李佳

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽113006）

GPS測量在高層建筑施工中的應(yīng)用

李佳

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽113006）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會需求的不斷變化，高層建筑工程越來越多，其對施工技術(shù)與工程質(zhì)量均提出較高要求。GPS測量技術(shù)優(yōu)勢明顯，能夠確保高層建筑測量工作的精確度與有效性。論文簡要敘述了GPS測量的特點和高層建筑中GPS測量技術(shù)的設(shè)計情況，在此基礎(chǔ)上探討了GPS測量在高層建筑中的具體應(yīng)用。

GPS測量；高層建筑；施工技術(shù)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.003

1 引言

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動了高層建筑工程的進(jìn)一步完善，在高層建筑施工過程中，測量工作具有重要作用，采取GPS測量有利于提高測量工作的精準(zhǔn)度，且操作相對靈活，具有極高的利用價值。在高層建筑測量工作中，要設(shè)計合理的GPS測量方案，并在具體應(yīng)用中注重測量細(xì)節(jié)的處理，確保理論與實操的有效結(jié)合，提升測量工作的實效性。

2 GPS測量的特點

近年來，GPS測量技術(shù)在高層建筑測量工作中得到了較為廣泛的應(yīng)用，就其自身而言具有明顯的優(yōu)勢，在工程施工過程中，即便基本控制網(wǎng)點密度降低，也可快速定位，準(zhǔn)確測定。GPS測量具有顯著的特點，其具體概括為如下4個方面。（1）具有較高的測量精準(zhǔn)度，當(dāng)基線不大于50km時，其精準(zhǔn)度最高可到達(dá)1×10-6，如果基線長度超過1000km時，則其精確度最高達(dá)到1×10-8，由此可見，其精確度優(yōu)勢明顯。（2）測站間相互通視需求取消，測量工作更加靈活[1]。在GPS測量中，無須測站間形成相互通視的形式，依據(jù)需求確定測試點即可。（3）觀測時間方面具有絕對優(yōu)勢，在進(jìn)行GPS測量時，在靜態(tài)相對定位中，設(shè)站所需時間僅為20min，如果是動態(tài)觀測的話，則僅需5～10s。（4）GPS測量中相關(guān)儀器操作簡單且靈活，其實現(xiàn)了接收機(jī)自動化作業(yè)模式，在測量中操作人員只需將儀器對中和整平，在此基礎(chǔ)上對天線高度進(jìn)行量取[2]，開機(jī)后按要求設(shè)置相關(guān)參數(shù)，接收機(jī)便可自動化作業(yè)。

3 高層建筑中GPS技術(shù)的設(shè)計

3.1 測量精準(zhǔn)度的設(shè)計

GPS測量設(shè)計精準(zhǔn)度受到諸多因素影響，其中GPS相關(guān)網(wǎng)的用途占據(jù)重要地位。測量過程具有等級劃分，只有明確進(jìn)行的測量等級，才能更加有效地針對其精準(zhǔn)度進(jìn)行測量。在等級劃分中，可在城市或者工程網(wǎng)中確定相應(yīng)的觀測點，并以相鄰2個觀測點的距離為劃分依據(jù)，建立1、2、3、4四個等級，通常情況下，高層建筑2個相鄰觀測點之間的具體小于1km，其在2級測量范疇內(nèi)[3]。在測量精準(zhǔn)度設(shè)計過程中，可利用等效距離誤差公式：

式中，a為接收機(jī)的誤差，其誤差值必須小于15mm；b為比例誤差，其誤差值必須小于20(ppm·D)；d為相鄰2個測量點之間的距離，在GPS網(wǎng)中小于1km。在高層建筑測量中，要以上述設(shè)計為理論根據(jù)，并在具體測量中綜合考慮各方因素，同時進(jìn)行相關(guān)驗收工作，最終達(dá)到測量精準(zhǔn)度的要求。

3.2 GPS網(wǎng)同步圖形獨立邊設(shè)計

GPS網(wǎng)同步圖形具有獨立邊與非獨立邊，其中獨立邊對閉合環(huán)計算具有一定的影響。由于圖形同步方面，接收機(jī)并未作出固定要求，所以其閉合環(huán)差不等于0，這樣會產(chǎn)生較大誤差，因此，在實際設(shè)計中需對閉合環(huán)實行限差處理。并且，在具體施工過程中要結(jié)合工程實際，調(diào)整相應(yīng)的限差條件，以此避免監(jiān)測過程中出現(xiàn)信號干擾現(xiàn)象。在監(jiān)測過程中，獨立邊的設(shè)計選取幾何形狀，這樣可較為清晰地發(fā)現(xiàn)差值，便于選擇有效圖形[4]。設(shè)計的最后要根據(jù)工程實際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，一般情況下，當(dāng)接收機(jī)數(shù)量超過3臺時，可利用技術(shù)手段，采取軟件挑選法，確定獨立邊基數(shù)作為固定環(huán)的參考。

3.3 GPS網(wǎng)圖形設(shè)計

在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計中，通常使用三角形、環(huán)形和星型圖形?，F(xiàn)將3者優(yōu)缺點匯總?cè)缦隆＃?）三角形具有較高的可靠性，并且其自檢能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)優(yōu)勢較為明顯。但是，其在觀測過程中任務(wù)量較大，尤其當(dāng)接收機(jī)數(shù)量不足時，觀測時間則會被延長，在這樣的情形下，環(huán)形則具有一定的優(yōu)勢。（2）環(huán)形的構(gòu)造為多條獨立邊形成的閉合環(huán)，工作量較小，但是其分布不均，觀測精準(zhǔn)度存在差異。（3）星型結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便，一般情況下2臺設(shè)備即可高效完成測量任務(wù)。但是，就高層建筑測量工作而言，多采用三角形和環(huán)形網(wǎng)，依據(jù)具體測量工作，單獨使用或者混合應(yīng)用，以此保證測量的精確度和經(jīng)濟(jì)成本的合理化。

3.4 GPS網(wǎng)基準(zhǔn)設(shè)計

在高層建筑測量過程中，基線向量的獲取具有重要地位，為了提高精確度也可將地方坐標(biāo)納入?yún)⒖挤秶鷥?nèi)。由此可見，GPS網(wǎng)基準(zhǔn)設(shè)計時，坐標(biāo)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)起算工作務(wù)必要有效開展。其中，GPS網(wǎng)基準(zhǔn)包含尺度、方位、位置3個維度的基準(zhǔn)，在設(shè)計過程中，要實現(xiàn)多個測試點靈活轉(zhuǎn)換，可通過增加控制點和數(shù)據(jù)起算數(shù)量的方式來實現(xiàn)，并在結(jié)合地形基礎(chǔ)上制定3個作用的聯(lián)合測試點。除此之外，也要相應(yīng)地考慮控制點長方形構(gòu)造原則，其中控制點類型為城市或國家等級控制點，在這一原則維護(hù)下，可有效地保證坐標(biāo)的勻稱性。

4 GPS測量在高層建筑中的具體應(yīng)用

4.1 建立GPS測量基準(zhǔn)

在具體的高層建筑施工過程中，要結(jié)合上述設(shè)計原則，采取有效的措施建立GPS測量基準(zhǔn)，在建立過程中合理有效地利用當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征，力爭完善基準(zhǔn)測量工作。例如，在北方某高層建筑工程中，為確保測量的準(zhǔn)確性，建立GPS測量基準(zhǔn)，其建立過程如下：為了保證測量過程中基準(zhǔn)傳遞工作的有效開展，在施工過程中要建立大地坐標(biāo)系，并且與工程坐標(biāo)建立聯(lián)系，明確二者間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。該工程項目具有工期較短，測量任務(wù)較重且精準(zhǔn)度要求較高，并且場地范圍相對較小等特點，建立測量基準(zhǔn)時應(yīng)充分考慮上述因素，在施工外圍設(shè)立2個獨立的基準(zhǔn)點（XMO1和XMO2），二者具有一定的臨時性，旨在利用這2個基準(zhǔn)點完成傳遞工作。

4.2 確定GPS測量基準(zhǔn)點

在確定GPS測量基準(zhǔn)點時，既要考慮測量的方便性，又要合理結(jié)合高層建筑自身的特點，將二者有機(jī)結(jié)合，最后實現(xiàn)測量基準(zhǔn)點選擇的有效性。測量工作開展中將XMO1這個基準(zhǔn)點設(shè)置在高層建筑頂部，這個位置具有設(shè)置方便、操作靈活等優(yōu)勢，并且該位置通視性較高，有利于測量工作的展開。而XMO2則設(shè)置在建筑外圍，為了確保通視性，將其與高層建筑的距離規(guī)定為140～150m之間。同時，該點還具有不受外部車輛干擾的優(yōu)勢，在一定程度上避免了外力造成的誤差。

4.3 GPS測量基準(zhǔn)傳遞

在測量基準(zhǔn)傳遞方案的設(shè)置中，既要考慮行業(yè)相關(guān)規(guī)范，又要對高層建筑實際情況進(jìn)行綜合考量，以此為基礎(chǔ)制定合理有效的方案。例如，在上述高層建筑項目中，基準(zhǔn)傳遞按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。由于測量基準(zhǔn)建立和測量基準(zhǔn)點確定過程均實現(xiàn)理論技術(shù)與高層建筑實際相結(jié)合的局面，具備合理性，為基準(zhǔn)傳遞打下了堅實的基礎(chǔ)，從而確保了基準(zhǔn)傳遞的實效性。

5 結(jié)語

綜上所述，GPS測量技術(shù)具有顯著的特點，其在測量工作中對GPS網(wǎng)和基準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)計，可有效地保證測量的準(zhǔn)確性。在具體應(yīng)用過程中，其操作靈活，為高層建筑測量工作提供了有效的測量手段，提高了測量工作效率，與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比具有較大的發(fā)展空間。

【1】姚杰.高層建筑施工GPS測量技術(shù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016(5)：228-228.

【2】葉天青.淺論GPS測量在高層建筑施工中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014(25)：1171-1171.

【3】林小麗.高層建筑施工中GPS測量的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015(25)：791-791.

【4】劉大林.高層建筑施工GPS測量技術(shù)探討[J].科技與創(chuàng)新，2015(2)：137-138.

Application of GPS Measurement in High-rise Building Construction

LI Jia
(FushunVocationalTechnologyInstitute，Shenyang 113006，China)

With the development of economy and the changing social demand,there are more and more high-rise buildings.There are higher requirements to the construction technology and quality.GPS measurement has obvious advantages,which can ensure the accuracy and efficiency in high-rise building measurement.This paper briefly outlines the characteristics and the design of GPS measurement in high-rise buildings,and discusses the specific applications of GPS measurement.

GPS measurement;high-risebuilding;construction technology

TU198+.6；P228.4

B

1007-9467（2016）09-0005-02

2016-09-06

李佳（1985～），女，遼寧撫順人，講師，從事建筑測量與建筑結(jié)構(gòu)研究。