浅议GPS技术在建筑测量中的运用

发布时间:2013-03-19 08:43:38
  摘要:随着我国社会经济的发展和科学技术的进步,建筑行业得到了快速的发展,建筑工程的质量成为社会公众关注的重要问题。建筑工程测量在建筑建设的过程中,发挥了重要的作用,对整个建筑的建设起到了基础性作用。目前来看 GPS 技术在建筑测量中的应用变的越来越广泛,尤其是 GPS 技术不断发展并完善,由此更加促进了建筑测量的精确化及科学化。该文主要就 GPS 技术的原理、优缺点进行了论述,并对建筑测量中 GPS 技术的运用展开探讨。
  
  关键词:GPS 技术;建筑测量;应用。
  
  经济的发展和社会的进步,对工程的数量和规模的要求必然会越来越大,工程测量的任务也会变得更加艰巨,这就要求测量单位在保证建筑测量的速度和进度的基础上,还要使建筑测量的质量得到充分的保证。GPS 技术是一种高科技技术,它的应用范围比较广,已经比较成熟和完善,所以在建筑测量中运用到 GPS 技术,有利于提高建筑测量的精确性和准确度,为建筑工程的质量提供可靠保障。
  
   1 GPS 技术的概况。
  
  GPS 技术的全称是全球定位系统,是美国在上世纪 70年代开始研发的,始于军事建设,后期 GPS 技术展现了巨大的优势,得到了广泛地应用。
  
  1.1 GPS 技术的基本原理。
  
  GPS 技术全称就是全球定位系统,美国从 20 世纪 70 年代研发,1994 年全面完成,是一种实现了海、陆、空全方位与立体的实时三维导航和准确定位系统。GPS 技术的基本原理主要是应用到了距离交会法,卫星在工作的过程中,会发射出具有特定频率的信号,就是我们所说的 GPS 信号。
  
  技术具体的实施主要就是在一定的区域内或者特定的一个位置,安装 GPS 信号接收设备,之后这个设备会因为内部自有系统接收到来自两颗卫星以上的 GPS 信号,之后会对这些信号进行数据处理,并且处理从 GPS 信号接收设备收到的 GPS 信号,此外计算机系统会计算信号发出的位置、信号接收器和卫星三者之间的距离。计算的主要方法应用的就是距离交会法,同时计算出 GPS 信号接收装备的每个坐标点,会根据这些坐标描绘出三维立体坐标[1].
  
  1.2 GPS 技术的构成部分。
  
  GPS 技术主要包括用户 GPS 接收机、空间卫星群、地面监控系统这三部分,其中地面监控系统在整个 GPS 技术中占到了非常重要的作用,它主要由一个主控站、三个注入站和五个监测站构成;GPS 接收机主要由电源、主机和天线构成,它的功能是进行追踪,对收到 GPS 信号的位置和卫星进行追踪,继而获得信号;空间卫星群的主要是由不同的卫星组成,这些卫星主要分布在六个不同的既定轨道上,包括 21 颗 GPS 工作卫星和三颗 GPS 备用卫星。
  
   2 GPS 技术在建筑测量中的优缺点。
  
  GPS 技术在建筑测量中的应用使建筑测量的技术得到了极大的发展和提高,是现代科学技术的产物,实现了通讯遥感技术和测量技术的有效结合。GPS 测量提高了建筑测量的速度,实现了定位技术的高度自动化和精确度[2].
  
  2.1 GPS 技术在工程测量中的优点。
  
  传统的GPS定位技术基本上只是进行静态的相对定位,它的定位速度和精确度都是有限的,随着 GPS 技术研究的不断深入和科学技术的进一步发展,GPS 技术的定位速度和精确度有了很大的提高,从而出现了 GPS 测量仪器的大规模发展,即 GPS 全站仪产生。近几年来由于 GPS 技术在建筑测量的理论不断完善,使 GPS 技术日趋成熟,并且 GPS技术呈现出小型化、价格低廉化、操作简便化的方向发展,这都为工程测量打下了坚实的技术基础和理论支持。传统的常规地面定位技术,测距、测角、侧水准的测量方法正在逐渐改变,逐渐被一次性定位三维坐标、高速度、高效率和简单实用所替代。相比于传统的建筑测量技术来说,GPS 技术有以下的优势:
  
  GPS 技术在建筑测量时可以全天进行作业,不管在任何时间、任何气候环境以及场合等都可以进行不间断测量。
  
  GPS 技术在建筑测量中的定位精确度十分高,较为普通的双频 GPS 接收机基线解精度是 5 mm 1×10^(-6)D ,虽然GPS 技术可以看作红外仪,但是随着测量距离的增长,GPS技术体现了自身的优势和特点。
  
  GPS 测量站之间不需要通视,即使测量站之间有高山和大海的阻挡,只要能够保证测量地点上空的开阔,顺利实现信号的接受,那么就不会对建筑测量产生明显的影响。
  
  GPS 技术可以直接提供三维坐标,GPS 技术在建筑测量的过程中,不仅可以准确测定观测站台水平的位置,而且还能够准确测量出观测站的大地高程。
  
  GPS 技术测量的观测时间比较短,速度非常快,通常情况下在 GPS 控制的各个监测站观测的时间在三十至四十分钟,使用的方法是快速静态定位法,观测速度极快,工作效率极高。
  
  GPS 技术携带起来十分便利,操作简便。GPS 技术工程测量的仪器变的越来越先进,测量的自动化程度很高,实现了简便和智能化操作,而且实现自动记录储存测量结果和对数据进行处理。
  
  2.2 GPS 技术在建筑测量中的缺点。
  
  GPS 技术虽然在建筑测量中展现了巨大的优势,但是在实际的应用中也体现了它的不足和缺点,需要我们进一步解决和思考。
  
  由于建筑地点并不是空旷的,就会对 GPS 信号造成干扰,导致测量的信息不准确,产生一定的误差,使最终的建筑计算结果不准确。
  
  GPS 技术的测量结果会受到 GPS 仪器的影响,不同型号的 GPS 测量仪器对同一建筑测量产生的结果可能存在不同之处,运用 GPS 技术测量的结果与传统测量结果也会出现不同,并且这些差异难以消除和解决,会给实际的工程建筑造成困扰。
  
  在范围较小的建筑测量时,因范围比较狭窄,GPS 技术的优势得不到充分的发挥,通常就会使用传统的测量方法,由此会增加建筑的测量任务,也会影响测量的结果[3].
  
   3 GPS 技术在建筑测量中的运用。
  
  3.1 GPS 技术测量点的选择。
  
  在利用 GPS 技术对建筑进行测量时,因为不必把各个测量点之间的相互通视考虑在内,那么就应该着重考虑如何选择测量点。在选择 GPS 技术测量点时,需要注意以下几个方面:
  
  要将一些不必要的干扰降到最少,因为 GPS 技术主要运用无线通讯设备进行实时测量,所以在进行测量点的选择时,要尽量避免和大功率的无线通讯设备进行接触,避免电磁波之间出现互相干扰的问题;要保证 GPS 技术定位的精确度和稳定性,在选择测量地点时,要想使基础地面保持稳定,如果测量点选择的是以前的位置,那么对它的稳定性需进行再次测量;GPS 技术在测量时要避免大型的水域,因水会对电磁信号产生影响,所以在选择测量点时要避免水域面积比较大的地点;还要把测量点放在比较高的位置上,主要是为了为 GPS 提供较为广阔的空间和较强的信号。
  
  3.2 建筑测量的实施。
  
  在利用 GPS 技术对建筑进行测量时,首先需要严格按照既有的计划进行。在制定的时间和地点完成测量工作。测量单位可以使用建筑测量中经常用到的静态相对定位法实施测量,在测量的过程中,测量工作人员不能使用手机等无线通讯设备,以免电磁波对 GPS 产生影响;之后还要调整好天线的位置,做好测量数据采集的工作,使建筑测量的各个环节和阶段正常运行,尽可能的多获得测量数值,以此提高建筑测量数据的准确性。
  
  3.3 测量点的数据记录。
  
  利用 GPS 技术进行建筑测量的工程,加强对测量数据的保存和记录是十分重要的工作环节,通常的数据记录方法主要有两种,分别是记录测量数据的手簿和观测记录的方式。运用观测记录的方法主要内容包括观测相位波值和历元的观测,PS 导航卫星的钟差参数、观测值的伪距测码、导航信息和 GPS 接受仪器工作的信息状态;记录手簿主要负责对 GPS 接收器启动之前和观测测量数据之前记录的。此外还要保证记录数据的准确性。
  
   4 结语。
  
  总之,在对建筑进行测量的过程中,为了改变传统测量方法的不准确性和低效率,GPS 技术是目前较为先进的一种测量方法,并且由于 GPS 技术理论系统的成熟和实践的不断丰富,GPS 技术在建筑测量中,彰显出了巨大的优势,如高精确度、高效率和准确性。虽然 GPS 技术在一些方面还需要进一步提高,但笔者坚信随着科技的进步和完善,GPS技术在建筑测量中将会发挥越来越大的作用。
  
  参考文献:
  
  [1] 辛立国 . 浅谈 GPS 技术在建筑测量中的运用 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2014,(32):85-86.  
  [2] 李文 .GPS 技术在建筑测量中的运用分析 [J]. 建筑工程技术与计 ,2015,(17):194-194.  
  [3] 殷波。GPS技术在建筑测量中的运用[J].商品与质量·建筑与展 ,2014,(4):278-279.
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