淺談GPS測控技術(shù)在高層施工中的應(yīng)用

王浩宇 王沖煜 史鵬飛

（沈陽理工大學(xué) 遼寧沈陽 110159）

淺談GPS測控技術(shù)在高層施工中的應(yīng)用

王浩宇 王沖煜 史鵬飛

（沈陽理工大學(xué) 遼寧沈陽 110159）

隨著我國經(jīng)濟實力的快速發(fā)展，人民生活水平得到了極大的改善，我國經(jīng)濟建設(shè)也實現(xiàn)了迅猛的發(fā)展，這地我國工程建設(shè)也有著很大的推動作用。從目前建筑發(fā)展趨勢來看，高層建筑已然是今后發(fā)展的重點項目，當(dāng)然隨著人們需求的逐漸增加，在建筑結(jié)構(gòu)造型也愈發(fā)的復(fù)雜化。建筑物逐漸向高層方向發(fā)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(shù)應(yīng)用在施工測量當(dāng)中，具有著傳統(tǒng)測量方式不能相比的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在精度高與靈活性好等，已經(jīng)成為當(dāng)前時期工程測量當(dāng)中不可或缺的一種測量手段。對此本文從GPS技術(shù)測量原理及特點入手分析，并對其在高層施工過程中的應(yīng)用作出分析，以期對相關(guān)工作人員有所借鑒作用。

GPS測控技術(shù)；高層施工；測量方法；評價標(biāo)準(zhǔn)

前言：GPS測控技術(shù)作為新興的測量技術(shù)，已經(jīng)將其應(yīng)用在諸多的領(lǐng)域當(dāng)中，如船舶、精密工程與航空等。GPS測控技術(shù)具有先進性與優(yōu)越性得到了眾多測量工作者的普遍認(rèn)可，而且GPS定位系統(tǒng)擁有著高精度、通視條件無影響、快速、點位不限與全天候?qū)崿F(xiàn)平面測量與高層測量。將GPS測控技術(shù)應(yīng)用在高層建筑施工當(dāng)中，能夠根據(jù)國家技術(shù)規(guī)范以及GPS網(wǎng)對高層建筑施工過程中的基準(zhǔn)與測量精度等作出相應(yīng)的設(shè)計，在保障建設(shè)質(zhì)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(tǒng)是在上世紀(jì)七十年代進行研制的一種應(yīng)用在軍事當(dāng)中的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，其主要由衛(wèi)星和與地面控制系統(tǒng)構(gòu)成，地面控制系統(tǒng)又分為主控站、監(jiān)測站與注入站三部分，隨著高層建筑數(shù)量逐漸的增加，GPS技術(shù)也被逐漸的應(yīng)用在其中，因為GPS可以實現(xiàn)更快、更精準(zhǔn)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(xiàn)對待測點位置作出相應(yīng)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(dāng)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(tài)相對定位通常每站所需時間約為20min，而動態(tài)相對定位所需時間將更短，可以在幾秒中之內(nèi)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(shè)備參數(shù)作出設(shè)定并對天線進行對中、量取與整平以后，接收機便能夠?qū)崿F(xiàn)實時觀測與記錄。第四，全天候作業(yè)，因為GPS系統(tǒng)中擁有大量的衛(wèi)星，并且分布較為均勻，能夠確保觀測過程始終連續(xù)，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(shù)在高層建筑施工當(dāng)中的應(yīng)用

（一）測量方案制定

根據(jù)設(shè)計要求與施工部署，應(yīng)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(nèi)容構(gòu)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(shù)等。第二，建筑物定位于基礎(chǔ)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(jiān)測和定位，基礎(chǔ)開挖和±0.000之下所有層的抄平與放線等。第三，±0.000以上區(qū)域的放線，主要有首層、標(biāo)準(zhǔn)層與非標(biāo)準(zhǔn)層所有的測量放線、標(biāo)高傳遞以及豎向控制等[3]。第四，驗收控制，應(yīng)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(xiàn)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(wǎng)具有著較為靈活的圖形結(jié)構(gòu)，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(guī)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(fā)射源，如果附近已有無線發(fā)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(xiàn)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(yīng)該設(shè)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(nèi)不能存在障礙物和其他GPS系統(tǒng)[4]。

其次，標(biāo)志設(shè)定要求。高層建筑施工中應(yīng)用的GPS網(wǎng)點要設(shè)置有顯眼且精確的標(biāo)志，觀測點的標(biāo)志應(yīng)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(biāo)志點盡可能設(shè)置到不會受到施工影響的區(qū)域，并且要有專人對其進行保護。在所有觀測點標(biāo)志在完成設(shè)置后，要根據(jù)做好相關(guān)的記錄并存檔。

三、觀測數(shù)據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)

對于高層建筑而言，施工過程中應(yīng)用GPS實現(xiàn)靜態(tài)相對定位主要將觀測得到的數(shù)據(jù)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(zhǔn)點附近環(huán)境良好，不存在施工振動、電磁波及焊接作業(yè)等干擾現(xiàn)象；觀測全程中大氣狀況始終保持穩(wěn)定，能夠觀測到全部的預(yù)報衛(wèi)星；接收機處于平穩(wěn)運行狀態(tài)；測點中所有的操作完全符合操作規(guī)程，數(shù)據(jù)收集齊全；全部的絕對定位解具有平穩(wěn)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(yè)等干擾現(xiàn)象；觀測全程中大氣狀況發(fā)生明顯變化，如出現(xiàn)暴風(fēng)雨和氣象突變等；接收機運行失常，時常發(fā)生報警或者是衛(wèi)星失鎖現(xiàn)象，同時因為多次積累造成觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)10%左右的數(shù)據(jù)損失；點中所有的操作完全符合操作規(guī)程；單點定位解出現(xiàn)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(yán)重的干擾；觀測過程中經(jīng)常發(fā)生報警或者是衛(wèi)星失鎖現(xiàn)象，同時因為多次積累造成觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)20%左右的數(shù)據(jù)損失；單點定位解出現(xiàn)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(dǎo)致無效數(shù)據(jù)超過30%；觀測衛(wèi)星數(shù)量不足4顆；單點定位解無法有效收斂[5]。

結(jié)語：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，經(jīng)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(tǒng)的鉛垂線法、激光測量法、經(jīng)緯儀測量法等均存在一定的缺陷，使其無法很好地滿足當(dāng)前高層建筑施工過程中的規(guī)范化需求，實現(xiàn)在溫差、風(fēng)載與日照等諸多因素存在的情況下精準(zhǔn)且快速實現(xiàn)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(shù)應(yīng)用其中能夠以其自身的優(yōu)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(yīng)該注重將GPS技術(shù)有效的應(yīng)用在高層建筑施工過程中，進而使我國的高層建筑質(zhì)量得到不斷的提高。

[1]姜新.關(guān)于GPS測量技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)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(shù)設(shè)計與應(yīng)用分析[J].建設(shè)科技，2014，12（23）∶98-99.

[3]褚愛國.淺談GPS測量技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)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(shù)在高層及超高層建筑施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究∶電子版，2013，11（33）.

[5]申業(yè)剛，朱冰.淺談GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在高層鋼結(jié)構(gòu)變形觀測中的應(yīng)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(shù)與儀器專業(yè)

王沖煜（1997-）男，遼寧撫順人，測控技術(shù)與儀器專業(yè)

史鵬飛（1996）男，吉林九臺人，測控技術(shù)與儀器專業(yè)