GPS技術在建筑工程測量中的應用分析

摘 要：隨著在建筑工程中測量技術的進步以及測量標準的提高，GPS技術也得到了廣泛的應用，并在發展的過程中不斷提高。文章對GPS技術的工作原理及其組成以及其優點進行了簡要的分析說明，并探討了其在建筑工程測量中的應用。

關鍵詞：GPS技術；建筑工程；測量；應用

1 概述

隨著我國建筑行業的快速發展，建筑方面的相關技術水平及要求都在不斷提高。因此，用途廣泛、作業效率高的GPS技術也逐漸被引入到建筑工程的測量中。這一技術的應用能夠為建筑工程的測量提供精準度高、大量且全面的相關數據，從而使建筑測量的工作效率得到了大幅提高。此外，隨著科學技術的不斷更新進步，GPS技術也在不斷的與時俱進，發展出了快速靜態定位和靜態定位這兩種高效率的測繪方法，從而使建筑業的測量技術得到了大幅度的提高，發展到了一個新的高度，測量的方法變得更加智能化，測量的結果也變得更加精準，施工技術水平和工作效率也得到了提高，在很大程度上確保了施工質量。

2 GPS技術的基本工作原理及組成

GPS技術是全球定位系統的英文簡稱，起源于美國上個世紀70年代開始研發的軍方的一個衛星導航項目，全面建成是在1994年。最初只是應用于軍事領域，隨著該技術的民用化發展趨勢，越來越多的行業領域也開始采用這一技術。

2.1 GPS技術的基本工作原理

GPS技術的基本工作原理是距離交會法。首先，確定好GPS信號接收裝備的位置，很快來自三顆或更多的衛星發散出的GPS信號就會被其感知并接收。然后，衛星和信號接收裝置之間的距離以及信號發出的實際位置就可以根據信息接收裝置所接收到的數據進行分析得到。而后再利用距離交會法對當前的測量值進行分析計算，并得到信號接收裝置的三維坐標。最后利用三維立體的坐標進行表示。一次完整的測量實驗就完成了。然而在實際的建筑工程測量中，地面固定的坐標系統通常應用的更為廣泛。

2.2 GPS技術的組成

2.2.1 空間衛星群。GPS衛星群一共由24顆衛星組成，其中有21顆是工作衛星，還有3顆在軌的備用衛星。它們以4顆一組為單位進行了平均分配，分配于6條不同的平面軌道上1都互成60度，并以12小時為周期進行運轉工作。這種分配方式使得至少4顆GPS系統中的衛星能夠在全球的任何時間任何地點處被觀測到。GPS的空間衛星群部分主要是為了觀測需要觀測的目標，并將觀測到的數據進行轉化，變成地面監控系統或用戶設備可以接收的各種碼和載波信號，以此來實現對目標的控制和定位。

2.2.2 地面監控系統。GPS地面監測系統是由1個主控站、3個注入站和5個監測站三個部分組成，其在GPS系統中的作用至關重要。其中，GPS主控制站位于美國科羅拉多州，主要負責對地面天線接收的衛星信號傳回地面的信息進行監控和收集，然后根據收集到的信息來計算衛星星歷等數據，從而實現對衛星的調整以及對衛星運行的控制。

2.2.3 GPS信號接收機。GPS信號接收機也就是GPS的用戶端，由主機、電源和天線組成，它的作用主要是搜索、追蹤以獲得衛星信號。具體表現為：當它搜索感知到衛星后，會跟蹤衛星所發出的信號，并對其進行變換、放大和處理，從而計算出它自己——GPS信號接收機的相關信息，如：經度、緯度和高度等。

3 GPS技術的優點

3.1 操作簡便

與建筑工程的原始測量相比，采用GPS進行測量可以減少很多的人工操作，因為測量以及部分數據處理工作都可以通過自動化的設備進行，這在很大程度上降低了由于人工操作的有限性帶來的不便。此外，隨著科技的進步，GPS技術在獲得的數據質量方面也有了很大的進步，而且隨著對操作儀器的改進，測量的操作也變得更加簡單便捷。

3.2 測量時間短

GPS技術采用控制網布局的方式進行測量，在測量的過程中，會有幾個觀測點同時進行，這在很大程度上縮短了測量時間，尤其是相比于人工測量。而且對測量目標的全方位覆蓋，可以減少由于工程建設在時間上的耽誤造成的不必要的損失。

3.3 測量不受限制

由于GPS技術的特殊工作原理，決定了其在工作時外界的天氣和環境因素不會對其造成影響。因此，在利用GPS技術進行測量和定位時，測量工作的進度和完整性都可以得到保障。同時，GPS技術在幾何圖形和測點間的通視處理上的方法更加靈活，這對建筑工程測量也十分重要。

3.4 測量數據精準度高

利用GPS技術測量得到的數據，其精準度非常高，甚至可以達到紅外線測量儀測得的數據的高精確度，而且相較于其它測量設備，其優點在于目標的距離越遠，其結果的精準度就越高。

3.5 適用范圍廣

GPS技術不僅在軍事中普遍應用，在各種日?；顒又袘靡蚕喈攺V泛。如汽車導航、手機地圖等，還可以應用于工程測量、航空導航、土地測量等多個行業及領域。

4 GPS技術在建筑工程測量中的應用

4.1 為建筑的測量提供技術參數

在利用GPS技術進行工程測量時，為了保障GPS測量設計網能夠有利于整個工程測量工作，就需要對設計的精度進行不斷的改進提高。這既是因為在選擇并確定首級控制網的過程中，需要根據實際需求以及測邊情況來確保設計網點之間的誤差。也是因為在設計網形的過程中，需要通過對GPS接收機進行科學合理的設置以確保設計網的工作效率和效果。此外，為了確定最佳的工作時間，要以GPS衛星提供的實際數據為基礎來進行分析確定。

4.2 為建筑的測量提供選址參考

觀測點的選擇對于目標觀測的結果有著重要影響，因此觀測點的選擇要科學合理從而使觀測的精度得以保障。因此，觀測點應盡量布局在障礙物較少、視野較開闊、電磁輻射干擾較小的地區。此外，要重視對原點的利用效率，在充分利用原點的基礎上，減少對觀測點的建設投資，從而確保整體觀測網的較高的工作效率。

4.3 為建筑的外業提供科學指導

外業的操作是建筑工程測量工作的關鍵環節，最終的工程觀測質量在很大程度上是由其決定的。因此，有必要對建筑的外業工作提供科學合理的指導與規劃。而GPS技術恰好能夠為其提供大量且精準度高的數據，如：觀測的最佳時間、觀測的最佳角度以及衛星的狀況等數據，這對觀測工作的有效性起著重要作用。由此可見，GPS技術的應用能夠提高觀測工作對于整個觀測網的了解程度與監管力度，并能夠及時調整觀測過程中的數據，從而提高整體的觀測水平。

4.4 為數據的處理提供方法

在實地進行外業工作所獲得的數據并不能直接投入實際的工程建筑中，需要進行科學的校驗與處理，從而為建筑工作的開展提供科學的依據。GPS技術對自身在數據的處理與分析方面的能力進行了突破性提高，這有利于提高數據的準確性及可靠性。同時，其自身智能化水平的提高，減少了人工處理數據，精簡了數據處理的環節，也減少了因人工處理帶來的不利影響，從而使數據的可靠性得以保障。

5 結束語

雖然GPS技術有其強大的優勢，也存在很多不足，如：受地形影響較大、城市的高樓會影響GPS信號的連續性與準確性、成本投入較大等。但是總體來說，它為建筑工程節省了大量的人力、物力、財力，對建筑工程測量有著重要意義。因此，要充分發揮GPS技術的優勢，合理避免其不足帶來的影響。

參考文獻

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