建筑工程測量中GPS測繪技術運用

鞏向金

山東翔云建筑工程有限公司 山東 東營 257237

引言

隨著建筑工程測繪行業的不斷發展變化，其測量技術也隨之發生了巨大的變革和創新。GPS技術則是這個時代應運而生的新型電子信息化產物，是信息技術與人工智能技術相結合的新興技術手段，能夠在很大程度上解決我國現階段在建筑工程測量工作中許多的缺陷和問題，推動我國工業化建設和城市化建設的科學發展。

1 GPS（全球定位系統）

GPS中文翻譯是全球定位系統，其全稱是：“衛星授時測距導航/全球定位系統”。該系統誕生于1973年，美國國防部耗資近300億美元歷經20年才建設成功，其最初的作用是用作為美國軍事導航與定位服務。GPS是利用衛星發射的、具有全球性、全天候、高精度且快速實時的單位導航系統，它因具有良好的保密性和抗干擾性而服務于美國國防系統。繼阿波羅登月計劃之后，現代化的GPS導航技術已經成為美國的又一項重大航天技術。隨著GPS技術的發展和日漸成熟，GPS不僅可以用于軍事方面的導航定位，在民用領域也取得了較好的效果[1]。

2 GPS測繪技術在建筑工程測量中的應用

2.1 用于精密型建筑工程測量

在建筑工程項目的建設過程中，精準的測量工作是施工建設的有力支撐，只有依據精準的測量數據來進行施工才能夠確保工程的質量和安全性。GPS技術是現代建筑工程施工中一種常用的測量技術手段，它在工程的勘察、設計以及驗收等環節都發揮著數據支撐的作用。在實際操作的過程中，GPS測量技術操作比較簡單，尤其是對于大型橋梁、隧道等精密型的建筑工程發揮著重要的觀測以及提供數據支持的作用，同時其形成的數據報告也可為后續的施工建設提供有效參考[2]。

2.2 用于科學觀測選址

在工程的觀測作業中，觀測的結果與選址和觀測質量三者之間的關系是非常緊密的，只有觀測選址的科學合理，才能夠確保測量的精度，進而提升GPS測量的最終質量。因此，在開展工程測量之前，需要結合相關的測量計劃來科學安排觀測地址。選擇觀測地址時要盡量選擇視野開闊且沒有障礙物的區域，同時也要做好觀測區域周邊的勘察工作，避免因原鋰電池造成干擾影響測量，從而影響測量結果的精準度。

2.3 用于特殊地質的布網測量

布網作業是GPS測繪技術中的重要內容，主要用于對彎曲隧道、濕地工程以及盤山公路等較為復雜的特殊地形條件而開展的測量工作。由于這些地形地貌的復雜性較高給測繪工作帶來了一定的難度，嚴重影響測量結果的精準性，使用傳統的測量技術會導致較大的測量誤差，精準度失真。因此，使用GPS測繪技術是最好的選擇，既能保證測量數據的精準度，又能夠提升測量工作的安全性。通常情況下，在對彎曲隧道和盤山公路進行測繪時，可以用邊連式和點連式的方法形成觀測三角，在利用三角形穩定原理的基礎上來提升測量的精度。在進行布網作業時，也要將觀測點布置成網狀，然后再對觀測點進行遠程測量，從而得到精確的觀測數據，精準定位。

2.4 用于外業測量和數據處理

外業測量是工程測繪的重點工作內容，也是GPS測繪工作的關鍵環節，外業測量的結果直接影響著整體測量工作的最終質量。因此，在進行外業測量之前需要制定科學完善的工作計劃，從根本上保證外業測量的質量，并借助計算機和智能軟件對外業測量數據進行精準的計算。根據觀測地址、角度以及范圍和時間等因素來制定測量計劃，也是確保測量工作順利開展的關鍵所在。一套科學完整的外業測量工作計劃，需要將每一個測量環節都考慮在內，尤其是要對監視監測方面的工作要格外注意，科學規劃好每個測量環節所需要的時間，提前做好測量工作的準備工作，即使遇到問題也能夠及時地進行解決，并做好在GPS測繪過程中的數據記錄和存儲備份工作。從整體的角度來看，在工程測量中運用GPS測繪技術不僅能夠有效縮短測量工作的實際需要時間，同時也能夠減少人力資源上的成本消耗、降低勞動強度。當然，從事相關測量工作的人員也要不斷提升自身的專業能力，最大程度上避免因人為因素而影響測量結果的精準度[3]。

3 GPS測繪技術的具體操作流程

3.1 做好前期準備工作

建筑工程的測量工作也是一項非常復雜的系統性工作，在正式開展之前需要結合實際情況來做好前期準備工作，在選擇合適的測量區域之后，結合GPS測繪技術做好系統的計劃，才能夠充分發揮其技術優勢，最大程度上保證測量數據的精準度。

3.2 確保順利接收衛星信號

GPS測繪技術最具科學含量的就是采用全球衛星精準定位并及時傳輸信號，在地面上安裝的信號接收機，能夠高效接收衛星信號，并能夠保證信號傳輸過程中的精準度和及時性。全球衛星的定位功能及傳輸速度都決定了其測量技術的高效和高精準度明顯要優于傳統的測量技術，在條件允許的前提下，相關的測量部門及測量人員也可以利用各種更加智能化的輔助手段來提高衛星數據的傳輸效率，進而更好地推進測量工作的有序開展。

3.3 測量數據處理

GPS測繪技術的自動化功能應用效果非常好，只要提前設置好需要采集的相關數據程序，即使不需要人工操作也能夠自動開展觀測工作，這樣不僅有效節約了人力成本，同時很大程度上縮短了觀測時間，提高了測量工作的整體工作效率。雖然GPS的測量結果在精準度上相對較高，但是為了避免出現測量數據的誤差，也需要在進行觀測點的選擇時進行全面嚴謹的考察。此外，在運用GPS進行工程測量的過程中，也需要實時對數據進行有效處理，確保在衛星信號傳遞的數據量達到一定標準時，準確計算出具體的坐標位置。

4 GPS測繪在建筑工程測量中的應用對策

4.1 利用虛擬現實技術構建三維立體圖像

在進行建筑工程測繪的實際過程中，影響其測量的外界因素也較多往往會直接影響測繪工作的順利開展。GPS測繪可以通過虛擬現實技術來構建一個三維立體圖像，然后利用仿真技術來清晰、仔細地檢測每一個細節來有效解決這些問題和隱患，并對檢測區域可能發生安全事故的地方進行標記，然后制定和采取相應的對策，既能保證測量數據的精準度，又能很好地保證測繪工作的安全性。

4.2 精準監測建筑工程的變形數據

在建筑工程施工過程中，工程變形的現象時有發生，一種是人為原因引起的對建筑物造成的破壞變形，一種是由于地殼變動導致的建筑物變形。GPS測繪技術由于其自身具有比較精準的定位功能，在對建筑工程變形監測的工作中發揮著比較重要的作用。通過GPS的精準定位，可以將建筑物變形的程度精準到1.0ppm，為后續施工及補救工作提供信息支撐的同時，也有利于后續施工的順利開展。

4.3 精準計算臨時水準點之間的距離

在傳統測量工作開展的過程中，不難發現由于其在設計上缺少嚴謹性和調查的深入性，而導致實際測量數據較大的偏差，造成測量數據與實際數據極不相符而對工程施工造成嚴重的影響。利用GPS測繪技術能夠很好地解決這一問題，該技術能夠精準地計算出水準點之間的精確距離，尤其是在進行外業測量，在確保按照相關制度和標準來開展的基礎上，也要制定好相關的測量計劃，這樣才能確保測量工作的順利開展。

4.4 GPS的動態定位和靜態定位

GPS測繪技術運用到建筑工程測量的基本原理，將物理與數學的幾何基礎理論結合到一起，并通過衛星群實時傳輸信號、通過地面的接收裝置來收集信號而完成的測量工作。從現階段建筑工程測量的要求來看，工作人員需要利用GPS來完成動態相對定位與靜態相對定位兩方面的測繪工作。兩種測繪模式比較來說，靜態相對定位的測繪方法比較簡單，只需要在特定的觀察時間內，將地面的接收裝置按照標準進行擺放，但是其測繪獲取的數據和圖片需要由工作人員來進行人工的收集。而動態相對定位的作業流程就相對比較復雜，它主要是利用載波相對測量作為測量標準，而其中最關鍵的一點是觀測地址的選擇，在地面上安裝接收裝置，然后從不同的角度進行全面的動態觀察來完成測量。

4.5 GPS測繪技術的路線布網

在運用GPS進行建筑工程測繪時需要進行全面布網，布網路線需要完全按照需要測量的路線來進行。特別需要注意的是，在實際的測繪工作中，技術人員要依據布網的不同區域對信息進行差異化的調整，確保實際測量信息的準確性，保證建筑工程測繪工作的質量。

5 GPS測繪技術應用的優化措施

5.1 技術層面的優化措施

在建筑工程中運用GPS測繪技術進行工程測量時，為了確保測量結果的準確性，必須要減少外部環境對GPS信號的干擾，想要做好這方面的優化主要是做好外部障礙物的清除和提高GPS技術抗干擾能力兩項內容。此外，在條件允許的情況下，要盡量清除遮擋物的影響，對于無法清除或者移走的則需要通過增加基準點和細化測量分段等方式來實現精準測量，確保最終測量結果的質量。

5.2 操作技能方面的優化措施

GPS測繪技術對測繪人員的專業技術能力要求比較高，提升技術人員的專業技術水平能夠在很大程度上減少或者避免人為因素對測量精準度的影響。另外，在管理方面也需要加強對GPS技術應用的標準和規范要求，結合技術應用的特定條件和現場的實際情況，制定科學、全面、完善、細致的測量計劃，確保測量活動是按照測量目標來規范開展的。同時，在進行管理的過程中，也需要建立完善的技術培訓和獎懲制度，以此來鞭策和提高工作人員的積極性和主動性，推動測量工作更好地開展。

6 建筑工程應用GPS技術進行測繪的注意事項

GPS技術在測繪的過程中比較容易受外界因素的影響，導致在觀測的過程中出現短時間信號不穩定的現象，或者在某些區域內測量精度不高等的問題，產生這些問題的原因比較多，可能是由于施工條件復雜對GPS信號產生干擾導致的，也有可能是GPS所能觀測到的衛星數量減少導致的，總之都會降低GPS的定位精度。為了避免這類問題的發生，要盡量選擇地勢開闊、樹木遮擋少且地勢較高的控制點，以減少自然環境對衛星信號的干擾；另一方面，也要注意對觀測時間段的選擇，盡量選擇能夠搜得到衛星數量多且穩定的時間段，并要仔細核對該時間段內可用的衛星數量，以保證后續測量時的衛星數量與該時段保持一致，以確保不同測量時段觀測結果的高度精準。

7 結束語

綜上所述，GPS測繪技術在現代建筑工程的測量作業中發揮著不可替代的作用，除了GPS技術本身具備的技術優勢之外，也可以將其與測繪工程的其他優勢進行有效融合，最大限度地發揮GPS測繪技術的測量作用，提高測量結果的精準度和整體質量，確保其的真實性和實用性。另外，測量相關的工作人員也需要深入了解和掌握GPS技術相關的專業知識，不斷挖掘GPS技術應用的新途徑和新方法，突破現有技術的限制和瓶頸，最大限度地發揮GPS測繪技術的作用，不斷提高建筑工程的建設水平，促進相關行業的整體發展。