GPS測量在高層建筑施工中的應用

李佳

（撫順職業技術學院，沈陽113006）

GPS測量在高層建筑施工中的應用

李佳

（撫順職業技術學院，沈陽113006）

隨著經濟的發展和社會需求的不斷變化，高層建筑工程越來越多，其對施工技術與工程質量均提出較高要求。GPS測量技術優勢明顯，能夠確保高層建筑測量工作的精確度與有效性。論文簡要敘述了GPS測量的特點和高層建筑中GPS測量技術的設計情況，在此基礎上探討了GPS測量在高層建筑中的具體應用。

GPS測量；高層建筑；施工技術

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

1 引言

我國經濟發展推動了高層建筑工程的進一步完善，在高層建筑施工過程中，測量工作具有重要作用，采取GPS測量有利于提高測量工作的精準度，且操作相對靈活，具有極高的利用價值。在高層建筑測量工作中，要設計合理的GPS測量方案，并在具體應用中注重測量細節的處理，確保理論與實操的有效結合，提升測量工作的實效性。

2 GPS測量的特點

近年來，GPS測量技術在高層建筑測量工作中得到了較為廣泛的應用，就其自身而言具有明顯的優勢，在工程施工過程中，即便基本控制網點密度降低，也可快速定位，準確測定。GPS測量具有顯著的特點，其具體概括為如下4個方面。（1）具有較高的測量精準度，當基線不大于50km時，其精準度最高可到達1×10-6，如果基線長度超過1000km時，則其精確度最高達到1×10-8，由此可見，其精確度優勢明顯。（2）測站間相互通視需求取消，測量工作更加靈活[1]。在GPS測量中，無須測站間形成相互通視的形式，依據需求確定測試點即可。（3）觀測時間方面具有絕對優勢，在進行GPS測量時，在靜態相對定位中，設站所需時間僅為20min，如果是動態觀測的話，則僅需5～10s。（4）GPS測量中相關儀器操作簡單且靈活，其實現了接收機自動化作業模式，在測量中操作人員只需將儀器對中和整平，在此基礎上對天線高度進行量取[2]，開機后按要求設置相關參數，接收機便可自動化作業。

3 高層建筑中GPS技術的設計

3.1 測量精準度的設計

GPS測量設計精準度受到諸多因素影響，其中GPS相關網的用途占據重要地位。測量過程具有等級劃分，只有明確進行的測量等級，才能更加有效地針對其精準度進行測量。在等級劃分中，可在城市或者工程網中確定相應的觀測點，并以相鄰2個觀測點的距離為劃分依據，建立1、2、3、4四個等級，通常情況下，高層建筑2個相鄰觀測點之間的具體小于1km，其在2級測量范疇內[3]。在測量精準度設計過程中，可利用等效距離誤差公式：

式中，a為接收機的誤差，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個測量點之間的距離，在GPS網中小于1km。在高層建筑測量中，要以上述設計為理論根據，并在具體測量中綜合考慮各方因素，同時進行相關驗收工作，最終達到測量精準度的要求。

3.2 GPS網同步圖形獨立邊設計

GPS網同步圖形具有獨立邊與非獨立邊，其中獨立邊對閉合環計算具有一定的影響。由于圖形同步方面，接收機并未作出固定要求，所以其閉合環差不等于0，這樣會產生較大誤差，因此，在實際設計中需對閉合環實行限差處理。并且，在具體施工過程中要結合工程實際，調整相應的限差條件，以此避免監測過程中出現信號干擾現象。在監測過程中，獨立邊的設計選取幾何形狀，這樣可較為清晰地發現差值，便于選擇有效圖形[4]。設計的最后要根據工程實際情況進行相應的調整，一般情況下，當接收機數量超過3臺時，可利用技術手段，采取軟件挑選法，確定獨立邊基數作為固定環的參考。

3.3 GPS網圖形設計

在GPS網圖形設計中，通常使用三角形、環形和星型圖形。現將3者優缺點匯總如下。（1）三角形具有較高的可靠性，并且其自檢能力較強，結構優勢較為明顯。但是，其在觀測過程中任務量較大，尤其當接收機數量不足時，觀測時間則會被延長，在這樣的情形下，環形則具有一定的優勢。（2）環形的構造為多條獨立邊形成的閉合環，工作量較小，但是其分布不均，觀測精準度存在差異。（3）星型結構較為簡單，操作方便，一般情況下2臺設備即可高效完成測量任務。但是，就高層建筑測量工作而言，多采用三角形和環形網，依據具體測量工作，單獨使用或者混合應用，以此保證測量的精確度和經濟成本的合理化。

3.4 GPS網基準設計

在高層建筑測量過程中，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納入參考范圍內。由此可見，GPS網基準設計時，坐標系統、數據起算工作務必要有效開展。其中，GPS網基準包含尺度、方位、位置3個維度的基準，在設計過程中，要實現多個測試點靈活轉換，可通過增加控制點和數據起算數量的方式來實現，并在結合地形基礎上制定3個作用的聯合測試點。除此之外，也要相應地考慮控制點長方形構造原則，其中控制點類型為城市或國家等級控制點，在這一原則維護下，可有效地保證坐標的勻稱性。

4 GPS測量在高層建筑中的具體應用

4.1 建立GPS測量基準

在具體的高層建筑施工過程中，要結合上述設計原則，采取有效的措施建立GPS測量基準，在建立過程中合理有效地利用當地環境特征，力爭完善基準測量工作。例如，在北方某高層建筑工程中，為確保測量的準確性，建立GPS測量基準，其建立過程如下：為了保證測量過程中基準傳遞工作的有效開展，在施工過程中要建立大地坐標系，并且與工程坐標建立聯系，明確二者間的轉換關系。該工程項目具有工期較短，測量任務較重且精準度要求較高，并且場地范圍相對較小等特點，建立測量基準時應充分考慮上述因素，在施工外圍設立2個獨立的基準點（XMO1和XMO2），二者具有一定的臨時性，旨在利用這2個基準點完成傳遞工作。

4.2 確定GPS測量基準點

在確定GPS測量基準點時，既要考慮測量的方便性，又要合理結合高層建筑自身的特點，將二者有機結合，最后實現測量基準點選擇的有效性。測量工作開展中將XMO1這個基準點設置在高層建筑頂部，這個位置具有設置方便、操作靈活等優勢，并且該位置通視性較高，有利于測量工作的展開。而XMO2則設置在建筑外圍，為了確保通視性，將其與高層建筑的距離規定為140～150m之間。同時，該點還具有不受外部車輛干擾的優勢，在一定程度上避免了外力造成的誤差。

4.3 GPS測量基準傳遞

在測量基準傳遞方案的設置中，既要考慮行業相關規范，又要對高層建筑實際情況進行綜合考量，以此為基礎制定合理有效的方案。例如，在上述高層建筑項目中，基準傳遞按照相關規定進行。由于測量基準建立和測量基準點確定過程均實現理論技術與高層建筑實際相結合的局面，具備合理性，為基準傳遞打下了堅實的基礎，從而確保了基準傳遞的實效性。

5 結語

綜上所述，GPS測量技術具有顯著的特點，其在測量工作中對GPS網和基準進行合理設計，可有效地保證測量的準確性。在具體應用過程中，其操作靈活，為高層建筑測量工作提供了有效的測量手段，提高了測量工作效率，與傳統測量技術相比具有較大的發展空間。

【1】姚杰.高層建筑施工GPS測量技術分析[J].建筑工程技術與設計，2016(5)：228-228.

【2】葉天青.淺論GPS測量在高層建筑施工中的應用[J].建筑工程技術與設計，2014(25)：1171-1171.

【3】林小麗.高層建筑施工中GPS測量的應用[J].建筑工程技術與設計，2015(25)：791-791.

【4】劉大林.高層建筑施工GPS測量技術探討[J].科技與創新，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，從事建筑測量與建筑結構研究。