【摘要】伴隨著高層建筑數(shù)量的不斷增加，GPS定位控制技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)對于建筑垂直度、高程控制等的精準(zhǔn)測量，具有相當(dāng)顯著的優(yōu)勢。本文結(jié)合GPS定位控制技術(shù)的特點，對其在高層建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑 GPS定位控制 應(yīng)用

前言：城市化進(jìn)程的加快，使得城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口數(shù)量迅速增加，高層建筑也因此成為城市建筑發(fā)展的主流方向。在高層及超高層建筑工程建設(shè)中，對于基準(zhǔn)傳遞、軸線、垂直度以及高程控制等的測量，一直是建筑施工質(zhì)量控制的重點和難點。隨著建筑高度的增加和建筑風(fēng)格的多樣化，傳統(tǒng)的測量方法暴露出許多不足和問題，因此，應(yīng)用GPS測量技術(shù)，實現(xiàn)對于高層建筑的測量，是非常必要的。

一.GPS定位控制測量

GPS即Global Positioning System，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要是利用專用的GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的系統(tǒng)。GPS是一種全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以為用戶提供高進(jìn)度、低成本的三維位置、速度等導(dǎo)航信息。GPS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，不僅提高了社會整體信息化水平，也在一定程度上推動了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在實際應(yīng)用中，GPS系統(tǒng)包括空間衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)以及用戶設(shè)備三個組成部分，可以將相應(yīng)的位置信息和時間信息等通過系統(tǒng)實時、持續(xù)的發(fā)送給用戶，用戶利用衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、分析、計算和整理，從而或者自身所處的地理位置。

GPS定位測量的具體方式包括了靜態(tài)絕對定位和靜態(tài)相對定位兩種，絕對定位指接收機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，對觀測站的絕對坐標(biāo)進(jìn)行確定，這種測量方法能夠?qū)πl(wèi)星到觀測站之間的偽距進(jìn)行連續(xù)測量，得到充分的多余觀測量，通過數(shù)據(jù)處理，能夠提高定位精度；相對定位是指在基線兩端設(shè)置兩臺接收機(jī)，對相同的GPS衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測，從而對基線端點在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對位置進(jìn)行確定。靜態(tài)相對定位主要是通過重復(fù)觀測，達(dá)到充分的多余觀測數(shù)據(jù)，從而對定位精度進(jìn)行改善，一般采用載波相位觀測值作為基本觀測量。

二.高層建筑工程中GPS定位控制測量的應(yīng)用

1.高層建筑工程定位測量的特點

在高層建筑中，由于建筑整體較高，體型復(fù)雜，因此其定位測量與一般工程相比，呈現(xiàn)出幾個比較顯著的特點：其一，結(jié)構(gòu)豎向偏差會在一定程度上影響工程整體受力情況，因此在施工測量中，對于測量精度要求較高，應(yīng)該結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)布局、施工方法等，對測量方法和測量設(shè)備進(jìn)行選擇；其二，建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，從裝修和電梯安裝等方面考慮，應(yīng)該保證定位精度達(dá)到毫米級；其三，建筑在平面和立面上的造型復(fù)雜多變，要求定位放線能夠?qū)崿F(xiàn)因時因地制宜，靈活實用，同時保證測量的準(zhǔn)確性和安全性。

2.GPS定位控制測量的應(yīng)用

2.1測量準(zhǔn)備

在測量前，應(yīng)該做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，以確保測量工作的順利進(jìn)行，保證測量結(jié)果的精度和準(zhǔn)度。一方面，測量人員應(yīng)該對工程設(shè)計和施工圖紙進(jìn)行熟悉和校核，對建筑整體平面、立面、剖面的形狀和尺寸有一個相對清晰的認(rèn)識。在實際操作中，尤其需要注意軸線尺寸以及各層標(biāo)高與總圖的對應(yīng)關(guān)系，了解軸線的尺寸、層高和結(jié)構(gòu)尺寸。應(yīng)該以軸線圖為準(zhǔn)，對比非標(biāo)準(zhǔn)層、標(biāo)準(zhǔn)層以及基礎(chǔ)之間的軸線關(guān)系，同時對照建筑結(jié)構(gòu)圖，看兩者相關(guān)聯(lián)部位的軸線、尺寸和標(biāo)高是否對應(yīng)。另外，還應(yīng)該進(jìn)一步明確工程設(shè)計對于施工定位精度的要求，以確保定位放線工作的合理性和有效性。

2.2技術(shù)設(shè)計

在高層建筑工程中，GPS網(wǎng)定位測量技術(shù)設(shè)計的主要依據(jù)，是工程測量任務(wù)書和GPS測量規(guī)范規(guī)程。在對GPS定位測量方案進(jìn)行設(shè)計時，通常需要依照測量任務(wù)書，對GPS網(wǎng)的精度、密度和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等進(jìn)行明確，然后結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范規(guī)程以及現(xiàn)場實際勘測，明確觀測點的連接方法以及各個觀測點觀測時間的長度和觀測次數(shù)，以確保GPS網(wǎng)的順利構(gòu)建。

在GPS網(wǎng)設(shè)計中，需要關(guān)注以下幾個方面的設(shè)計：

（1）精度設(shè)計：在對GPS網(wǎng)定位測量精度進(jìn)行設(shè)計時，主要應(yīng)該考慮其實際用途。一般來講，城市或者工程GPS網(wǎng)按照相鄰兩點的平均距離及精度劃分，可以分為二、三、四等和一、二級，如下表所示。

在GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計中，精度標(biāo)準(zhǔn)是一個非常重要的量，直接影響著GPS網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測計劃以及觀測數(shù)據(jù)的處理。在實際操作中，應(yīng)該從工程項目的實際出發(fā)，從用戶的需求出發(fā)，對精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，也可以參照企業(yè)現(xiàn)有的作業(yè)經(jīng)驗和生產(chǎn)規(guī)程進(jìn)行明確。在GPS網(wǎng)布設(shè)過程中，不僅可以分級布設(shè)，也可以越級布設(shè)，更可以布設(shè)同級全面網(wǎng)，靈活性較強(qiáng)。對于不同等級GPS相鄰點間弦長精度，可以以相應(yīng)的公式表示：

其中， 表示GPS基線向量的弦長誤差，也稱等效距離誤差，單位為mm；a表示GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的固定誤差，單位為mm；b表示GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù)，單位為ppm.D；d表示GPS網(wǎng)中相鄰點之間的距離，單位為km。

（2）圖形設(shè)計：對于施工測量而言，GPS網(wǎng)圖形形式主要都是采用三角形網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)。三角形網(wǎng)是三角形由非同步的獨立觀測邊組成，其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、自檢能力強(qiáng)等；環(huán)形網(wǎng)是由數(shù)個含有多條獨立觀測邊的閉合環(huán)組成，其優(yōu)點在于自檢能力強(qiáng)、可靠性高、觀測工作量小等。實際上，如果條件允許，也可以采用三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)，可以綜合兩者的優(yōu)點，在保證結(jié)構(gòu)幾何強(qiáng)度、提升可靠性的同時，也可以減少外業(yè)工作量、降低工程成本，是當(dāng)前GPS工程測量中應(yīng)該首先考慮的圖形形式。

（3）基準(zhǔn)設(shè)計：在對GPS網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)該對其成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，換言之，是對其采用的基準(zhǔn)進(jìn)行明確。通常情況下，GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括位置基準(zhǔn)、尺度基準(zhǔn)和方位基準(zhǔn)，對于GPS網(wǎng)基準(zhǔn)的設(shè)計，主要是針對其位置基準(zhǔn)的確定，需要注意兩個方面的問題：一是應(yīng)該在地面坐標(biāo)系中，選定相應(yīng)的起算數(shù)據(jù)以及聯(lián)測控制點，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得出GPS點在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)；二是在經(jīng)平差計算后，可以得出GPS點在參照坐標(biāo)系中的大地高，結(jié)合高程聯(lián)測，可以求得GPS點的正常高。

三.結(jié)語

綜上所述，作為一種全新的定位手段，GPS技術(shù)相比于傳統(tǒng)工程定位測量技術(shù)，具有無需通視、定位精度高、數(shù)據(jù)處理加快等優(yōu)點，能夠有效提升工作效率，保證高層建筑定位控制測量的精度，為工程的施工和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的參考。

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