GPS 定位測量技術在房屋建筑工程中的應用

陳 旺

（江蘇水利房地產開發有限公司， 江蘇 淮安 223001）

隨著科技的不斷進步，越來越多的建設領域實現了從科技到生產力的轉化，其中就包含有GPS 定位技術。GPS 也即全球定位系統，是一種利用定位衛星實現全球范圍內的精確定位并提供導航服務的系統。在房屋建筑工程行業，GPS 主要發揮其靜態測量的功能，用于幫助測量人員建立各種控制網絡，彌補了傳統測量技術的缺陷，在大型的房屋建筑工程中發揮了巨大的作用。

1 GPS 定位測量技術概述

1.1GPS 系統的特點

GPS 作為新一代的全球定位系統，主要依賴于衛星無線信號實現精準定位，在房屋建筑工程測量中，具有以下三個主要特點：1）定位精度高。GPS 的定位精度比傳統的經緯儀高得多，一般誤差可以控制在1mm 范圍內，并且隨著技術的不斷發展，定位的誤差范圍還會進一步縮小。GPS 定位不僅能夠滿足靜態定位還能實現實時動態定位，在各種類型的定位中，GPS 均能滿足比較高的定位精度。2）測量時間短。GPS 定位有靜態定位法和快速定位法兩種，使用靜態定位法測量需要幾個小時的時間，快速定位法只需幾分鐘，這就大大縮短了測量時間，提高了測繪速度。同時，GPS 定位系統還能夠與計算機系統、全站儀等共同使用，進一步縮短了測量數據處理的時間。3）測量的智能化。GPS 定位測量具有高度的智能化，只需要簡單的儀器就能完成對大范圍建筑物的測量，并將測量信息及時傳遞給用戶，大大提高了測量工程的效率。

1.2GPS 定位測量技術的原理

GPS 進行定位測量時，接收機的天線被看作為靜止狀態，接受衛星數據，利用物理學以及幾何學知識求得定點的坐標、高程信息，實現對該點的多角度定位。GPS 靜態定位測量模式操作簡單，使用多臺接收機在不同地點進行同步觀測，時間一般在40 分鐘以上，觀察結束后，再將專門的數據交由專業人員進行處理。為了實現對定點的全方位觀測，需要至少四顆衛星同時參與工作，要求的精度越大需要的衛星數量也就越多。另外，在實際測量中可能會出現建筑物遮擋衛星信號的現象，影響接收機的正常工作，此時就需要GPS 與全站儀等傳統定位儀器結合使用，以滿足測量需要。

2 GPS 定位測量在房屋建筑工程中的應用

在房屋建筑工程中，GPS 定位系統主要幫助工作人員對房屋地形進行測圖、完成工程的細部測繪工作，得到工程的規劃圖和地形測繪圖，縮短房屋測繪工作的時間，提高測繪的精度。在大型房屋建筑工程中，GPS 定位系統應用更為廣泛，具體的應用技術如下：

2.1 施工臨時水準點的確定和測量

在房屋建筑工程設計初期，一般沒有進行細致的計算，因此設計單位為了完成設計圖的繪制，必須深入現場進行施工臨時水準點的確定和測量。如果建筑物范圍很大，例如機場、大型商場等，就會造成施工臨時水準點的間距很大，相應的測繪間距也就較大，使用傳統的測繪儀器不僅繁瑣而且精度得不到保證。此時，就需要GPS 定位系統幫助完成測量任務，使用接收機接收衛星信號，具體操作時需要完成天線的安裝、接收機的操作以及信息的傳遞與處理，操作人員在操作時，要嚴格遵照指導手冊保證測量準確度。一般來說，大型房屋建筑物測量初期，工作人員首先需要通過衛星圖片完成對建筑地基的分析，然后根據實際的地形，每隔一定的距離設置一個施工臨時水準點，需注意，水準點需要設在地面比較堅硬的地方，另外，也可以人工埋設水準點，并對每一個水準點的位置進行詳細記錄。

2.2RTK GPS 在房屋建筑工程放樣中的應用

RTK GPS 是GPS 技術的進一步發展，能夠幫助施工人員更加迅速、準確的完成放樣工作，克服了傳統放樣方法人員浪費、觀測時間長、不通視的缺陷。一般來說，RTK GPS 技術只需GPS 接收機花費一分鐘的時間即可完成對點的定位，且定位誤差在10cm 范圍內。使用RTK GPS 技術進行放樣首先要設置參考站，具體的設置過程為：在已知控制點上架設GPS 接收機及天線，開機后，將控制點接收機天線的詳細數據（坐標、高程）輸入到接收機內，并在其內部完成參數格式的轉換，然后接收衛星信號并把本機接收到的觀測值等信息以無線電波的方式發送出去，待指示燈正常顯示后，參考站便架設完成可投入使用。隨后，工作人員可以開始流動站工作，打開GPS 接收機，新建項目并建立與所設置參考站相匹配的配置集，實現流動站對衛星信號及參考站信息的同步接收，并對信息進行處理，完成信息的格式轉換，將數據反映到流動站數據終端。完成對該位置的放樣工作。

2.3GPS 技術在高層房屋建筑基準傳遞中的應用

在高層房屋建筑工程中，GPS 還能夠幫助完成基準傳遞的測量工作。隨著國民經濟的不斷發展，土地資源逐漸成為稀缺資源，為了占用盡量少的土地同時又能滿足建筑物的面積使用要求，現代建筑開始朝著超高層方向發展，這也對施工測量提出了更高的要求。在高層房屋建筑工程中，基準傳遞是最為重要的測量任務，對建筑物的質量和施工進度都有很大的影響。傳統的高程基準傳遞方法有幾何水平測量、三角高程測量、全站儀測量等，但是這些方法對環境的要求較高，有些方法并不適用于高層建筑物的測量，會帶來很大的誤差，因此必須選擇一種更加有效方便快捷且誤差小的方法。使用GPS 進行高程基準傳遞的具體步驟為：1）建立WGS-84 坐標系，并完成與施工坐標系的轉換；2）在建筑物內部根據建筑物自身的相對位置關系建立四個參考點，參考點的坐標已知；3）完成首次測量，并將結果記錄作為后續測量的依據；4）展開后續測量工作，每一次測量時，固定一個點為起算點，該點與就近另一點的連線為起算方位，以確保標準一致，測量完成后，進行相應的GPS 測量結果轉換，以上數據轉換標準均以第一次測量為準。測量完成后，還要對數據進行處理，可以通過各類GPS 計算軟件完成操作，另外，還要控制測量結果的誤差，分析產生誤差的原因。

3 結束語

隨著GPS 技術的不斷發展和成熟，采用GPS 進行的建筑工程測量任務越來越多，GPS 技術較之傳統的經緯儀測量具有測量范圍廣、不受遮蔽物限制、耗時短、效率高的優點，并且精度不輸全站儀，10 公里范圍內的誤差僅有10cm，完全滿足建筑物設計要求。在未來，隨著GPS 的技術更加深入的發展，其精度將會進一步提高，使用范圍也會更大，并能夠取代傳統的測繪工具成為測繪行業的主要工具，在房屋建筑工程中發揮更大的作用。