建筑工程测量中GPS测量技术的有效应用

建筑工程测量中GPS测量技术的有效应用

孙平

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摘要：工程测量是建设工程的重要组成部分，为建设项目的总体决策提供了必要的数据依据。GPS技术是最常用的测量方法，以其高效、高精度、操作方便等优点，提高了建设工程的进度和质量。介绍了GPS技术的组成和工作原理，分析了其优缺点，探讨了GPS技术在建筑工程测量中的具体应用。

关键词：建筑工程测量；GPS测量技术；应用

1GPS测量技术

1.1GPS系统构成

GPS系统主要由三部分组成，即接收装置、空间部分和地面监测系统。接收设备包括电源、主机和卫星天线，可以通过卫星系统自动搜索位置，接收到相应的卫星信号后进行跟踪定位，同时采用一定的信号交换方式进行处理，获得GPS信号接收机的实际位置和高度。

卫星是全球定位系统空间组成部分中最关键的部分，包括运行卫星和轨道备用卫星。全球定位系统中的卫星在相应的预设轨道上运行，同时在12小时的轨道上实时无死角地监测和定位。对于GPS系统的空间部分，它起到观测地球上目标的作用，同时通过信号传输将观测数据传输到地面监测系统，起到定位和控制地面目标的作用。

地面监测系统主要由主控站、地面天线、监测站和通信辅助系统组成，在整个GPS系统中发挥着重要作用。主控站接收和监督卫星发射的数据信号，并通过数据信号计算卫星信息，对空间卫星进行合理调整，确保其在轨道上的正常运行。

1.2工作原理

GPS测量技术是一种以距离交会原理为核心的全球定位技术，是一种在建筑工程测量的具体应用中发挥着非凡作用的新型定位技术。为了接收和处理卫星信号，应在地面安装一个接收设备，以计算信号卫星与信号接收设备之间的距离。信号接收装置的具体位置应该使用该距离信息和距离相交法来计算，从而形成三维坐标系。

2GPS定位系统在GPS测绘技术中的组成与作用

在GPS测绘技术中，定位系统起着支撑作用。目前的GPS定位系统由三部分组成，即：GPS卫星及其星座，属于空间部分；地面监控系统属于地面控制部分；GPS信号接收机属于用户设备部分。GPS卫星的主要功能是：能够接收地面站发送的导航信息和其他信号；能够接收地面站发出的各种指令，纠正轨道偏差或激活备用设备；能够向地面连续发送GPS导航和定位信号的地面监测系统通常配备一个主控站、三个注入站和五个监测站。主控站内通常安装一台大型电子计算机，负责进行数据采集、计算和传输操作。监测站的主要功能是收集和传输各种类型的信息，并将其传递给主控制站。注入站通常有特定型号的抛物面天线、固定电路C波段发射机和计算机，主要用于将来将自主控制站的导航消息注入卫星存储器。GPS信号接收器包括接收器硬件、车载软件和数据后处理软件包，形成完整的GPS用户设备。其主要功能是捕获卫星信号，计算测量站的三维位置、速度和时间，并实现导航和定位功能。

3GPS测量技术在建筑工程测量中的有效运用

3.1工程测量方案的制定

通过GPS测量技术制定建筑工程测量计划包括三个方面：测量精度的制定和设计、测量位置的设计和测量时间的确定。精度设计需要根据中国相关标准制定，并在此基础上，结合当地的具体情况，在测量区域内选择合适的GPS控制网进行测量工作。然后，设计了合理的GPS接收机布局，通过两者的相互配合来提高测量效果。在建筑工程测量的时间选择方面，需要结合GPS提供的预报图来确定时间周期，确保在被测卫星分布均匀的情况下确定最合理的测量时间周期，以有效提高测量精度。

建筑工程测量的选址也极为关键，直接关系到建筑工程的最终质量。一般来说，最合理的测量位置需要满足两个要求避免某些电磁信号的干扰，以便接收到最佳信号；尽量选择相对较宽的场地，以减少障碍物对测量结果的影响。只有做到这两点，才能保证建筑工程的测量效果。由此可见，GPS测量技术的应用可以在制定建筑工程测量计划时，对位置、时间和精度做出最佳的设计选择。

3.2GPS差分定位测量技术在建筑工程测量中应用的深度逻辑分析

从以上内容可以看出，这种GPS测量技术在建筑工程测量中的应用存在一个问题，即GPS实时定位精度一般需要通过人工分析来确定。于是就出现了一个深层次的问题——现有的精密测量方法基本上都是通过读取GPS发送的经纬度坐标，手动将其转换为平面坐标，然后手动比较测量精度。然而，没有办法验证移动距离的准确性和一致性，测量精度需要熟练的人员操作，这很繁琐。为了解决上述问题，可以在测量过程中建立GPS差分测量和定位精度手动测量系统。该系统的组成如下：设置RTK主机设备，需要使用反馈线和专用接收天线进行连接，用于测绘。此外，RTK还应连接到基于串行端口的4g/5g模块和接收站，以实现差分信号的传输和接收；RTK主机通过常规电源线连接到电源；RTK主机通过232转USB串口与上位机通信并发送数据。按照上述方法完成系统设置后，在进行基于GPS差分定位测量技术的建筑工程测量工作时，可以深入分析测量点的航向角等信息。基于该系统进行测量时，需要使用局部切平面坐标系和直角坐标系。众所周知，地球是一个椭球体，因此计算所需的种植参数是地球的长轴和短半轴参数，分别对应6378137±2m和6356752±2m。第一个偏心率e2值为0.00669439999013。

3.3控制测量点选择

施工工程测量前必须完成测点的合理选择，以确保GPS测量的精度不受此影响。在选择测量点时，首先要确保视野开阔，并且视野中障碍物的高度在15°以内，这可以为信号接收设备提供有利的安装条件。其次，应确保大功率无线电发射源在控制测量点200米范围内，以防止对信号接收设备的干扰。无线电波传输设备与测量点之间的距离应控制在至少50m。最后，不要选择高层建筑附近的测量点，因为它们可能会阻碍某些卫星信号。此外，确保选定区域的地面稳定性，以确保标识的长期保存。

3.4建立工程控制网

控制网在勘察工程中起着最基本的保护作用，可以促进工程勘察、安全检查等活动的顺利开展。因此，在选择控制网的网络类型时，必须根据工程的具体情况进行选择，并了解和确定控制网的精度要求，才能有效满足建设项目的测量要求。分层网络布局和控制是建立控制网络时必须遵循的原则，控制网络必须具有足够的密度和良好的准确性。不应忽视石头的选择和掩埋。应采用载波相位静态差分技术观测埋石的合理位置，并对观测数据进行计算，以有效控制网络平差。这可以提高GPS技术的精度控制

3.5GPS技术在建筑施工平面布置中的应用

施工平面布置是工程测量的重要组成部分，包括基础施工平面布置、上部结构平面布置、高层建筑施工平面布置等。施工平面布置工作必须与施工进度合理协调。基础施工布置在建筑施工的早期阶段进行。基础模板位置的布置和开挖深度的控制是涉及的工作内容。如果施工区域地形不平坦，必须使用GPS坐标才能有效地完成布局操作。GPS技术的使用可以防止目标来回移动，从而提高测量的准确性和效率。测量中也应使用其他测量方法，如果施工布局中存在不准确的测量，则应重新测量。

3.6数据测量记录

在工程测量过程中，工作人员应及时记录测量过程，并确保记录的完整性和准确性。此外，有必要组织和收集测量方法和数据，为未来的决策提供依据。测量数据应分为三种类型：笔记本、观测数据和相关记录。接收器开始时的信息、初始观测数据和GPS时间都应记录在观测记录中。在这个过程中，要及时用铅笔记录和填写测量笔记本，不要做任何更改或添加。同时，还需要避免数据损坏和丢失的发生，并及时备份相关数据。

结语

GPS技术作为现代建筑业发展中最常见的测量方法，可以用于建筑业的精确定位，从而促进建筑业的顺利进行。在对建设项目进行测量时，使用GPS技术可以显著缩短测量时间，降低测量难度，并有效地节省人力、财力和物力。因此，我们应不断提高技术水平和测量理念，最大限度地发挥GPS技术在城市建设工程测量中的优势，切实提高城市建设工程的测量水平，为城市化进程提供可靠保障。

参考文献

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[2]曹泉.GPS测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].智能城市,2020,6(01):44-45.

[3]蔡庆文.GPS技术在建筑工程测量中的应用分析[J].居舍,2019,(33):52.