李欣
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摘要：近年来在建筑工程测量领域中得到了广泛应用，全面提高了建筑工程测量质量与效率，对建筑工程高精度动态坐标测量体系的构建有着重要意义。基于此，本文针对GPS技术在建筑工程测量中的应用进行探讨分析，以供参考。
关键词：GPS技术；建筑工程；测量
引言
GPS定位系统的研究起源于美国，主要应用于军事研究，而后新一代的定位系统建成，功能更加全面，主要涉及的领域是地形图的测量。GPS定位系统是基于无线传输系统，借助卫星导航仪开展的地形图测量工作，其在应用过程中具有速度快、自动化能力、地理测量坐标准确等特点，因此其在各个领域中得到应用。
1 GPS技术概述
1.1技术原理
GPS技术是通过在测区内放置卫星信号接收设备，接收机同时接收多个地球卫星发送的信号，采取各种灵活的处理方式，将卫星信号传播时间、信号发出距离等已知信息数据导入特定计算公式，即可获取接收机的三维实时空间坐标，然后构建工程控制网、绘制三维立体坐标体系。同时，不同GPS技术测量方式的工作原理存在差异，以实时差分定位测量、载波相位测量定位为例[1]。实时差分定位测量是在已知精确坐标的点位上放置GPS接收机，将其作为基准站，根据已知坐标设定观测校正值，通过无线电设备向保持运动状态的流动站发送校正值，以此消除GPS测量结果中的误差，提高测量定位精度；载波相位测量定位是提前在GPS卫星中预设导航电文和测距码，接收机对所接收GPS信号进行处理，去除卫星电文及测距码，开展重建载波操作。由于GPS信号与接收机天线装置会存在相位延迟，因此需要对重建载波与本振信号进行相位计算，以获取准确的相位差，减小相位延迟对测量精度造成的影响。
1.2 GPS系统测量特点分析
根据实践及系统使用经验分析看，GPS系统测量主要具有以下4个特点。1）测量精度高。与常规测量相比，在基准线50km以下时，其测量精准度可以达到1×10-6，随着基准线的逐步增大，其定位精度逐步提升。2）侧量基准站可远程对接。在测量过程中，不受到距离的限制，根据实际测量需要确定待测点，各测站之间无需通视，选点灵活方便。3）观测时间较短。GPS测量过程中每站测量过程中的静态相对定位时间在20min，动态相对定位仅需几秒钟即可实现。4）仪器操作简便，可进行全天候作业。GPS系统属于信息化、自动化系统设计，在使用过程中只需进行简单调试，保证数据网络的稳定性即可使用，对于开机后的参数进行标准化设定，以防数据测量精度不够；此外，GPS系统卫星分布均匀，由于可进行数据的自动检测，因此测量工作效率高，不受天气变化影响，可实现全天候检测作业。
2 GPS技术在建筑工程测量中的应用
2.1制订测量方案
（1）技术设计。根据测量项目情况明确GPS测量精度要求，合理选择基准点位置与网形设置方式。目前，在多数建筑工程测量项目中往往需要设置12个控制点，然后在其基础上构建工程控制网。其中，2个控制点负责对已知平面开展联测作业，5～6个控制点为高程控制点，采取连边法布置工程控制网。同时，可选择采取二级网络设置方式，将平均边长度值控制在1000m以下，并将测量误差值控制在10～4m以下。（2）观测选址。尽量将测量点设置在视野较为开阔、障碍物数量较小、无电磁干扰源的区域中，保持相邻测点的合理间隔距离，以此扩大GPS测量范围，提高测量效率[2]。禁止在分布大功率无线电通信电磁、大型河流水域的区域中设置测量点，水体与通信电磁将会对GPS信号的传播性能与质量造成影响。同时，将测点设置在平面较高的区域中，提前检查地面稳定性，必要时对地面进行硬化平整处理。（3）确定观测时间。
与传统测量技术相比，GPS技术具有全天候作业的特征，减小了气候条件对测量精度造成的影响。但在技术实际应用中，需要将若干数量地球卫星瞬时坐标作为已知点位，若观测时间选择不当，则观测效果会受到大气折射、可视GPS卫星数量不足问题的影响。因此，工作人员必须综合分析气候条件、GPS卫星轨迹等因素，合理选择观测时间。（4）观测方法选择。根据建筑工程测量项目类型与任务内容，工作人员应选择适当的观测方法。例如，在开展建筑工程地基位移沉降监测作业时，采取水准测量方式，提前在建筑工程周边区域中设置若干数量基准点，确保基准点周边未分布信号干扰源。随后，在各基准点安装GPS接收机、搭设天线、连通电源，持续接收、跟踪锁定GPS卫星所发出的卫星信号，将信号导入数据处理软件中解译处理，即可直接获取测量值，准确评估建筑地基结构的实时位移量与沉降量。
2.2外业测量
在外业测量环节，不同GPS作业模式的操作要点不同，工作人员应注意以下事项：（1）在采取经典静态定位方式时，需要同时在基线两端部位设置信号接收机，同步对4颗及以上的GPS卫星进行跟踪观测，要求将1km范围内的相对定位误差控制在5mm以下。随后，对基线观测封闭图形进行平差处理，减小测量误差。（2）在采取快速静态定位方式时，在测区内设置1处基准站、1处流动站，各站点内均安装信号接收机，基准站负责对GPS卫星进行持续跟踪。流动站负责依次在各点位对GPS卫星开展,观测作业。这项技术主要适用于建立工程控制网，需要将基准站与流动站间距控制在20km以下，将GPS卫星数量稳定控制在5颗及以上。（3）在采取准动态定位方式时，提前在测区设置1处基准点，安装信号接收机持续对GPS信号进行跟踪观测[3]。同时，将一处流动信号接收机依次在各站开展短时间观测作业，对卫星信号进行连续跟踪，避免出现信号失锁问题。当出现失锁问题时，需要将失锁流动点的观测时间延长2min。
2.3数据采集及处理
（1）数据采集环节。工作人员首先对测量数据备份处理，开展一系列预处理操作，最大程度上减小人为、环境等因素对测量精度造成的影响，消除测量误差，然后结合三维坐标、已知高程点数量等信息，准确评估所采集测量数据的质量与精确度，最后将测量数据导入相关软件中。（2）数据处理环节。根据测量需求，工作人员灵活运用网平差结算法与基线解算法开展数据处理操作。与传统数据处理技术相比，可以辅助或替代人工进行自动化计算，提高数据处理效率，减小人为因素对数据精确度造成的影响。同时，能够减小计算误差、降低计算错误等问题的出现概率[4]。可选择组合采取静态测量、快速静态测量技术，当两项技术所获取测量值相似、测量精度符合相关标准时，则表明数据准确度得到保障，直接对GPS信号进行解译处理即可。如果二者测量值偏差较大，那么表明测量精度受到点位位置影响，需要对测量数据进行优化处理，适当调整观测时段，以此减小数据处理误差。
结束语
综上所述，在建筑工程测量领域中，GPS具有较强的优越性，实现了测量效率、测量精度与项目质量的全面提升。因此，在工程建设过程中必须加大对GPS技术的应用力度，将其作为工程测量技术体系的重要补充措施及核心技术手段。同时，GPS技术在实际应用中也存在一些问题，需要对GPS技术体系进行创新探索，积极采取各项技术改进措施，提高技术价值。
参考文献
[1]于海霞.浅谈GPS测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].居舍,2019(22):79.
[2]林胜松.GPS技术在建筑工程测量中的应用及改进分析[J].工程建设与设计,2019(14):242-243.
[3]张清波.浅议GPS技术在建筑测量中的运用[J].四川水泥,2019(06):145.
[4]关利成.GPS技术在建筑工程测量中的应用分析[J].建材与装饰,2019(11):231-232.