文/仲啟龍 蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇蘇州 215104

高層及超高層建筑施工GPS定位控制測量研究

文/仲啟龍 蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇蘇州 215104

隨著社會的發(fā)展，促進了城市化進程的加速。高層建筑是城市建筑的主要內(nèi)容，在建筑的過程中，測量基準(zhǔn)傳遞、軸線和垂直高度是高層建筑施工中質(zhì)量控制的重要問題，為了確保工程施工的質(zhì)量，應(yīng)該加強對測量工作的重視，在建筑施工中運用GPS定位控制系統(tǒng)，能夠保障施工的質(zhì)量和測量的精確性，實現(xiàn)對建筑工程各項工作的科學(xué)、快速定位。GPS定位系統(tǒng)在高層建筑中被廣泛應(yīng)用，并且取得了良好的應(yīng)用效果。

高層建筑；FPS定位；控制測量

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，誕生了GPS定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于高層建筑當(dāng)中，能夠解決高層建筑過程中艱難的測量工作，實現(xiàn)授時和測距的空間交匯，能夠向建筑行業(yè)的施工人員提供連續(xù)、準(zhǔn)時和高精度的三維定位。在高層建筑中應(yīng)用主要是對測量基準(zhǔn)傳遞、軸線和垂直高度等進行測量，能夠確保工程施工的精確性，方便、快速的進行定位測量，符合建筑工程的施工質(zhì)量和施工要求，對建筑工程施工具有重要的作用。

一、GPS衛(wèi)星定位測量的基本理論

（一）GPS定位測量基本原理

GPS定位系統(tǒng)在高層建筑中被廣泛應(yīng)用，以測距交匯法為主要的施工原理，通過無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)來對高層建筑中的各個事項進行測量，能夠確保高層建筑測量的精確性和合理性，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的定位。GPS是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，通過衛(wèi)星進行信號的傳輸，能夠及時接收其它用戶傳遞過來的信息，能夠同時接收到三顆星以上的GPS衛(wèi)星信號，準(zhǔn)確的測算出GPS衛(wèi)星信號的空間坐標(biāo)，準(zhǔn)確的測量出空間位置。同時，GPS也能準(zhǔn)確的進行定位，能夠隨著GPS衛(wèi)星信號進行高速的運動，其坐標(biāo)值會隨之發(fā)生快速的變化，能夠準(zhǔn)確的測量出衛(wèi)星信號與測量站之間的距離，了解到衛(wèi)星的坐標(biāo)值，實現(xiàn)對衛(wèi)星測量站的準(zhǔn)確定位［1］。

（二）GPS定位測量方法

GPS定位測量主要分為以下兩種方法，主要包括靜態(tài)絕對定位和靜態(tài)相對定位兩種方法。靜態(tài)絕對定位方法在高層建筑測量中的應(yīng)用，能夠確保接收機天線處于靜止的狀態(tài)下，主要是通過確定觀測站絕對坐標(biāo)來開展測量工作，能夠確保測量的準(zhǔn)確性和合理性。運用連續(xù)測量的方法對衛(wèi)星和觀測站之間的偽距進行測量，能夠獲取更多的測量，確保衛(wèi)星定位的精確性。而靜態(tài)相對定位在運用的過程中，需要在兩臺接收機的兩端分別安裝基線，實現(xiàn)對衛(wèi)星系統(tǒng)的同步測量工作，確定地球坐標(biāo)系中的相對位置和基線向量。另外，還可以通過在接收機上安裝基線端點的方式，實現(xiàn)對GPS衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面監(jiān)控，確定出衛(wèi)星系統(tǒng)的多條基線向量。需要將接收機固定在一個位置，對接收到的數(shù)據(jù)信息進行分析和觀察，確定接收到的數(shù)據(jù)信息量，提高數(shù)據(jù)處理的精確度［2］。

二、GPS衛(wèi)星定位測量的特點

高層建筑施工相對于其他建筑施工，具有施工難度大和施工系統(tǒng)復(fù)雜化的特點，為了確保施工的質(zhì)量，應(yīng)該提高GPS衛(wèi)星定位測量的精確性。運用GPS衛(wèi)星定位具有如下特點：第一，高層建筑具有層數(shù)較高的特點，需要確保施工結(jié)構(gòu)的合理性，使建筑能夠擁有良好的受力情況。并且對施工測量中的豎性測量精確度要求較高，選取的各項施工儀器和測量方法需要滿足高層建筑的建筑要求，要提前做好施工場地的檢查工作。第二，由于高層建筑的平面和立面在建筑過程中，存在施工復(fù)雜多變的情況，需要確保定位防線工作能夠與實際的施工相適應(yīng)，并配備專用的施工儀器，提高高層建筑的施工安全性［3］。

三、高層及超高層建筑施工GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計與實施

（一）GPS定位測量前的準(zhǔn)備工作

GPS定位測量施工前的準(zhǔn)備工作對于施工工作的順利開展具有重要的作用，應(yīng)該加強對該步驟工作的重視。在施工前需要對施工場地進行詳細(xì)的了解，結(jié)合具體的施工要求，繪制施工圖紙，通過GPS定位測量，詳細(xì)了解軸線和層高尺寸，并且需要對軸線圖的對比基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)層工作進行詳細(xì)的了解，處理好兩者之間的關(guān)系。并且通過對測量出來的數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的了解，能夠精準(zhǔn)的計算出建筑物平、立、剖面的形狀和尺寸等，做好高層建筑施工前的基礎(chǔ)工作，為工程施工提供標(biāo)準(zhǔn)。同時，還需要了解設(shè)計定位防線精度要求。通過對施工圖紙的詳細(xì)了解可知，需要對建筑物的總體情況進行詳細(xì)的了解，將各項工作建立在了解建筑物總體施工的標(biāo)準(zhǔn)上，對施工定位的精度進行詳細(xì)的了解，各項施工都應(yīng)該建立在特定施工的基礎(chǔ)上，符合高層建筑的施工要求［4］。

（二）GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計工作

GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計工作是由GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計依據(jù)和測量的精度設(shè)計兩種設(shè)計方法來共同組成的。其中GPS網(wǎng)在設(shè)計過程中，主要是依據(jù)GPS測量的線管規(guī)范和測量任務(wù)書上的內(nèi)容來決定的，需要對GPS網(wǎng)的進度和相關(guān)密度進行詳細(xì)的了解，滿足高層建筑測量經(jīng)濟指標(biāo)的要求，確定好各點間的距離，明確各點之間的連接方法，明確觀測次數(shù)和觀測時間長短等觀測方案。測量的進度設(shè)計在實際的應(yīng)用過程中，需要確保GPS網(wǎng)的設(shè)計精度能夠滿足測量精度的設(shè)計要求。大多是高層建筑工程都會將GPS網(wǎng)的平均距離和平均精度劃分為合理的等級，各等級需要滿足GPS網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)的要求。在進行具體布局時，可以采用分級布設(shè)、越級布設(shè)和布設(shè)同級全面網(wǎng)等積分方面，需要確保GPS相鄰弦之間的精度。進度標(biāo)準(zhǔn)對高層建筑的施工具有重要的作用，是GPS網(wǎng)設(shè)計中一項重要的量，影響著布設(shè)方案和精確標(biāo)準(zhǔn)的效果，需要結(jié)合實際的施工情況，加強對人力、物力和財力的合理設(shè)置，能夠滿足當(dāng)前實際的生產(chǎn)規(guī)程和作業(yè)經(jīng)驗［5］。

（三）GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計工作

GPS網(wǎng)圖形設(shè)計工作主要包括圖形設(shè)計的原則和圖形設(shè)計形式兩種。其中在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計中應(yīng)該遵循以下幾項原則：第一，需要對監(jiān)測點位置進行合理的布置，設(shè)置良好的方位點，在對方位點之間的距離進行確定的過程中，需要確保觀測點之間的距離，將兩者之間的距離保持在300m。第三，需要對GPS網(wǎng)點之間的距離進行合理的設(shè)置，確保視野的開闊性，確保測量工作的合理性和合法性。GPS網(wǎng)的圖形形式，在實際的應(yīng)用過程中，主要是采用三角形網(wǎng)或者環(huán)形網(wǎng)的形式來加強對GPS網(wǎng)的有效設(shè)置，需要確保數(shù)據(jù)測量的合理性，對三角形的邊進行合理的設(shè)置，強化GPS的監(jiān)測能力。三角形網(wǎng)在高層建筑實際的測量過程中，具有幾何結(jié)構(gòu)強、自檢能力和可靠性強的特點，環(huán)形網(wǎng)在實際的運用過程中，主要是由多條獨立觀測邊來組成的，在進行觀測過程中，具有工作量小和自檢能力相對較強的特點［6］。

（四）GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計工作

在高層建筑中運用GPS網(wǎng)進行設(shè)計的過程中，需要對GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)進行合理的設(shè)計，設(shè)計的內(nèi)容主要包括位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)等三個方面的內(nèi)容，按照合理的方法，加強對三個方面內(nèi)容的監(jiān)控，符合當(dāng)前高層建筑測量的要求。因此，GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計是當(dāng)前高層建筑施工中一項重要的設(shè)計工作。在高層建筑實際的應(yīng)用過程中，需要加強對以下幾項工作的重視：

第一，在對FPS網(wǎng)中的地面坐標(biāo)系進行測量的過程中，需要對坐標(biāo)系中的起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測地方進行合理的控制，用坐標(biāo)系進行合理的轉(zhuǎn)換。高層建筑中的測量工作應(yīng)該控制在可聯(lián)測的2到3個點，運用GPS網(wǎng)來實現(xiàn)對地面網(wǎng)的聯(lián)測工作，主要是通過對地形和地面控制，來實現(xiàn)對控制點的監(jiān)控工作，將其作為監(jiān)測中的重要約束點。第二，需要對GPS網(wǎng)進行平差計算，按照GPS的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求去開展測量工作，結(jié)合具體的情況，采用合理的測量方法去開展測量工作，確保GPS的計算分析能夠滿足當(dāng)前精確計量的要求，為高層建筑行業(yè)的施工提供數(shù)據(jù)支持。

結(jié)語：

GPS是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，作為一種全新的定位手段，被廣泛應(yīng)用于高層建筑的測量中來，自身具有較強的先進性和優(yōu)越性，滿足高層建筑行業(yè)的施工要求。隨著GPS技術(shù)的進一步應(yīng)用，需要對FPS應(yīng)用技術(shù)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)設(shè)計與實施工作進行進一步的研究，提高GPS技術(shù)的測量能力，加強對高層建筑施工測量定位工作的重視，是高層建筑中一項重要的測量工具和測量方法。

［1］劉昌武.長沙A1區(qū)辦公樓超高層建筑施工測量技術(shù)研究［D］.北京建筑大學(xué)，2016.

［2］盧浩.超高層建筑施工質(zhì)量管理績效評價研究［D］.重慶大學(xué)，2014.

［3］張具林，葉玉芹，談虎，等. 超高層建筑施工測量控制系統(tǒng)的建立與實施［J］.施工技術(shù)，2013，（05）：107-110.

［4］郅倫海.城市中心邊界層風(fēng)特性及超高層建筑動力響應(yīng)研究［D］.湖南大學(xué)，2011.

［5］陳宇，羅曉生.超高層建筑斜向鋼管柱測量定位施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2012，（18）：62-64.

［6］姜新.關(guān)于GPS測量技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用探討［J］.門窗，2015，（04）：209.