Leica GS15 GNSS在PC項目高層建筑中的應用

李科偉，張 浩，李國輝，徐偉忠

（1.上海中振測量技術工程有限公司，上海 200235；2.上海城建市政工程（集團）有限公司，上海 200065）

一、項目概況

上海浦江鎮經適房PC項目為大型居住社區浦江基地四期A塊、五期經濟適用房項目，總建筑面積為174 352.4 m2。基地位于閔行區浦江鎮魯匯基地05-02、06-01地塊，東至恒南路，南至規劃五路，西至規劃四路，北至規劃一路。

該工程采用新興的綠色環保節能型預制裝配式混凝土結構（prefabricated concrete structure，PC）技術，是以預制混凝土構件為主要構件，經裝配、連接，結合部分現澆而形成的混凝土結構，這也是上海城建市政工程（集團）有限公司首次將PC工藝應用于浦江鎮經濟適用房項目。

二、測量原理及基線精度

1.本項目采用的測量方法

GPS靜態相對定位采用載波相位觀測，將GPS接收機固定架設在待測點位上，任意兩臺GPS接收機同步觀測同一組衛星從而構成基線。為了增強幾何強度，改善定位精度，通常采用多臺GNSS接收機同步觀測，使每兩臺單獨測定的基線向量聯結成三角形向量網，可以檢核和控制多種誤差對觀測量的影響，從而在提高定位精度的同時，保證了數據處理結果的準確性。因此本PC項目采用GPS靜態相對定位法，用于高層間平面和高程基準的傳遞。

2.GS15測量基線精度

徠卡Viva GS15 GNSS雙頻接收機作靜態測量時能夠達到很高的精度，標稱精度達3 mm+0.5×10-6D，因此靜態測量基線的中誤差可按照GPS基線向量的弦長精度公式計算

式中，a為固定誤差，單位為mm；b為比例誤差；S為基線距離，單位為km。

本項目各點間平均距離在0.5 km左右，因此基線精度為

三、工程應用

1.實際施測情況

浦江大型居住社區PC項目工程對前期五幢樓的外圍控制點布設如圖1所示，GPS1、GPS2、GPS3、GPS4為平面控制點，埋設固定觀測墩，由更高一級的控制點按照GPS規范的D級要求進行觀測；BM1、BM2、BM3是高程控制點，采用中誤差為±3 mm/km的徠卡DNA03電子水準儀按照三等水準測量規范，獲得高程值，分別作為樓層施工時的平面和高程傳遞的起算數據。

圖1 PC項目控制點分布圖

對上述平面控制點和高程控制點進行一次GPS靜態聯測，保留觀測數據。在后期每次引測基準數據到樓頂時，只需要將4臺GNSS接收機分別架設在GPS1、GPS3，以及樓頂的 GPSA、GPSB 4個點上同步觀測一個時段，如圖2所示。

圖2 樓層基準點與控制點聯測

將前期平面和高程控制點聯測GPS觀測數據和本次引測GPS觀測數據同時導入Leica Geo Office軟件，統一進行基線解算，檢核重復基線是否合格；然后進行無約束平差計算；最后采用徠卡獨有的一步法方式進行基準投影坐標轉換。

一步法中高程和平面點位的轉換是分開計算的。在平面點位轉換中，首先將WGS-84地心坐標投影到臨時的橫軸墨卡托投影，然后通過平移、旋轉和比例變換使之與計算的“真正的”投影相符合；高程轉換則采用簡單的一維高程擬合。該轉換方法的已知點的高程誤差和平面點位誤差互不影響，并且高程已知點和平面已知的點可以不必是同一個點。

2.與常規方法測量數據對比分析

1）由GNSS測得的GPSA、GPSB兩點坐標反算邊長和TS30全站儀測量這兩點平距對比見表1、表2。

表1 第一期

表2 第二期

2）將GNSS測得的GPSA、GPSB坐標作為已知數據，然后使用TS30全站儀放樣出軸線點，并將其與常規方法激光垂準儀投點后施測軸線交點進行對比，結果見表3、表4。

表3 第一期 mm

3）使用常規的全站儀三角高程法，如圖3所示，在樓層高度約4倍遠的距離，任意點上架設TS30全站儀，使用同一個棱鏡桿，6次正倒鏡測量樓底點A和樓頂點B的高差，取平均值后得到樓底水準基點A和樓頂水準點B的高差，將該高差平均值加上樓底水準基點A的已知高程值，就可以得到29#樓的當層頂面B點的高程。

表4 第二期 mm

圖3 全站儀三角高程測量示意圖

全站儀所測高程與GNSS接收機所測高程數據對比見表5。

表5

四、結束語

在浦江大型居住社區PC項目工程中，運用GNSS接收機在部分樓層進行了平面和高程基準傳遞。與常規測量方法的結果及理論分析精度比較可知，該方法結果符合性較好，也很好地滿足了項目的設計限差要求；并且該方法可同時傳遞平面和高程基準，無需預留樓層間基準傳遞通視孔，大大提高了工作效率；各層基準值統一由地面控制點傳遞，不會積累傳遞誤差。由此可見，使用GNSS接收機在高層建筑中傳遞平面和高程基準是一種行之有效的方法。