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GPS定位测量技术在房屋建筑工程中的应用蒋寒芳

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：蒋寒芳

[导读] 摘要：随着我国建筑行业的快速发展，建筑方面的相关技术水平及要求都在不断提高。

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        摘要：随着我国建筑行业的快速发展，建筑方面的相关技术水平及要求都在不断提高。因此，用途广泛、作业效率高的GPS测绘技术也逐渐被引入到建筑工程的测量中。该技术的应用使建筑测量的工作效率得到了大幅度提高。本文对GPS定位测量技术在房屋建筑工程中的应用进行探讨。
        关键词：GPS测绘技术；建筑工程测量；应用
        1GPS系统组成
        GPS系统的接收装置主要分为卫星天线、主机和电源三部分。在这三者的作用下，有效地利用GPS系统中卫星装置进行位置上的自行搜索，并在接收到相应的卫星信号后，再对其进行跟踪和定位，通过一定的信号交换和方法处理，精准地确定GPS信号接收机的所在位置和相应高度。作为GPS技术的使用端，其主要作用是对相应的卫星信号进行接收和处理。
        GPS系统空间部分最主要的就是卫星，包括正在工作的卫星和轨道备用卫星。GPS系统中的卫星会在相应的预设轨道内开展工作，并且在运行周期为12h的情况下，对全球进行无死角、随时随地的监测和定位。对于GPS系统空间部分来说，其主要作用就是对地球上的目标进行观测，并将这些观测数据以信号的方式传递到地面监控系统中，从而实现对地面目标的定位和控制。地面监控系统主要由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成，在整个GPS系统中发挥着至关重要的作用。在地面监控系统中的主控站能够对卫星传输的数据信号进行监督和接收，并通过这些数据信号对卫星的信息进行计算，进而有效地对空间卫星进行相应调整，使其正常合理地在轨道内工作和运行。
        2GPS定位测量技术在房屋建筑工程中的应用
        2.1建筑工程技术参数测量中的应用
        以建筑工程中的点位测设为例，其能够将目标区域中各个布点的经纬度与高程进行精准测量，并以此为基础进行点位连接，形成目标区域空间分布图，据此分析目标区域的大小与形状，为建筑工程的设计与施工提供精准的三维空间坐标测绘数据。对于点位测设工作，利用GPS技术精准测量目标区域的各关键节点的经度、纬度与高程，得到每一点位的（X、Y、Z）三维坐标值，基于各点位的三维坐标值，可以在相关软件中构建目标区域的三维模型，为建筑工程施工人员提供精准、三维可视化的目标区域空间结构模型。
        2.2建筑工程测量方案制定中的应用
        在控制网的选择上，应当选择城市或工程二级GPS网作为测区一级控制网，以保证测量精度符合施工标准。测量范围内各边的误差最大不能超过1/10000，测量区域的边长也应当得到控制，平均边长不得大于一千米。GPS接收机精度的固定误差a≤15mm，比例误差系数b≤20×l0-7。根据现场实际情况，找到控制点，并进行区域划分，控制点中至少存在两个已知的平面控制点。选择好控制点后，应根据实际地形条件，架设GPS接收器，保证信号接收良好，确定网型布设形式，对区域内的坐标、高程等数据进行采集。
        利用GPS测量系统进行工程测量，不仅要考虑实际地形地貌，还要考虑到定位卫星服务状态。当卫星数量不少于四颗且分布均匀时，即为最佳观测状态，测量效果更好，数据更加准确，且信号强度稳定。所以，设计人员应当将施工地点最佳测量时间编写如施工技术交底，现场施工人员也应当根据实际情况编制测量时刻表和进度表。做好数据记录和整理工作，保证测量的规律性和准确性。

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        2.3建筑工程外业测量中的应用
        2.3.1测站点灵活布置
        GPS测量测站点的选择一定要灵活，其选择不一定保证测量范围内的通视性，只要保证控制点的准确和待测点的信号接收良好即可。在测站点的选择上具有很大的空间，局限性较小。但这并不意味着可以随意选择测站点，因为工程测量是一个连续性较强的活动，其测站点的选择不仅要保证一点的精确测量，还要保证后续点的测量精确度。因此，在测站点的选择上，应当至少保证其与一个待测点的通视性，便于连续作业，也便于后续点的复核工作。对于地形比较复杂，开阔地域较少的区域，测站点周围仰角超过15度范围内不允许出现障碍物，便于信号的接收，同时也可以减少测站点的数量，减少工作量。测站点的位置要保证其受外界干扰因素较少，尤其是较强的电磁场干扰，其周围不应当出现大功率电气设备和信号发射塔等干扰源。观测地域不仅要保证视野开阔，还要对气候条件予以重视，保证设备使用和存放安全性，条件较好的地形地貌更有利于观测质量，减少观测工作量。现场测量人员对选定的测站点要进行明显的标记，避免其遭到其他施工人员的破坏，同时还要对其进行想起记录、存档，以便观测和复测。
        2.3.2观测工作流程
        观测根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10s。在3个点上同时安置3台接收机天线(对中、整平、定向)，量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。测量过程中，控制点的确定是重点，在控制点处，应当保证接收器的水平，确保立杆的气泡在圆圈范围内。对待测点进行观测时，应当按照测量区域，对其进行合理编号，存入手簿，保证数据的完整性和数据调出的便捷性。实际操作过程中，测量技术人员应当针对不同的测量区域建立不同的电子文档，避免出现数据混乱而延误施工进度。
        2.3.3数据处理
        数据收集只是利用GPS定位系统进行放线测量的基础工作，为了能够利用数据指导工程建设，数据处理是很重要且必不可少的环节。利用计算机软件，对GPS测量数据和GPS网数据进行处理，分为基线解算和网平差两个阶段。在实际测量工作中，要注意以下三点：
        （1）控制网选点灵活。对于GPS控制网的选点工作，一定要坚持简便的原则，布网工作的简便是GPS定位系统应用于建筑测量的优势，也是其为解决传统测量仪器弊端的初衷。对于地形地貌较为复杂、空旷地域较小、测量难度较大的区域，GPS技术的应用极大减少了布网难度，更加有利于闭合回路的构建。但这并不代表其没有突出的劣势，在实际观测中，GPS定位系统虽然减少了布网难度，减少了工作量和工作难度，但受地形限制，其中存在一些边长较小，受此影响，其精度大打折扣。因此，对于精度要求较高的工程测量任务，应保证其边长均大于300m，以保证测量精度。实在避免不了选择短边，也应当谨慎测量，尽量减少误差。（2）接收机自动化和智能化。为减少工作量和观测准确性，要最大限度提升GPS接收机的自动化和智能化程度，提升工作效率。根据现场实际地形和地物情况，对受外界干扰较大的测量点进行复测，提高这些点的观测精确度。同时，为保证信号强度和观测精度，还应当注意选择最佳观测时段，保证辅助电子设备的正常使用，保证工作效率。（3）数据兼容性较好。GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成，只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。为保证控制点高程精度，需要选择合适的高程点，高程点的个数也需要足够多。
        3结语
        综上所述，建筑工程测量中应用GPS技术，能够有效提高数据参数测量的准确性，有效降低工作人员的劳动强度，在满足相应测量精准度要求的情况下，确保了这些数据信息的可靠性，从而为建筑工程施工提供了可靠的数据支持。
        参考文献
        [1]探讨GPS定位系统在房屋建筑测量中的应用[J].王铁成.居舍.2019(25)
        [2]浅谈GPS测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].于海霞.居舍.2019(22)