GPS技术在建筑工程测量中的运用

杨喜明 威海地质工程勘察院

1 前言

在国内建筑行业技术水平不断提升的过程中，信息技术的应用变得愈加广泛，并且在人们的生产生活中，有着先进科学技术的有效应用。GPS技术在工程测量中应用时，可以获得良好的成效，对施工效率及质量的提高来说有着重要作用和价值，需要相关部门及工作人员进行全面研究和分析，对技术进行合理改进和完善。

2 在建筑工程测量中传统的人工测量方式存在的主要问题

2.1 缺乏对测量工作重要性的认识

在开展施工方案编制工作的过程中，由于施工人员缺乏地质勘测意识，导致数据获得不够全面。与此同时，在建筑工程建设及施工过程中过于关注成本控制，对工程测量重视度不高，导致很多工作无法顺利开展和落实，例如选择的测量方式不合理以及测量工序不够科学等，对于测绘质量而言是不利影响因素。

2.2 测量设备的准备工作不够充足

在采用传统的人工测量方式时，可以进行利用的设备以及仪器种类较少。通常情况下，多会使用大刻度卷尺进行测量，导致测量工作不够精细化。虽然部分建筑工程建设过程中会使用对测量软件，但是由于缺少完善的辅助设施，使得实际测量工作无法满足工程整体的数据需求。由于测量设备准备的不全面，使得测量工作浮于表面，很难获取有效的数据信息。

2.3 传统的建筑工程测量精度较低

对建筑工程测量工作产生重要影响的因素较多，如施工人员以及测量取值标准等。首先，在人工测量方面，由于测量人员的专业技能及综合素质无法满足标准要求，导致很多工作很难顺利开展，数据测量的精度及准确性无法得到保证。同时因为操作人员综合素质不是很高，无法实现对先进仪器的合理操作和使用，从而出现操作失误等情况；其次，在实际开展测量工作的过程中，缺少科学的取值标准，使得建筑工程建设的实际方向难以明确。

3 GPS测量技术具备的基本特点分析

3.1 GPS测量技术的应用范围广泛且功能多样化

GPS测量技术具备很多应用优势，在多个方面有着广泛应用，如时间测试、导航以及速度测试等。同时GPS 技术依然在不断的更新和改进过程中，可以在多领域中应用，并且能够得到良好的成效。GPS定位系统的应用范围相对较为广泛，从基础设备到山川河流，与此同时，应用过程中对周边环境的影响很小，并且受到环境影响的程度也较小，无论在炎热地区还是寒冷环境中，或者在暴雨及地震气候条件下，GPS技术都可以实现准确测量，与传统的建筑工程测量技术相比，具备效率高及性能强大等优势。

3.2 GPS测量技术的定位精度较高

在利用GPS 技术开展建筑工程测量工作时，其能够在50km 的范围内，达到1×10-6～2×10-6的准确定位目标，如果将基线范围调整为100km～500km，其定位的准确度可以达到10-7～10-8。在此基础上，经过不断的更新和改进，如果基线范围达到2000km以上时，定位精确度可以维持在10-9以上，从而充分满足建筑工程测量的基本需求。

3.3 GPS测量技术具备较高的自动化程度

在对GPS 测量技术进行实际应用的过程中具备很多优势，如拥有相对较高的自动化程度，同时实际操作步骤简单，操作人员仅需要操作仪器仪表，做好数据的收集工作，并实时跟踪监测仪表的状态，使其能够保持稳定运行即可。在GPS 系统中，设备可以对卫星进行自动捕捉，并进行相应的记录，且在结束观察工作后，仅需进行电源的管理操作。如果利用GPS测量技术开展建筑工程测量工作，可以提高工作效率和质量。

3.4 GPS技术对应的观测时间投入较少

应用GPS 测量技术的过程中，可以通过对控制网布局方式的运用进行直接测量工作，针对不同的观测点开展数据测量和收集工作，使得实际投入的时间有所减少。与人工测量的方式相比，可以节约较多的资源。除此之外，在实际测量工作开展的过程中，可以保证覆盖范围的广泛，提高测量工作的质量和效率，减少不合理或者不专业测量带来的资源浪费和经济损失。

3.5 GPS技术在实际应用过程中存在的缺点

GPS 技术在建筑工程测量工作的开展和落实过程中虽然应用具有很多优势，同时也可以收获良好的效果，但是应用过程中避免不了会产生一些问题。首先，在开展测量作业时，会在不同程度上受到地形变化的影响，例如部分狭窄以及封闭的区域内，GPS技术无法正常应用；其次，在城市化建设过程中，建筑物的高度不断升高，会在一定程度上遮挡GPS 信号，导致实际测量的连续性及准确性有所降低；最后，在开展建筑工程测量作业时，需要有较高的成本投入，给相关单位和部门带来一定的经济负担。

4 GPS技术在建筑工程测量中的实际应用分析

4.1 GPS定位技术的作用和优势

GPS 测绘技术的实际应用原理为通过物理及数学几何等基础理论的结合，与GPS 系统空间分布的卫星进行联动，分析地面装置发出的请求，实现对地理环境的测绘工作。常用的GPS 测绘技术手段有两种，即静态相对定位和动态相对定位。与动态相对定位相比，静态相对定位较为简单，按照有关规定和要求对地面接收装置进行排序，之后进行约45min左右的同步观察，安排专业的测绘技术人员开展数据的采集和处理等工作。动态相对定位有一定的复杂性，观测标准是载波相对测量，需要明确工作点的具体位置，之后将地面接收装置安装在相应的位置，从不同的角度出发开展测量工作。

4.2 GPS技术在水下测绘中的应用

开展建筑工程测绘工作的过程中，水下测绘是重点内容，同时也是难点所在。主要因为水下环境存在一定的特殊性，随时可能发生变化，且实际水位会影响测量工具的正常使用，导致测量结果不准确等问题。尤其是采用人工作业的方式时，水下的压力会影响测绘人员的正确判断，给测量结果的精确度带来影响。而通过利用GPS 测绘系统，可以解决以上问题，由于测量工具携带方便，且客观环境因素不会带来严重影响，能够有效完成测绘作业，同时保证测量结果的准确性及可靠性。

4.3 GPS测绘系统中虚拟现实技术的应用

在传统的工程测量工作中，通常需要采用人工操作的方式完成测绘工作，不仅工作效率低，且经常因人为失误导致测量结果不准确，影响后续施工作业。但是在GPS 测绘系统中，有虚拟现实技术为后续测量提供依据，保证获取数据的完整性及精确性。例如在开展测绘工作之前，可以结合现场的实际情况及环境特点，利用计算机技术和相关软件构建立体模型，向测量人员展示测量场景，之后开展动态分析工作，可以帮助测绘人员提前发现工作中可能遇到的问题，及时采取有效措施进行处理，为建筑工程测量工作的顺利开展提供基础保障。

4.4 GPS测绘技术的布网工作

在建筑工程测量工作中应用GPS 技术时，需要做好布网工作，主要采用点或者线连接的方式进行布网。开展相关工作时，需要分析不同地区的特点，明确其中存在的差异，做适当的调整和改变，让GPS测绘更加灵活和可靠。GPS 测绘系统的控制网布设在很多方面，有着广泛应用且得到的测量效果显著，如资源勘查、地质测量、工程测量及变形监测等，将GPS测绘技术的优势充分展现出来，为工程测量工作作出巨大贡献。

5 提升建筑工程测量中GPS 技术应用水平的有效对策

5.1 做好控制测量点的合理选择

对于建筑工程测量工作的开展而言，需要保证测量点选择的合理性，避免影响GPS 技术测量的精准度。首先，开展测量点选择工作时，应该站在宽阔的视野角度进行分析，保证信号接收设备能够顺利完成安装，并对周围障碍物做好勘察，确保在15°以下；其次，避免在测量点200m范围内出现大功率无线电发射源，例如微波站以及广播电视台等，减少此类信号接收设备对GPS 系统产生不利影响。与此同时，相关工作人员应该保证测量点与无线电波传输设备的实际距离不小于50m；最后，避免测量点的选择在高层建筑附近区域内，防止此类建筑物影响卫星信号的有效传输。

5.2 加强GPS 技术与建筑施工放样环节的有机结合

开展建筑工程测量工作的过程中，施工放样是不可或缺的重要环节，包含的内容较多，主要有基础施工放样、上部结构放样以及高层建筑施工放样等，施工人员应该确保相关工作与整体的施工进度配套进行。其中的基础施工放样，通常在建筑工程建设初期开展，实际目的是对平面位置及桩孔位置进行明确，重点工作内容有合理控制开挖深度以及基础模板位置放样等。如果在施工区域内地形变化较为明显，可以对GPS 坐标进行利用，保证相应放样工作的全面落实。通过对GPS测量技术的运用，可以在目标移动的过程中完成测量，并保证整体的精度，如果在此过程中依然存在偏差，需要采用其他定位措施，再一次进行放样测量。

5.3 保证建筑工程数据测量记录的详实及全面

相关工作人员应该针对整个测量过程进行详实记录，认真整合收集到的各项数据，并做好合理的分类工作，使得后续的计算拥有坚实的基础和充足依据。数据的测量和整理过程中，可以将涉及到的记录内容分为三类，即测量手簿、观测数据以及其他类型数据信息，与此同时，认真整理原始观测数据以及接收机的初始信息。在填写相关信息的过程中，应该利用铅笔进行记录，方便后续数据的追加和更改，提高对数据备份的重视，避免因原始数据的丢失及不完整等情况带来施工负担和压力。

5.4 对测量数据进行科学有效的处理

完成数据采集工作任务后，需要选择科学合理的方式做好数据的处理工作，使得数据信息的实际功能及应用效率得到提高。在开展数据处理工作之前，应该有效检验不同数据的准确性，同时保证数据的可靠及完整，为施工作业的各阶段提供基础依据。开展C、D、E 级GPS 网基线相应的解算工作时，通常可以对设备中的商用软件进行利用，实现对各类数据的合理处理。由于RTK 数据涉及到的内容较多，范围相对较为广泛，例如点名、属性以及三维坐标等，为了简化处理流程，需要在下载RTK数据信息的过程中，对建筑工程基本的测量需求进行分析，有针对性的开展和落实测量工作，保证各项参数的设定可以达到工程施工要求，进而提高数据处理的准确性。

5.5 工程平面图的实际作用和注意事项

工程具体指工程图册簿籍，实际作用是记录工程位置、附属建筑物类型以及数量等数据信息，通常情况下，工程的主要构成部分包含三个，即工程籍册、数据集以及工程图形籍，其中图形籍具备利用图形直接描述工程附着物参数的功能。而对于建筑工程测量工作的开展而言，其实质是通过采用测量手段，针对工程建设进行测定和记录，为后续的各施工环节提供重要的基础保障。工程平面图涉及到的范围较大，不仅包括数学基础、工程要素以及工程基础等，还涵盖了很多地物要素。除此之外，应始终坚持应用数学坐标轴的原则，在工程平面图上构建对应的坐标轴，从而实现对数据信息的合理标记，在对工程地形等方面进行剖析测量时，可以对地物相关知识进行利用。通过对工程图开展准确的测量工作，可以实现可靠的计算和统计，从而能够保证工程调查内容的完整性。

5.6 提高对工程图编辑环节的重视

编辑工程图是工程图测量过程中不能缺少的重要环节，主要内容是将工程图涉及到的数据信息以及坐标信息等进行综合性处理。之后将处理后的数据作为主要依据，通过对计算机设备的利用，对工程图进行准确判断，保证输出精度可以满足工程建设需求，同时结合实际情况，合理调整比例尺。在此基础上，处理不同参数的过程中，应该保证与数据编辑的密切联系，通过对多种数据的分析，实现工程图的合理调整，为工程信息的科学处理和利用提供坚实基础，结合具体需求严格按照相应的步骤开展编号工作。在开展工程量的计算工作之前，应该有效查验坐标串，防止线状物以及不同类型的界限出现混乱以及打折的情况。除此之外，进行工程量计算的过程中，需要以不同界限连续点位的坐标串作为主要依据，对辛普森公式进行充分利用，深度落实对应的计算工作，保证此项工作的专业性及可靠性。

6 结语

在新时期建筑行业的发展过程中，开展工程测量作业时，常用的技术类型比较多，而最为有效的测量技术之一为GPS 测量技术。此种测量方式不仅操作简单，还可以实现对施工区域的准确定位，为各施工环节提供重要基础。在应用GPS测量技术时，可以减少测量环节投入的时间和人力成本，减轻测量人员的负担和压力，实现节能减排及绿色环保的目标。为了提高此项技术的有效性，需要将先进的测量理念引入到建筑工程建设中，促进城市化建设及社会的稳定可持续发展。