淺談GPS測控技術在高層施工中的應用

王浩宇 王沖煜 史鵬飛

（沈陽理工大學 遼寧沈陽 110159）

淺談GPS測控技術在高層施工中的應用

王浩宇 王沖煜 史鵬飛

（沈陽理工大學 遼寧沈陽 110159）

隨著我國經濟實力的快速發展，人民生活水平得到了極大的改善，我國經濟建設也實現了迅猛的發展，這地我國工程建設也有著很大的推動作用。從目前建筑發展趨勢來看，高層建筑已然是今后發展的重點項目，當然隨著人們需求的逐漸增加，在建筑結構造型也愈發的復雜化。建筑物逐漸向高層方向發展，雖然能夠滿足人們的需求，但是這對施工測量也提出了非常高的要求。將GPS技術應用在施工測量當中，具有著傳統測量方式不能相比的優勢，主要表現在精度高與靈活性好等，已經成為當前時期工程測量當中不可或缺的一種測量手段。對此本文從GPS技術測量原理及特點入手分析，并對其在高層施工過程中的應用作出分析，以期對相關工作人員有所借鑒作用。

GPS測控技術；高層施工；測量方法；評價標準

前言：GPS測控技術作為新興的測量技術，已經將其應用在諸多的領域當中，如船舶、精密工程與航空等。GPS測控技術具有先進性與優越性得到了眾多測量工作者的普遍認可，而且GPS定位系統擁有著高精度、通視條件無影響、快速、點位不限與全天候實現平面測量與高層測量。將GPS測控技術應用在高層建筑施工當中，能夠根據國家技術規范以及GPS網對高層建筑施工過程中的基準與測量精度等作出相應的設計，在保障建設質量有著非常重要的作用。

一、GPS定位原理及測量特點

GPS即全球定位系統是在上世紀七十年代進行研制的一種應用在軍事當中的衛星導航和定位系統，其主要由衛星和與地面控制系統構成，地面控制系統又分為主控站、監測站與注入站三部分，隨著高層建筑數量逐漸的增加，GPS技術也被逐漸的應用在其中，因為GPS可以實現更快、更精準的進行測量，使工作效率得到顯著的提升[1]。GPS定位主要是利用的原理是空間距離進行后方交匯方式實現對待測點位置作出相應的確定。

GPS測量過程中一般會擁有如下特點，第一，測量精度高，即在基線為50km以下時，能夠保證其定位精度達到10-6，當基線處于1000km以上時，能使其定位精度達到10-8。第二，觀測時間短，在利用GPS進行測量過程中，靜態相對定位通常每站所需時間約為20min，而動態相對定位所需時間將更短，可以在幾秒中之內完成定位。第三，操作簡單方便，觀測過程中只要觀測人員對設備參數作出設定并對天線進行對中、量取與整平以后，接收機便能夠實現實時觀測與記錄。第四，全天候作業，因為GPS系統中擁有大量的衛星，并且分布較為均勻，能夠確保觀測過程始終連續，而且通常情況下不會受到天氣狀況帶來的不良影響[2]。

二、GPS測控技術在高層建筑施工當中的應用

（一）測量方案制定

根據設計要求與施工部署，應該制定出可行的測量方案，其實確保定位放線能夠順利開展的重要措施，測量方案要由如下內容構成。第一，工程概況，主要有場地面積、建筑面積、工程位置、建筑高度和建筑層數等。第二，建筑物定位于基礎工程測量方面的放線，主要有建筑物定位放線和主要軸線控制，護坡樁與樁基的監測和定位，基礎開挖和±0.000之下所有層的抄平與放線等。第三，±0.000以上區域的放線，主要有首層、標準層與非標準層所有的測量放線、標高傳遞以及豎向控制等[3]。第四，驗收控制，應該確保所有分項工程完成測量放線以后，要進行驗線，確保進度，避免出現錯誤。

（二）實施方案步驟

首先，觀測點的選取。因為GPS所有的測量觀測點間不需要做到相互通識，并且測量網具有著較為靈活的圖形結構，因此在對測量點進行選取使較為方便簡單的工作。在對測點進行選取過程中除符合常規要求以外，還要注意滿足如下三點要求：第一，防止電磁場信號造成的干擾，測量點位要盡可能避免周圍存在無線發射源，如果附近已有無線發射源，要保證其和測量點位間的距離在200m以上，測量點位也要和高壓輸電線保持安全距離，確保距離在50m以上。第二，測量點位周圍不能出現大面積水域以及電磁波反射，從盡可能降低多路徑對其造成的不良印象。第三，測量點位應該設置在醒目的地點，部分建筑物頂層便是觀測點較好的位置，在整個視場周圍的15m范圍內不能存在障礙物和其他GPS系統[4]。

其次，標志設定要求。高層建筑施工中應用的GPS網點要設置有顯眼且精確的標志，觀測點的標志應該可以在整個高層建筑施工過程中做到被充分且有效的利用，尤其是在施工場地之外的觀測點，要保證在使用過程中不會遭到破壞。因此要將標志點盡可能設置到不會受到施工影響的區域，并且要有專人對其進行保護。在所有觀測點標志在完成設置后，要根據做好相關的記錄并存檔。

三、觀測數據評價標準

對于高層建筑而言，施工過程中應用GPS實現靜態相對定位主要將觀測得到的數據劃分成為如下四級。其一，良好。達到良好等級要滿足測量基準點附近環境良好，不存在施工振動、電磁波及焊接作業等干擾現象；觀測全程中大氣狀況始終保持穩定，能夠觀測到全部的預報衛星；接收機處于平穩運行狀態；測點中所有的操作完全符合操作規程，數據收集齊全；全部的絕對定位解具有平穩的收斂。其二，合格。達到合格等級要滿足測點出存在有輕微的施工振動、電磁波及焊接作業等干擾現象；觀測全程中大氣狀況發生明顯變化，如出現暴風雨和氣象突變等；接收機運行失常，時常發生報警或者是衛星失鎖現象，同時因為多次積累造成觀測數據出現10%左右的數據損失；點中所有的操作完全符合操作規程；單點定位解出現輕微的收斂波動。其三，存疑。達到存疑等級要滿足測站信號存在較為嚴重的干擾；觀測過程中經常發生報警或者是衛星失鎖現象，同時因為多次積累造成觀測數據出現20%左右的數據損失；單點定位解出現較大的收斂波動其四，不合格。不合格要滿足因為多種因素共同影響下，導致無效數據超過30%；觀測衛星數量不足4顆；單點定位解無法有效收斂[5]。

結語：隨著科學技術水平的不斷提升，經濟水平的快速進步，高層建筑逐漸成為今后社會生活中的很重要組成部分，但是傳統的鉛垂線法、激光測量法、經緯儀測量法等均存在一定的缺陷，使其無法很好地滿足當前高層建筑施工過程中的規范化需求，實現在溫差、風載與日照等諸多因素存在的情況下精準且快速實現高程傳遞與平面軸線控制已然是影響高層建筑施工過程中首要解決的問題。將GPS測控技術應用其中能夠以其自身的優勢，在高層建筑測控過程中取得非常良好的效果，因此，今后應該注重將GPS技術有效的應用在高層建筑施工過程中，進而使我國的高層建筑質量得到不斷的提高。

[1]姜新.關于GPS測量技術在高層建筑施工中的應用探討[J].門窗，2015，04（04）∶209.

[2]姚昌.對梅州高層建筑施工GPS測量的技術設計與應用分析[J].建設科技，2014，12（23）∶98-99.

[3]褚愛國.淺談GPS測量技術在建筑工程施工中的應用[J].中國科技博覽，2011，06（13）∶257.

[4]韓建華，張靜.淺析GPS定位技術在高層及超高層建筑施工中的應用[J].城市建設理論研究∶電子版，2013，11（33）.

[5]申業剛，朱冰.淺談GPS衛星定位系統在高層鋼結構變形觀測中的應用[J].測繪與空間地理信息，2012，04（04）∶115-117.

G322

B

1007-6344（2017）01-0336-01

王浩宇（1995-）男，山東龍口人，測控技術與儀器專業

王沖煜（1997-）男，遼寧撫順人，測控技術與儀器專業

史鵬飛（1996）男，吉林九臺人，測控技術與儀器專業