ＧＰＳ在房屋建筑工程测量中的应用与监理

王全飞　杨红波

摘要：GPS全球定位系统作为新形式测量系统，已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。GPS全球定位系统(Global Positioning System)在公路工程测量中的应用，在最近的两年得到了迅速推广，这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。

关键词：全球定位系统 工程测量 特点 应用

0 引言

GPＳ全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成。GPS的地面控制系统：GPS的地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。笔者通过几年的房屋测量工作的实际体会，谈谈GPＳ在房屋施工测量中操作事业能够，以及房屋施工测量的监理要点．

１ GPS卫星导航定位的原理分析

在需要的位置P点架设GPS接收机，在某一时刻接收了3颗(a、b、c)以上的GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离sap、sbp、scp，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置(三维坐标)。从而用距离交会的方法求得P点的维坐标(xp，YP，zp)。在GPS测量中通常采用两类坐标系统：一类是在空间固定的坐标系统；另一类是与地球体相固联的坐标系统，称地固坐标系统，我们在公路工程控制测量中常用地固坐标系统。有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。

２ GPS在房屋施工测量中的应用

２.1 测量技术参数的确定 GPＳ全球定位系统测量技术参数，主要包括以下几个方面：①设计精度：根据工程需要和测区情况，选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。平均边长小于lkm，最弱边相对中误差小于1／10000，GPS接收机标称精度误差a≤15mm，比例误差系数b~20xl0。②设计基准和网形：控制网共12个点，其中联测已知平面控制点2个，高程控制点5个。采用3台GPS接收机观测，网形布设成边连式。③观测计划：根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空问位置因子PDOP)，选择最佳观测时段(卫星多于4颗，且分布均匀，PDOP值小于6)，并编排作业调度表。

２.2 GPS测量的外业实施 在GPS测量中，卫星主要被作为位置已知的空间观测目标，从而形成了不需要地面点的后方交会，每台接收机都是一个独立的控制点，经过接受到的数据解算出点的经纬坐标(wGs一84)，在多台接收机同时接收数据便形成了很多三角网形参与平差解算，自由网无约束平差解算出wGs一84坐标，然后把己知的控制点进行约束平差得到BJ一54坐标。考虑到测区的实际情况，选多于4台GPS接收机为一套设备，以两台仪器为一组，成对布设GPS点。在组成良好网形的前提下，每一对GPS点必须通视良好，其间距一般500米左右，以便于以后作为全站仪导线点的起始点。GPS联测和高等级导线在各个单位均有各自不同软件和方法平差解算，在此不在赘述。在做较长距离导线时就会产生投影变形，投影变形处理与否将直接导致整个坐标系统成败。

2.3 GPS测量的数据处理 GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。通过GPS在测量中的应用，得到如下体会：①GPS控制网选点灵活，布网方便，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。但由于测区条件较差，边长较短(平均边长不到300re)。基线相对精度较低，个别边长相对精度大于1/10000。因此，当精度要求较高时，应避免短边，无法避免时，要谨慎观测。②GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化，且观测时间在不断减少，大大降低了作业强度，观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制，造成树木遮挡，影响对卫星的观测及信号的质量，经重测后通过。因此，应严格按有关要求选点，择最佳时段观测，并注意手机、步话机等设备的使用。③GPS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。但由于联测已知高程点较少(仅联测5个)，致使控制点高程精度较低。因此，要保证控制点高程的精度，必须联测足够的已知高程点。通过以上分析，GPS系统在工程测量上将有很大的发展与空间，为工程施工质量提供了有利的保障。

３ 房屋建筑测量监理工作过程

测量监理工程师的工作依据应是合同、招标文件、国家和行业规范及相关的法律法规、有效的设计图纸、城规部门提供的红线界址点和水准高程点等。工作主要有：内业资料审核、现场旁站监理和现场复测校验。

3.1 内业资料的审核是审查施工方提供的资料是否满足本工程设计和施工规范要求。包括审查测量方案、测量成果等内业资料。如在审核施工方提供的测量成果时须审查其报验单是否按要求填写，其数据是否真实，是否满足规范设计要求，各数据之间有无矛盾、能否满足施工及精度要求，以保证测量资料的真实性、正确性和可靠性。

3.2 现场旁站监理。监理旁站是监理工程师进行工程质量控制的一个重要手段。测量监理工程师在工程进行重要的测量放线时也须进行旁站监理。对于重要点线的测量，监理工程师不能仅仅依靠旁站，因为旁站只是一种监督方式，而不是校核。要保证其精度满足要求，还须测量监理人员进行现场复测。旁站监理的过程中还须对数据进行认真的记录，并计算整理，以便在审核施工方提供的测量资料时进行核对。

3.3 现场复测校验。现场复测校验是测量监理工程师对施工方测量成果进行验收的主要工作方式和手段。对于高层建筑工程来说，监理单位必须配备相应的仪器和测量监理人员，进行现场复测校验。特别是重要部位的验线，如平面轴线控制网、高程控制网、竖向偏差的控制等监理人员必须采用与施工方不同的测量仪器、不同的测量方法进行复测，并闭合校核。如发现偏差超标应及时通知施工方重测，将测量偏差控制在规范允许范围内，对一般的测量放线，如楼层的标高控制，监理应进行抽查复测校验。

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