技术出现的时候使得建筑工程测绘工作取得了更大的进步。文章对GPS技术的基本概况进行了一定的描述，并且系统地分析了GPS技术在建筑工程测绘工作时的主要应用。总之，GPS技术的出现为我国的建筑领域的发展提供了动力，尤其在工程测绘方面，为我们提供了新的发展方向，最终推动了我国经济的整体发展。