GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用分析

黃翔

摘要：雖然GPS技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)化程度較高，可以在短時(shí)間內(nèi)完成建筑工程測(cè)量任務(wù)，但是GPS技術(shù)仍存在應(yīng)用局限性，在測(cè)量過(guò)程中遇到夾雜劣質(zhì)數(shù)據(jù)、受到偏差影響、信號(hào)中斷周跳等問(wèn)題時(shí)會(huì)對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用推廣造成限制。因此，相關(guān)部門(mén)與企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)GPS技術(shù)的研發(fā)力度，持續(xù)地對(duì)技術(shù)體系進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。其中，調(diào)整衛(wèi)星高度角指在出現(xiàn)缺省設(shè)置值結(jié)算基線(xiàn)失敗問(wèn)題、圖形強(qiáng)度因素值較小現(xiàn)象時(shí)將無(wú)法保障基線(xiàn)解算結(jié)果準(zhǔn)確性，此時(shí)需要對(duì)GPS衛(wèi)星高度角進(jìn)行解算調(diào)整，減小衛(wèi)星信號(hào)多路徑與延遲溫度對(duì)基線(xiàn)結(jié)果準(zhǔn)確性造成的影響，以此取得良好的基線(xiàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);建筑工程測(cè)量;應(yīng)用;分析

1 GPS技術(shù)特點(diǎn)

（1）實(shí)時(shí)性。以傳統(tǒng)靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)為例，在觀(guān)測(cè)半徑20km范圍內(nèi)的基線(xiàn)時(shí)，需要消耗15～60min才能準(zhǔn)確獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。然而應(yīng)用GPS技術(shù)只需要5min即可完成流動(dòng)站初始化觀(guān)測(cè)作業(yè)，在短時(shí)間內(nèi)多次獲取測(cè)點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，C/A碼測(cè)量速度為0.1m/s。

（2）全天候。GPS系統(tǒng)具備全天候?qū)Ш蕉ㄎ坏氖褂霉δ埽也粫?huì)受到氣候、測(cè)區(qū)地理環(huán)境等因素的限制影響，可以24h全天候開(kāi)展工程測(cè)量作業(yè)。

（3）操作簡(jiǎn)單。在建筑工程測(cè)量期間，工作人員僅需在各處觀(guān)測(cè)點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)、搭設(shè)天線(xiàn)、檢查設(shè)備運(yùn)行工況即可，GPS系統(tǒng)將基于程序運(yùn)行準(zhǔn)則，自動(dòng)完成衛(wèi)星信號(hào)捕捉、跟蹤觀(guān)測(cè)等操作。在觀(guān)測(cè)完畢后，再將電源關(guān)閉、收起GPS接收機(jī)，抗干擾性強(qiáng)。與傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)相比，GPS測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)新性采取了擴(kuò)頻、偽碼技術(shù)，GPS接收機(jī)無(wú)需向外發(fā)射信號(hào)，對(duì)所接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解譯處理即可，最大程度上減小了外部干擾源對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量、測(cè)量精度造成的影響。

2 GPS技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1制訂測(cè)量方案

（1）技術(shù)設(shè)計(jì)。根據(jù)測(cè)量項(xiàng)目情況明確GPS測(cè)量精度要求，合理選擇基準(zhǔn)點(diǎn)位置與網(wǎng)形設(shè)置方式。目前，在多數(shù)建筑工程測(cè)量項(xiàng)目中往往需要設(shè)置12個(gè)控制點(diǎn)，然后在其基礎(chǔ)上構(gòu)建工程控制網(wǎng)。其中，2個(gè)控制點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)已知平面開(kāi)展聯(lián)測(cè)作業(yè)，5～6個(gè)控制點(diǎn)為高程控制點(diǎn)，采取連邊法布置工程控制網(wǎng)。同時(shí)，可選擇采取二級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置方式，將平均邊長(zhǎng)度值控制在1000m以下，并將測(cè)量誤差值控制在10～4m以下。

（2）觀(guān)測(cè)選址。盡量將測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在視野較為開(kāi)闊、障礙物數(shù)量較小、無(wú)電磁干擾源的區(qū)域中，保持相鄰測(cè)點(diǎn)的合理間隔距離，以此擴(kuò)大GPS測(cè)量范圍，提高測(cè)量效率。禁止在分布大功率無(wú)線(xiàn)電通信電磁、大型河流水域的區(qū)域中設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，水體與通信電磁將會(huì)對(duì)GPS信號(hào)的傳播性能與質(zhì)量造成影響。同時(shí)，將測(cè)點(diǎn)設(shè)置在平面較高的區(qū)域中，提前檢查地面穩(wěn)定性，必要時(shí)對(duì)地面進(jìn)行硬化平整處理。

（3）確定觀(guān)測(cè)時(shí)間。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，GPS技術(shù)具有全天候作業(yè)的特征，減小了氣候條件對(duì)測(cè)量精度造成的影響。但在技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，需要將若干數(shù)量地球衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)作為已知點(diǎn)位，若觀(guān)測(cè)時(shí)間選擇不當(dāng)，則觀(guān)測(cè)效果會(huì)受到大氣折射、可視GPS衛(wèi)星數(shù)量不足問(wèn)題的影響。因此，工作人員必須綜合分析氣候條件、GPS衛(wèi)星軌跡等因素，合理選擇觀(guān)測(cè)時(shí)間。

（4）觀(guān)測(cè)方法選擇。根據(jù)建筑工程測(cè)量項(xiàng)目類(lèi)型與任務(wù)內(nèi)容，工作人員應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠^(guān)測(cè)方法。例如，在開(kāi)展建筑工程地基位移沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)時(shí)，采取水準(zhǔn)測(cè)量方式，提前在建筑工程周邊區(qū)域中設(shè)置若干數(shù)量基準(zhǔn)點(diǎn)，確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)周邊未分布信號(hào)干擾源。隨后，在各基準(zhǔn)點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)、搭設(shè)天線(xiàn)、連通電源，持續(xù)接收、跟蹤鎖定GPS衛(wèi)星所發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)，將信號(hào)導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理軟件中解譯處理，即可直接獲取測(cè)量值，準(zhǔn)確評(píng)估建筑地基結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)位移量與沉降量。

2.2外業(yè)測(cè)量

（1）在采取經(jīng)典靜態(tài)定位方式時(shí)，需要同時(shí)在基線(xiàn)兩端部位設(shè)置信號(hào)接收機(jī)，同步對(duì)4顆及以上的GPS衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀(guān)測(cè)，要求將1km范圍內(nèi)的相對(duì)定位誤差控制在5mm以下。隨后，對(duì)基線(xiàn)觀(guān)測(cè)封閉圖形進(jìn)行平差處理，減小測(cè)量誤差。

（2）在采取快速靜態(tài)定位方式時(shí)，在測(cè)區(qū)內(nèi)設(shè)置1處基準(zhǔn)站、1處流動(dòng)站，各站點(diǎn)內(nèi)均安裝信號(hào)接收機(jī)，基準(zhǔn)站負(fù)責(zé)對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)跟蹤。流動(dòng)站負(fù)責(zé)依次在各點(diǎn)位對(duì)GPS衛(wèi)星開(kāi)展，觀(guān)測(cè)作業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)主要適用于建立工程控制網(wǎng)，需要將基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間距控制在20km以下，將GPS衛(wèi)星數(shù)量穩(wěn)定控制在5顆及以上。

（3）在采取準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位方式時(shí)，提前在測(cè)區(qū)設(shè)置1處基準(zhǔn)點(diǎn)，安裝信號(hào)接收機(jī)持續(xù)對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行跟蹤觀(guān)測(cè)。同時(shí)，將一處流動(dòng)信號(hào)接收機(jī)依次在各站開(kāi)展短時(shí)間觀(guān)測(cè)作業(yè)，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行連續(xù)跟蹤，避免出現(xiàn)信號(hào)失鎖問(wèn)題。當(dāng)出現(xiàn)失鎖問(wèn)題時(shí)，需要將失鎖流動(dòng)點(diǎn)的觀(guān)測(cè)時(shí)間延長(zhǎng)2min。

2.3數(shù)據(jù)采集及處理

（1）數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)。首先對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)備份處理，開(kāi)展一系列預(yù)處理操作，最大程度上減小人為、環(huán)境等因素對(duì)測(cè)量精度造成的影響，消除測(cè)量誤差，然后結(jié)合三維坐標(biāo)、已知高程點(diǎn)數(shù)量等信息，準(zhǔn)確評(píng)估所采集測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量與精確度，最后將測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)軟件中。

（2）數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)相比，可以輔助或替代人工進(jìn)行自動(dòng)化計(jì)算，提高數(shù)據(jù)處理效率，減小人為因素對(duì)數(shù)據(jù)精確度造成的影響。同時(shí)，能夠減小計(jì)算誤差、降低計(jì)算錯(cuò)誤等問(wèn)題的出現(xiàn)概率?？蛇x擇組合采取靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，當(dāng)兩項(xiàng)技術(shù)所獲取測(cè)量值相似、測(cè)量精度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則表明數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度得到保障，直接對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行解譯處理即可。如果二者測(cè)量值偏差較大，那么表明測(cè)量精度受到點(diǎn)位位置影響，需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，適當(dāng)調(diào)整觀(guān)測(cè)時(shí)段，以此減小數(shù)據(jù)處理誤差。

結(jié)束語(yǔ)

總之，GPS具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量效率、測(cè)量精度與項(xiàng)目質(zhì)量的全面提升。因此，在工程建設(shè)過(guò)程中必須加大對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用力度，將其作為工程測(cè)量技術(shù)體系的重要補(bǔ)充措施及核心技術(shù)手段。GPS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題，需要對(duì)GPS技術(shù)體系進(jìn)行創(chuàng)新探索，積極采取各項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)措施，提高技術(shù)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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