韓 漪

（陜西職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安 ,710100）

0 引言

日新月異的城市發(fā)展建筑中，越來越多的在城市中見到了太多高層及超高層建筑。我們知道這是對于改革開放發(fā)展的肯定，也是我國進入現(xiàn)代化社會主義的一個嶄新標志，在這樣的大前提下，我們的科學技術(shù)也在這些發(fā)展中展露頭角，在社會主義現(xiàn)代化建設中起著非凡的作用。眼下我們將談到的GPS 定位控制技術(shù)就是在高層及超高層建筑中起著重要作用的一門科學技術(shù)，當然這也是一門從軍工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變到民用產(chǎn)業(yè)的一個突破。在目前的高層及超高層建筑設計中。最為重要的就是軸向和垂直度。這兩點如果不能很好的把握，那么高層建筑將會出現(xiàn)傾斜或倒塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。這些問題也是我們所恐懼的?？梢韵胂笕绻覀冋驹谝粋€高層建筑頂端的時候，沒有一覽眾山小的感覺，卻有著一種隨時都要掉下來的感覺，那將是一件多么恐怖的事情?。∷訥PS 定位控制技術(shù)就是為了防止這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，我們也將在下面的論述中闡述GPS 定位控制系統(tǒng)在高層及超高層建筑工程設計及施工中的應用。

1 GPS1 定位控制系統(tǒng)

所謂GPS 定位，就是說全球定位系統(tǒng)，它是指一種可以針對空間交匯定點的時間和距離測量的定位導航系統(tǒng)。而這是在全世界范圍內(nèi)都可以隨時捕捉到目標的一種技術(shù)。他向用戶連續(xù)提供高精度，實時的三圍空間的位置，速度和時間信息。他最初是應用在航空領域的衛(wèi)星定位的測繪系統(tǒng)，而后，則廣泛應用在民用企業(yè)。針對高層及超高層建筑工程，軸線，垂直度和高程控制以及測量基準傳遞都是建筑工程質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。如果不能很好的將這些問題解決，那么，工程建筑施工完畢就會變成一個不折不扣的豆腐渣工程。那么如何保證高層及超高層建筑測量定位的工作效率和觀測測量精度，保質(zhì)保量的按時交工完成工程施工，我們要在施工之前思考的重要問題之一，作為技術(shù)輔助部門的人員，對GPS 定位測量系統(tǒng)的應用則是問題的重要解決方案之一。

因為GPS 定位控制技術(shù)具有獨特的便捷、高速的定位測量和放樣測量的功能?？梢詼蚀_，高速的確定放樣點的位置，所以GPS定位控制技術(shù)可以很好的廣泛應用于高層及超高層建筑施工測量中。也只有這樣才不至于在高層建筑施工測量中出現(xiàn)的軸線，垂直度及高程控制和測量基準傳遞的問題的時候讓我們手忙腳亂，無從解決。

2 GPS 定位測量在高層及超高層建筑施工中的設計

在當前GPS 定位控制技術(shù)日漸成熟的情況下，我們做一個實驗，對整個系統(tǒng)運行和操作進行一個簡單的剖析，希望可以得到各位業(yè)內(nèi)人士的建議。

2.1 GPS 定位系統(tǒng)測量前的準備工作

當我們在做任何工作之前，一定要把準備的工作做好，因為不打無準備之戰(zhàn)，不做無把握之事，是筆者給各位的忠告。

在進行GPS 定位控制研究之前，首先要對總圖進行了解和掌握，在拿到總圖后要求進一步熟悉高層及超高層建筑的施工圖紙，也就是說，要深入了解軸線尺寸和各個樓層標高與總圖之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，也就是說，施工圖紙和總圖之間是子母圖，就是施工圖紙將總圖中的一部分按照相應的比例和施工設計要求一一進行放大處理之后得出來的圖紙，只有熟悉掌握了這些軸線尺寸，每層建筑的高度以及這個子部分的結(jié)構(gòu)尺寸，深入了解軸線圖的比例基礎，非標準樓層，和標準樓層之間的軸線關(guān)系等多種數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，才能全面掌握建筑物的平面，立體，剖面的形狀，大小，結(jié)構(gòu)等等，。而這些部分也是整個建筑工程放線標準的實際根據(jù)。

2.2 實驗設計

在一系列準備工作完成之后，我們將要進行GPS 定位控制系統(tǒng)的實驗，在高層及超高層建筑施工過程中，由于施工場的和當時所處的環(huán)境的特定影響。接收衛(wèi)星信號的干擾程度和速決計算質(zhì)量的好壞，都是是否能用GPS 定位控制系統(tǒng)進行基準定位檢測的問題關(guān)鍵之所在。

為了確保實驗的準確性，我們的實驗建立在一個廢舊的廠區(qū)內(nèi)部。如圖1 所示。使用三臺Trimble 4OOOSSI 型雙頻衛(wèi)星定位接收機，其中一臺放在廠區(qū)的一個廢廠房上作為已知點WCO1。而其他兩點則放在具有高鋼標的附近位置上。即WCO3, WCO2 或者WCO4。鋼標的高度大概是在28-32 米之間。而且這兩點中的一個接收機還是距離一根混凝土材質(zhì)的立柱很近的。也就是WCO3 點。而這樣做主要是為了高度模擬高層及超高層建筑施工場的的信號干擾所設計的，像是在施工現(xiàn)場出現(xiàn)的施工塔吊，混凝土材質(zhì)的立柱以及鋼筋等信號干擾源。在圖1 之中。WCO1 點和WCO2 點之間，WCO3 點和WCO4 點之間的距離大概為3OO 到32O 米之間。

圖1 GPS 測量模擬試驗略圖

我們在做這個實驗的時間是冬天，一共有兩個時間段的測量時間，每個時間段的時間長度是6O 分鐘的時間。在觀測的時間段里，我們將WCO2 定位點轉(zhuǎn)移到WCO4 定位點處，于此同時，對WCO2 及WCO3 還有WCO4 三個定位點之間的平距進行了鋼尺測量。

GPS 定位控制系統(tǒng)觀測得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過基線結(jié)算處理后，確定WCO1 點的一直坐標為基礎坐標點，也就是固定坐標點，用GPS定位系統(tǒng)的定位北方為固定方向，對高層及超高層建筑進行高斯投影和左邊轉(zhuǎn)換處理，最后得到的各個定位點的平面坐標。這就是由三圍立體坐標轉(zhuǎn)換為平面坐標的過程。在得到平面坐標后，計算出WCO2 和WCO3 以及WCO4 三個定位點點之間的距離，將這個計算結(jié)果和用鋼尺丈量出的實際測量值之間，進行比例比較。實際比較結(jié)果見表1。在表1 中我們不難發(fā)現(xiàn)，GPS 的測量結(jié)果和實際用鋼尺丈量的數(shù)值差是比較小的。而對于非實測基線邊的結(jié)果顯示也是一樣的。這就說明GPS 定位控制系統(tǒng)在有著鋼筋、混凝土等干擾源發(fā)出干擾信號的條件環(huán)境下，按找靜態(tài)測量的模式是同樣可以獲得比較好的定位控制結(jié)果的。

表1 GPS 測量值和鋼尺丈量值的比較

2.3 實際應用的例子

就在筆者所在的城市中，高層及超高層建筑施工過程中，工程校驗是最后的驗收部分，而驗收的結(jié)果往往取決于建筑物是否可以投入使用。而在施工過程中，使用了GPS 定位控制系統(tǒng)對高層及超高層建筑進行定位控制測量的工程往往其檢驗結(jié)果幾乎沒有誤差出現(xiàn)，這些就是依靠高科技輔助手段進行工程施工的好處所在。在上述的實驗過程中，我們已經(jīng)將GPS 定位測量講述的很清楚了，而下面筆者將對實際生活中的實例展開論述

應用GPS 技術(shù)對一個工程進行施工測量基準傳遞的嘗試性工作。這個工程的主樓高42 層，17O 米，如果用常規(guī)測量方法會具有一定的困難，因此，對這個工程的測量工作，采用了GPS 定位控制系統(tǒng)。

這樣的一個工程中，首先我們要拿到總圖，然后根據(jù)總圖深入剖析施工結(jié)構(gòu)圖的數(shù)據(jù)與構(gòu)造分析。對這個工程所要建筑的高層建筑進行深入解析之后，在工程現(xiàn)場設立幾個定位點，然后放入定位系統(tǒng)的極其對其進行初始參考數(shù)據(jù)的設置。

然后在對工程圖進行校對完畢的基礎之上，進行施工，適時對軸線，垂直度和個點位的距離進行定位控制檢測。當定點信號傳輸?shù)叫l(wèi)星，經(jīng)過衛(wèi)星信道傳輸?shù)接嬎銠C控制系統(tǒng)中我們就可以隨時監(jiān)測到工程對施工過程中是否嚴格按照施工圖進行要求施工，對于是共過程中的誤差及各點位的數(shù)據(jù)，我們進行了隨時有誤隨時矯正的措施。這樣GPS 定位控制系統(tǒng)就相當與我們的一個檢測系統(tǒng)和糾錯系統(tǒng)，完全讓我們的工程可以保質(zhì)保量的完成。

先進的科學技術(shù)，應用在廣大人民的實際生活中，這是一個值得驕傲和自豪的事情，如果沒有這些科學技術(shù)進行輔助工程的實施，我想高層及超高層建筑的建立，是完全無法實現(xiàn)的，就我們當下的一些城市而言，還沒有配備GPS 定位控制監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)對建筑進行實時檢測，所以他們這些城市中沒有辦法對建筑高層或超高層的建筑。這就是說，無法高效利用高空資源進行發(fā)展。這樣也是有礙于經(jīng)濟發(fā)展的長期規(guī)劃的。科技是經(jīng)濟發(fā)展的動力，也是其源泉，只有大力發(fā)展科學技術(shù)生產(chǎn)力才能逐漸提高，也只有這樣，才能符合高速發(fā)展的經(jīng)濟體質(zhì)要求。所以，GPS 定位控制系統(tǒng)的投入，在高層建筑及超高層建筑的建設施工中所起到的作用是無法比擬的。

3 結(jié)束語

在對于衛(wèi)星定位控制系統(tǒng)的論述中，或許還有一些瑕疵，但是我更多的是希望各位業(yè)內(nèi)人士可以給予評論和幫助，科學技術(shù)本身就應該服務與社會大眾的經(jīng)濟生活。所以對GPS 定位控制的研究也需要逐漸的發(fā)展和延伸。

[1] 劉大杰等.個球定位系統(tǒng)GPS 的原理與數(shù)據(jù)處理[M].上海:同濟大學出版社，2OO8:4O-55.

[2] 余紹鈴等.GPS 測量原理及應用[M].武漢:武漢測繪科技大學出版社，2OO7:6O-65.

[3] 羅志才等.GPS 用于監(jiān)測高層建筑物動態(tài)特征的模擬研究[[J].武漢測繪科技大學學報，2OO7(8):2O-22.

[4] 許其風.GPS 衛(wèi)星導航與精密定位[M].北京:解放軍出版社，2OO7:55-67.