李佳

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽(yáng)113006）

GPS測(cè)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(yáng)113006）

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

GPS測(cè)量；高層建筑；施工技術(shù)

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

1 引言

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

2 GPS測(cè)量的特點(diǎn)

近年來(lái)，GPS測(cè)量技術(shù)在高層建筑測(cè)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(shì)，在工程施工過(guò)程中，即便基本控制網(wǎng)點(diǎn)密度降低，也可快速定位，準(zhǔn)確測(cè)定。GPS測(cè)量具有顯著的特點(diǎn)，其具體概括為如下4個(gè)方面。（1）具有較高的測(cè)量精準(zhǔn)度，當(dāng)基線不大于50km時(shí)，其精準(zhǔn)度最高可到達(dá)1×10-6，如果基線長(zhǎng)度超過(guò)1000km時(shí)，則其精確度最高達(dá)到1×10-8，由此可見，其精確度優(yōu)勢(shì)明顯。（2）測(cè)站間相互通視需求取消，測(cè)量工作更加靈活[1]。在GPS測(cè)量中，無(wú)須測(cè)站間形成相互通視的形式，依據(jù)需求確定測(cè)試點(diǎn)即可。（3）觀測(cè)時(shí)間方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，在靜態(tài)相對(duì)定位中，設(shè)站所需時(shí)間僅為20min，如果是動(dòng)態(tài)觀測(cè)的話，則僅需5～10s。（4）GPS測(cè)量中相關(guān)儀器操作簡(jiǎn)單且靈活，其實(shí)現(xiàn)了接收機(jī)自動(dòng)化作業(yè)模式，在測(cè)量中操作人員只需將儀器對(duì)中和整平，在此基礎(chǔ)上對(duì)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(dòng)化作業(yè)。

3 高層建筑中GPS技術(shù)的設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)量精準(zhǔn)度的設(shè)計(jì)

GPS測(cè)量設(shè)計(jì)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(cè)量過(guò)程具有等級(jí)劃分，只有明確進(jìn)行的測(cè)量等級(jí)，才能更加有效地針對(duì)其精準(zhǔn)度進(jìn)行測(cè)量。在等級(jí)劃分中，可在城市或者工程網(wǎng)中確定相應(yīng)的觀測(cè)點(diǎn)，并以相鄰2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的距離為劃分依據(jù)，建立1、2、3、4四個(gè)等級(jí)，通常情況下，高層建筑2個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)之間的具體小于1km，其在2級(jí)測(cè)量范疇內(nèi)[3]。在測(cè)量精準(zhǔn)度設(shè)計(jì)過(guò)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(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離，在GPS網(wǎng)中小于1km。在高層建筑測(cè)量中，要以上述設(shè)計(jì)為理論根據(jù)，并在具體測(cè)量中綜合考慮各方因素，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)收工作，最終達(dá)到測(cè)量精準(zhǔn)度的要求。

3.2 GPS網(wǎng)同步圖形獨(dú)立邊設(shè)計(jì)

GPS網(wǎng)同步圖形具有獨(dú)立邊與非獨(dú)立邊，其中獨(dú)立邊對(duì)閉合環(huán)計(jì)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(huì)產(chǎn)生較大誤差，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中需對(duì)閉合環(huán)實(shí)行限差處理。并且，在具體施工過(guò)程中要結(jié)合工程實(shí)際，調(diào)整相應(yīng)的限差條件，以此避免監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)信號(hào)干擾現(xiàn)象。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，獨(dú)立邊的設(shè)計(jì)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(jì)的最后要根據(jù)工程實(shí)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(guò)3臺(tái)時(shí)，可利用技術(shù)手段，采取軟件挑選法，確定獨(dú)立邊基數(shù)作為固定環(huán)的參考。

3.3 GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)

在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)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(diǎn)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(shì)較為明顯。但是，其在觀測(cè)過(guò)程中任務(wù)量較大，尤其當(dāng)接收機(jī)數(shù)量不足時(shí)，觀測(cè)時(shí)間則會(huì)被延長(zhǎng)，在這樣的情形下，環(huán)形則具有一定的優(yōu)勢(shì)。（2）環(huán)形的構(gòu)造為多條獨(dú)立邊形成的閉合環(huán)，工作量較小，但是其分布不均，觀測(cè)精準(zhǔn)度存在差異。（3）星型結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，操作方便，一般情況下2臺(tái)設(shè)備即可高效完成測(cè)量任務(wù)。但是，就高層建筑測(cè)量工作而言，多采用三角形和環(huán)形網(wǎng)，依據(jù)具體測(cè)量工作，單獨(dú)使用或者混合應(yīng)用，以此保證測(cè)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(jì)

在高層建筑測(cè)量過(guò)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(jì)時(shí)，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(gè)維度的基準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)測(cè)試點(diǎn)靈活轉(zhuǎn)換，可通過(guò)增加控制點(diǎn)和數(shù)據(jù)起算數(shù)量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并在結(jié)合地形基礎(chǔ)上制定3個(gè)作用的聯(lián)合測(cè)試點(diǎn)。除此之外，也要相應(yīng)地考慮控制點(diǎn)長(zhǎng)方形構(gòu)造原則，其中控制點(diǎn)類型為城市或國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)，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(cè)量在高層建筑中的具體應(yīng)用

4.1 建立GPS測(cè)量基準(zhǔn)

在具體的高層建筑施工過(guò)程中，要結(jié)合上述設(shè)計(jì)原則，采取有效的措施建立GPS測(cè)量基準(zhǔn)，在建立過(guò)程中合理有效地利用當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征，力爭(zhēng)完善基準(zhǔn)測(cè)量工作。例如，在北方某高層建筑工程中，為確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，建立GPS測(cè)量基準(zhǔn)，其建立過(guò)程如下：為了保證測(cè)量過(guò)程中基準(zhǔn)傳遞工作的有效開展，在施工過(guò)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(xiàng)目具有工期較短，測(cè)量任務(wù)較重且精準(zhǔn)度要求較高，并且場(chǎng)地范圍相對(duì)較小等特點(diǎn)，建立測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)充分考慮上述因素，在施工外圍設(shè)立2個(gè)獨(dú)立的基準(zhǔn)點(diǎn)（XMO1和XMO2），二者具有一定的臨時(shí)性，旨在利用這2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)完成傳遞工作。

4.2 確定GPS測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)

在確定GPS測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，既要考慮測(cè)量的方便性，又要合理結(jié)合高層建筑自身的特點(diǎn)，將二者有機(jī)結(jié)合，最后實(shí)現(xiàn)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)選擇的有效性。測(cè)量工作開展中將XMO1這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在高層建筑頂部，這個(gè)位置具有設(shè)置方便、操作靈活等優(yōu)勢(shì)，并且該位置通視性較高，有利于測(cè)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(shí)，該點(diǎn)還具有不受外部車輛干擾的優(yōu)勢(shì)，在一定程度上避免了外力造成的誤差。

4.3 GPS測(cè)量基準(zhǔn)傳遞

在測(cè)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(duì)高層建筑實(shí)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(xiàng)目中，基準(zhǔn)傳遞按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。由于測(cè)量基準(zhǔn)建立和測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)確定過(guò)程均實(shí)現(xiàn)理論技術(shù)與高層建筑實(shí)際相結(jié)合的局面，具備合理性，為基準(zhǔn)傳遞打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而確保了基準(zhǔn)傳遞的實(shí)效性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，GPS測(cè)量技術(shù)具有顯著的特點(diǎn)，其在測(cè)量工作中對(duì)GPS網(wǎng)和基準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，可有效地保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。在具體應(yīng)用過(guò)程中，其操作靈活，為高層建筑測(cè)量工作提供了有效的測(cè)量手段，提高了測(cè)量工作效率，與傳統(tǒng)測(cè)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(cè)量技術(shù)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016(5)：228-228.

【2】葉天青.淺論GPS測(cè)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(jì)，2014(25)：1171-1171.

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

【4】劉大林.高層建筑施工GPS測(cè)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(cè)量與建筑結(jié)構(gòu)研究。