GPS技術(shù)在建筑測量中的運用實踐

摘要：隨著社會經(jīng)濟水平和科技發(fā)展水平的不斷提升，建筑行業(yè)也迎來了自身的時代發(fā)展機遇，這也讓人們對建筑工程質(zhì)量日益重視。建筑測量作為建筑工程正式施工之前的關(guān)鍵工序，測量工作質(zhì)量將會對工程整體質(zhì)量，產(chǎn)生較大影響。GPS技術(shù)是人們生產(chǎn)生活中，應(yīng)用日益廣泛的技術(shù)，在建筑測量中也有較大應(yīng)用潛力。因此，本文將討論GPS技術(shù)在建筑測量中的優(yōu)劣勢，討論該技術(shù)在建筑測量中的運用實踐。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);建筑測量;運用實踐

1.傳統(tǒng)人工測量存在的技術(shù)缺陷

傳統(tǒng)測量受到技術(shù)水平限制十分明顯，很多工程單位在建筑測量問題上，未能形成正確的認(rèn)識，使施工單位建設(shè)質(zhì)量難以達(dá)到應(yīng)有要求。除此之外，在傳統(tǒng)觀念桎梏下，施工單位往往僅在意施工階段質(zhì)量控制問題，在施工準(zhǔn)備階段的測量工作上，未能保證方案的科學(xué)性，導(dǎo)致人工測量方式存在一些不可避免的缺陷，使測量工作效果大打折扣。具體而言，主要體現(xiàn)在以下方面。

1.1測量難度較大

建筑測量任務(wù)一般需要在已知建筑外形、施工場地條件的基礎(chǔ)下進行，通常情況下，人工測量限于人力的投入，或者受測量精度誤差的影響，往往只能在建筑面積較小的情況下，有效完成建筑測量，若建筑面積較大，則測量建筑物時，就會遭遇不同瓶頸。舉例來說，如果施工現(xiàn)場較大，地質(zhì)環(huán)境存在較大差異，則會為測量工作，帶來不穩(wěn)定的影響，導(dǎo)致測量設(shè)備難以最大化發(fā)揮效果[1]。

1.2 測量設(shè)備較少

傳統(tǒng)測量主要是通過人工測量方式進行，不僅每次測量時，都需要工作人員背各種測量工具，深入到實際測量現(xiàn)場，但是人工測量階段，可以應(yīng)用的設(shè)備儀器數(shù)量相對較少，主要以大刻度卷尺、水準(zhǔn)儀等為主。除此之外，在測量建筑時所用的各項測量儀器、測量標(biāo)準(zhǔn)、輔助器械、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、軟件等，都難以和實際勘測要求高度匹配。測量設(shè)備的匱乏，還會為測量人員實地工作，帶來較大困難，導(dǎo)致很多深層次測量進程，無法有效推進。

1.3測量精度較低

測量精度會受多種因素影響。首先，測量人員因素，很多工程單位測量人員并不具備較高的專業(yè)素質(zhì)，實際操作階段僅扮演建筑數(shù)據(jù)記錄員的角色，對建筑測量精度的重要性，未能引起足夠重視;其次，取值因素，若標(biāo)準(zhǔn)合適，則會為之后的測量工作，提供較高指導(dǎo)價值，但是實際情況中，測量人員在標(biāo)準(zhǔn)取值問題上，很難提升取值的準(zhǔn)確性[2]。

1.4測量意識較弱

施工單位在方案制定的階段，并未對施工現(xiàn)場環(huán)境地形勘測，引起足夠重視，而是將大部分的注意力，聚焦于施工前的造價控制、以及中間階段的施工質(zhì)量控制、后期的竣工驗收準(zhǔn)備上。測量意識的薄弱，也會對建筑測量工作進程的順利推進產(chǎn)生一定阻礙作用。例如測量工序科學(xué)性不強、測量方案不夠合理，都會對施工現(xiàn)場實地勘測結(jié)果產(chǎn)生較大影響[3]。

2.GPS技術(shù)分析

GPS，是英文Global Positioning System的簡稱，中文譯為全球定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)的研究，最早可追溯至1958年，并在1964年投入使用。到了90年代，GPS衛(wèi)星星座已經(jīng)完成了布局，數(shù)量達(dá)到24顆，全球覆蓋率接近99%。GPS技術(shù)可以為全球用戶提供精度較高、成本較低的三維位置、精確定時的導(dǎo)航信息，促進了社會信息化水平的極大提升，也無形中影響到了數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展。

GPS技術(shù)的工作原理為距離交會法，在某個區(qū)域進行GPS信號接收設(shè)備的安裝，以保證該接收設(shè)備在接收信號方面，能夠至少接收到來自兩顆衛(wèi)星的GPS信號，通過分析和處理數(shù)據(jù)的過程，對信號來源與信號接收設(shè)備之間的距離進行計算，最終應(yīng)用距離交會法獲得測量值。在計算得到信號接收位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，依照坐標(biāo)值進行繪制三維立體坐標(biāo)的工作[5]。

GPS技術(shù)應(yīng)用于建筑工程測量中，主要會在地面位置上，確定固定坐標(biāo)，完成建筑測量工作，并且在GPS接收設(shè)備，實現(xiàn)對信號的接收。這種方式不僅提升了建筑測量的信息化程度，測量人員只需要應(yīng)用專業(yè)軟件程序，分析和處理測量信號，最終獲得測量結(jié)果。相較于傳統(tǒng)測量方法，不但能夠提高測量精度，避免人工測量出現(xiàn)的誤差，而且也無需投入太多人力和物力資源，可以節(jié)省建筑測量成本。

3.GPS技術(shù)在建筑測量方面的優(yōu)勢

3.1定位精度較高

通過各種測量實踐情況證明，GPS技術(shù)具備較高的GPS技術(shù)定位，測量的精準(zhǔn)性和測量距離成正相關(guān)。具體而言，若范圍為5萬米之內(nèi)，精度可以達(dá)到7-10米;若范圍達(dá)到10萬米到50萬米之間，精度可以達(dá)到8-10米;若范圍達(dá)到50萬米到100萬米之間，可以達(dá)到9-10米。

3.2觀測站之間無需相互通視

應(yīng)用GPS技術(shù)進行建筑物測量時，無需觀測站相互之間進行通視，在測量時，只需要保證觀測站上方較為開闊即可，這樣便能達(dá)到節(jié)省造標(biāo)費用的目的。除此之外，點間也無需通視，進而無需測量地面?zhèn)魉忘c與過渡點之間的距離，有效節(jié)省了時間成本[6]。

3.3提供立體坐標(biāo)

傳統(tǒng)建筑測量中，往往需要對平面與高程，利用不同測量方式進行實測。GPS技術(shù)可以逐一測定觀測站立體坐標(biāo)，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，GPS技術(shù)的測量精度已經(jīng)達(dá)到了四等水準(zhǔn)。

3.4不具備操作復(fù)雜性

現(xiàn)階段，有關(guān)技術(shù)人員在不斷對GPS接收器進行改進，不斷減小了接收器的體積和重量，而且也提升了GPS接收器的自動化程度，在一定程度上，也降低了測量人員的工作難度和壓力，為野外施工環(huán)境的測量工作提供技術(shù)方面的強有力保障。這也可以說明，GPS系統(tǒng)在測量、導(dǎo)航、測速、測時方面，優(yōu)勢較為明顯[7]。

3.5測量時間短

GPS技術(shù)在測量工作上，主要是應(yīng)用控制網(wǎng)布局進行的，可以同步對不同觀測點進行測量。這也可以使應(yīng)用GPS技術(shù)測量，相較于傳統(tǒng)人工測量方式，可以節(jié)省超過一半的時間成本，而且可以全方位覆蓋測量事物。

3.6測量受到的限制不多

應(yīng)用GPS技術(shù)進行建筑測量定位時，不會受到地形因素或者天氣條件的過多影響，可以隨時隨地完成測量工作，進而加強了測量工作的完整性，加快工程項目推進速度。與此同時，GPS測領(lǐng)技術(shù)相較于常規(guī)測量方式，在測幾何圖形方面，靈活性更卡昂，未來將會有巨大的技術(shù)突破潛力[8]。

4.GPS技術(shù)在建筑測量方面的劣勢

GPS技術(shù)在建筑測量方面，也并非完全沒有缺陷，技術(shù)固有的弊端依然不容忽視。舉例來說，如果地方過于封閉和狹窄，則無法利用GPS技術(shù)對建筑進行測量;其次，當(dāng)前城市土地資源較為緊張，為達(dá)到最大化利用城市土地資源的目的，很多建筑物高度越來越高，在一定程度上，遮擋住了GPS信號，對測量的連續(xù)性與準(zhǔn)確程度，產(chǎn)生了較大影響;最后，GPS技術(shù)在建筑測量中會投入較多技術(shù)上的成本，組織相對復(fù)雜，難以達(dá)到監(jiān)測技術(shù)要求。

5.GPS技術(shù)在建筑測量中的運用實踐

5.1確定測量技術(shù)參數(shù)

在應(yīng)用GPS技術(shù)進行建筑測量，應(yīng)當(dāng)重視設(shè)計精度的提升。設(shè)計GPS測量網(wǎng)，將會對整體測量工作，產(chǎn)生較大影響，實際測量時，可以應(yīng)當(dāng)在工程要求基礎(chǔ)上，結(jié)合側(cè)邊實際情況，選擇較為合適額首級控制網(wǎng)，有的放矢開展測量控制工作，進而將誤差合理控制于應(yīng)有范圍之內(nèi)。設(shè)計網(wǎng)形階段，應(yīng)當(dāng)重視GPS接收機的合理布置，對接收網(wǎng)實際觀測結(jié)果應(yīng)注重接收。在選擇觀測時間時，應(yīng)當(dāng)盡量合理安排，保證在最佳時間段，提高觀測的科學(xué)性[9]。

5.2重視GPS對測量的正確選址

GPS技術(shù)測量的效果，與正確的選點位置息息相關(guān)，因此，合理選擇測量點，可以使GPS測量最終質(zhì)量得到提升。首先，安排選點時應(yīng)當(dāng)圍繞測量計劃，提高選點的科學(xué)性，基于選點位置之上，盡量保證選點具備遼闊的視野，進而避開各種高大的障礙物;除此之外，在選擇地點時，應(yīng)當(dāng)和各類電磁源保持較遠(yuǎn)的距離，從而避免GPS技術(shù)受到電磁源較強的干擾;最后，應(yīng)當(dāng)在選點安裝和保存方面，引起足夠重視，從而實現(xiàn)選點利用率的提升。若選址合理程度較高，則可以使后續(xù)測量工作量大大減少，在調(diào)整測量網(wǎng)絡(luò)整體方面，同樣大有裨益。

5.3外業(yè)測量的操作

通常情況下，外業(yè)測量是GPS建筑測量工作的重中之重，外業(yè)測量工作質(zhì)量，會對測量工作整體，產(chǎn)生較大影響。基于此，在外業(yè)測量操作方面，一定要提高計劃的科學(xué)性，重視外業(yè)測量效果的提升。實際測量時，可以借助各類計算機，精確計算測量地點的各類數(shù)據(jù)，包含衛(wèi)星情況、測量時間、測量角度等，同時制定針對性測量計劃。除此之外，全網(wǎng)同步觀測一定要保證時間的合適，無論是測站天線朝向問題，還是有關(guān)數(shù)據(jù)，都應(yīng)當(dāng)提升控制的準(zhǔn)確性。因此，應(yīng)當(dāng)對采集數(shù)據(jù)的時間進行科學(xué)安排，合理控制天線朝向，進而獲得合理的測站數(shù)據(jù)。在測量階段，應(yīng)當(dāng)重視監(jiān)視監(jiān)檢測工作，對其中涉及的不同細(xì)節(jié)精準(zhǔn)把握，若出現(xiàn)測量問題，應(yīng)當(dāng)針對性進行調(diào)整，并適當(dāng)延長測量時間[10]。

5.4數(shù)據(jù)處理

GPS測量階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，測量人員應(yīng)當(dāng)落實記錄與備份工作，加強測量數(shù)據(jù)的安全性與準(zhǔn)確性。測量階段，應(yīng)對數(shù)據(jù)進行及時復(fù)核，對其中出現(xiàn)的誤差問題，應(yīng)落實嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚砗秃怂愎ぷ鳎嵘郎y量數(shù)據(jù)的科學(xué)性與質(zhì)量。GPS測量技術(shù)在不斷發(fā)展的同時，能夠有效降低工作人員的工作強度，進而實現(xiàn)時間成本的減少，測量人員一定要加強對測量工作重要性的認(rèn)識，合理控制人為、環(huán)境等各方面因素，提升測量數(shù)據(jù)整體的準(zhǔn)確性。在高程控制問題上，應(yīng)重視其精度的提升，加強對整體測量精度的控制。

6.建筑測量技術(shù)的自動化發(fā)展

6.1智能操控技術(shù)

測繪技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展融合，使測繪技術(shù)實現(xiàn)人工智能、專家系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，成了現(xiàn)實中的可能。在計算機的支持下，可以全面模擬并深入分析人腦思維，令測繪技術(shù)大大提升自動化等級，加強數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

6.2制圖軟件技術(shù)

5G技術(shù)是時下大火的通訊技術(shù)，可以在4G技術(shù)基礎(chǔ)上，更快提升各類數(shù)據(jù)信息的傳輸速度，未來隨著5G技術(shù)的發(fā)展和成熟，建筑測量工作會更加簡單，會為測量人員帶來更大便利性。

6.3測量通訊技術(shù)

在建筑測量技術(shù)中，升級地形測量數(shù)字化測繪軟件，將會成為技術(shù)主要發(fā)展方向，開發(fā)數(shù)據(jù)庫的同時，也會更新數(shù)據(jù)庫信息，拓寬GPS技術(shù)的應(yīng)用邊界。

7.結(jié)束語

GPS技術(shù)應(yīng)用于建筑測量中，可以極大提升測量精度，減少測量人員工作量。實際測量中，一定要重視測量方法的科學(xué)性，合理選擇測量點，最大化發(fā)揮該技術(shù)的測量優(yōu)勢，促進建筑測量質(zhì)量的提升。

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作者簡介：仇東環(huán)（1981-），女，漢，山東人，大學(xué)本科，講師，研究方向：大地測量。