高層及超高層建筑施工GPS定位控制測量研究

文/仲啟龍 蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學校 江蘇蘇州 215104

高層及超高層建筑施工GPS定位控制測量研究

文/仲啟龍 蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學校 江蘇蘇州 215104

隨著社會的發(fā)展，促進了城市化進程的加速。高層建筑是城市建筑的主要內(nèi)容，在建筑的過程中，測量基準傳遞、軸線和垂直高度是高層建筑施工中質(zhì)量控制的重要問題，為了確保工程施工的質(zhì)量，應該加強對測量工作的重視，在建筑施工中運用GPS定位控制系統(tǒng)，能夠保障施工的質(zhì)量和測量的精確性，實現(xiàn)對建筑工程各項工作的科學、快速定位。GPS定位系統(tǒng)在高層建筑中被廣泛應用，并且取得了良好的應用效果。

高層建筑；FPS定位；控制測量

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，誕生了GPS定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)被廣泛應用于高層建筑當中，能夠解決高層建筑過程中艱難的測量工作，實現(xiàn)授時和測距的空間交匯，能夠向建筑行業(yè)的施工人員提供連續(xù)、準時和高精度的三維定位。在高層建筑中應用主要是對測量基準傳遞、軸線和垂直高度等進行測量，能夠確保工程施工的精確性，方便、快速的進行定位測量，符合建筑工程的施工質(zhì)量和施工要求，對建筑工程施工具有重要的作用。

一、GPS衛(wèi)星定位測量的基本理論

（一）GPS定位測量基本原理

GPS定位系統(tǒng)在高層建筑中被廣泛應用，以測距交匯法為主要的施工原理，通過無線電導航定位系統(tǒng)來對高層建筑中的各個事項進行測量，能夠確保高層建筑測量的精確性和合理性，實現(xiàn)標準的定位。GPS是科學技術(shù)的產(chǎn)物，通過衛(wèi)星進行信號的傳輸，能夠及時接收其它用戶傳遞過來的信息，能夠同時接收到三顆星以上的GPS衛(wèi)星信號，準確的測算出GPS衛(wèi)星信號的空間坐標，準確的測量出空間位置。同時，GPS也能準確的進行定位，能夠隨著GPS衛(wèi)星信號進行高速的運動，其坐標值會隨之發(fā)生快速的變化，能夠準確的測量出衛(wèi)星信號與測量站之間的距離，了解到衛(wèi)星的坐標值，實現(xiàn)對衛(wèi)星測量站的準確定位［1］。

（二）GPS定位測量方法

GPS定位測量主要分為以下兩種方法，主要包括靜態(tài)絕對定位和靜態(tài)相對定位兩種方法。靜態(tài)絕對定位方法在高層建筑測量中的應用，能夠確保接收機天線處于靜止的狀態(tài)下，主要是通過確定觀測站絕對坐標來開展測量工作，能夠確保測量的準確性和合理性。運用連續(xù)測量的方法對衛(wèi)星和觀測站之間的偽距進行測量，能夠獲取更多的測量，確保衛(wèi)星定位的精確性。而靜態(tài)相對定位在運用的過程中，需要在兩臺接收機的兩端分別安裝基線，實現(xiàn)對衛(wèi)星系統(tǒng)的同步測量工作，確定地球坐標系中的相對位置和基線向量。另外，還可以通過在接收機上安裝基線端點的方式，實現(xiàn)對GPS衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面監(jiān)控，確定出衛(wèi)星系統(tǒng)的多條基線向量。需要將接收機固定在一個位置，對接收到的數(shù)據(jù)信息進行分析和觀察，確定接收到的數(shù)據(jù)信息量，提高數(shù)據(jù)處理的精確度［2］。

二、GPS衛(wèi)星定位測量的特點

高層建筑施工相對于其他建筑施工，具有施工難度大和施工系統(tǒng)復雜化的特點，為了確保施工的質(zhì)量，應該提高GPS衛(wèi)星定位測量的精確性。運用GPS衛(wèi)星定位具有如下特點：第一，高層建筑具有層數(shù)較高的特點，需要確保施工結(jié)構(gòu)的合理性，使建筑能夠擁有良好的受力情況。并且對施工測量中的豎性測量精確度要求較高，選取的各項施工儀器和測量方法需要滿足高層建筑的建筑要求，要提前做好施工場地的檢查工作。第二，由于高層建筑的平面和立面在建筑過程中，存在施工復雜多變的情況，需要確保定位防線工作能夠與實際的施工相適應，并配備專用的施工儀器，提高高層建筑的施工安全性［3］。

三、高層及超高層建筑施工GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計與實施

（一）GPS定位測量前的準備工作

GPS定位測量施工前的準備工作對于施工工作的順利開展具有重要的作用，應該加強對該步驟工作的重視。在施工前需要對施工場地進行詳細的了解，結(jié)合具體的施工要求，繪制施工圖紙，通過GPS定位測量，詳細了解軸線和層高尺寸，并且需要對軸線圖的對比基礎(chǔ)和標準層工作進行詳細的了解，處理好兩者之間的關(guān)系。并且通過對測量出來的數(shù)據(jù)進行詳細的了解，能夠精準的計算出建筑物平、立、剖面的形狀和尺寸等，做好高層建筑施工前的基礎(chǔ)工作，為工程施工提供標準。同時，還需要了解設(shè)計定位防線精度要求。通過對施工圖紙的詳細了解可知，需要對建筑物的總體情況進行詳細的了解，將各項工作建立在了解建筑物總體施工的標準上，對施工定位的精度進行詳細的了解，各項施工都應該建立在特定施工的基礎(chǔ)上，符合高層建筑的施工要求［4］。

（二）GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計工作

GPS定位測量的技術(shù)設(shè)計工作是由GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計依據(jù)和測量的精度設(shè)計兩種設(shè)計方法來共同組成的。其中GPS網(wǎng)在設(shè)計過程中，主要是依據(jù)GPS測量的線管規(guī)范和測量任務書上的內(nèi)容來決定的，需要對GPS網(wǎng)的進度和相關(guān)密度進行詳細的了解，滿足高層建筑測量經(jīng)濟指標的要求，確定好各點間的距離，明確各點之間的連接方法，明確觀測次數(shù)和觀測時間長短等觀測方案。測量的進度設(shè)計在實際的應用過程中，需要確保GPS網(wǎng)的設(shè)計精度能夠滿足測量精度的設(shè)計要求。大多是高層建筑工程都會將GPS網(wǎng)的平均距離和平均精度劃分為合理的等級，各等級需要滿足GPS網(wǎng)技術(shù)指標的要求。在進行具體布局時，可以采用分級布設(shè)、越級布設(shè)和布設(shè)同級全面網(wǎng)等積分方面，需要確保GPS相鄰弦之間的精度。進度標準對高層建筑的施工具有重要的作用，是GPS網(wǎng)設(shè)計中一項重要的量，影響著布設(shè)方案和精確標準的效果，需要結(jié)合實際的施工情況，加強對人力、物力和財力的合理設(shè)置，能夠滿足當前實際的生產(chǎn)規(guī)程和作業(yè)經(jīng)驗［5］。

（三）GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計工作

GPS網(wǎng)圖形設(shè)計工作主要包括圖形設(shè)計的原則和圖形設(shè)計形式兩種。其中在GPS網(wǎng)圖形設(shè)計中應該遵循以下幾項原則：第一，需要對監(jiān)測點位置進行合理的布置，設(shè)置良好的方位點，在對方位點之間的距離進行確定的過程中，需要確保觀測點之間的距離，將兩者之間的距離保持在300m。第三，需要對GPS網(wǎng)點之間的距離進行合理的設(shè)置，確保視野的開闊性，確保測量工作的合理性和合法性。GPS網(wǎng)的圖形形式，在實際的應用過程中，主要是采用三角形網(wǎng)或者環(huán)形網(wǎng)的形式來加強對GPS網(wǎng)的有效設(shè)置，需要確保數(shù)據(jù)測量的合理性，對三角形的邊進行合理的設(shè)置，強化GPS的監(jiān)測能力。三角形網(wǎng)在高層建筑實際的測量過程中，具有幾何結(jié)構(gòu)強、自檢能力和可靠性強的特點，環(huán)形網(wǎng)在實際的運用過程中，主要是由多條獨立觀測邊來組成的，在進行觀測過程中，具有工作量小和自檢能力相對較強的特點［6］。

（四）GPS網(wǎng)的基準設(shè)計工作

在高層建筑中運用GPS網(wǎng)進行設(shè)計的過程中，需要對GPS網(wǎng)的坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)進行合理的設(shè)計，設(shè)計的內(nèi)容主要包括位置基準、方位基準和尺度基準等三個方面的內(nèi)容，按照合理的方法，加強對三個方面內(nèi)容的監(jiān)控，符合當前高層建筑測量的要求。因此，GPS網(wǎng)的基準設(shè)計是當前高層建筑施工中一項重要的設(shè)計工作。在高層建筑實際的應用過程中，需要加強對以下幾項工作的重視：

第一，在對FPS網(wǎng)中的地面坐標系進行測量的過程中，需要對坐標系中的起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測地方進行合理的控制，用坐標系進行合理的轉(zhuǎn)換。高層建筑中的測量工作應該控制在可聯(lián)測的2到3個點，運用GPS網(wǎng)來實現(xiàn)對地面網(wǎng)的聯(lián)測工作，主要是通過對地形和地面控制，來實現(xiàn)對控制點的監(jiān)控工作，將其作為監(jiān)測中的重要約束點。第二，需要對GPS網(wǎng)進行平差計算，按照GPS的相關(guān)標準和相關(guān)要求去開展測量工作，結(jié)合具體的情況，采用合理的測量方法去開展測量工作，確保GPS的計算分析能夠滿足當前精確計量的要求，為高層建筑行業(yè)的施工提供數(shù)據(jù)支持。

結(jié)語：

GPS是科學技術(shù)的產(chǎn)物，作為一種全新的定位手段，被廣泛應用于高層建筑的測量中來，自身具有較強的先進性和優(yōu)越性，滿足高層建筑行業(yè)的施工要求。隨著GPS技術(shù)的進一步應用，需要對FPS應用技術(shù)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)設(shè)計與實施工作進行進一步的研究，提高GPS技術(shù)的測量能力，加強對高層建筑施工測量定位工作的重視，是高層建筑中一項重要的測量工具和測量方法。

［1］劉昌武.長沙A1區(qū)辦公樓超高層建筑施工測量技術(shù)研究［D］.北京建筑大學，2016.

［2］盧浩.超高層建筑施工質(zhì)量管理績效評價研究［D］.重慶大學，2014.

［3］張具林，葉玉芹，談虎，等. 超高層建筑施工測量控制系統(tǒng)的建立與實施［J］.施工技術(shù)，2013，（05）：107-110.

［4］郅倫海.城市中心邊界層風特性及超高層建筑動力響應研究［D］.湖南大學，2011.

［5］陳宇，羅曉生.超高層建筑斜向鋼管柱測量定位施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2012，（18）：62-64.

［6］姜新.關(guān)于GPS測量技術(shù)在高層建筑施工中的應用探討［J］.門窗，2015，（04）：209.