Leica GS15 GNSS在PC项目高层建筑中的应用

李科伟，张 浩，李国辉，徐伟忠

（1.上海中振测量技术工程有限公司，上海 200235；2.上海城建市政工程（集团）有限公司，上海 200065）

一、项目概况

上海浦江镇经适房PC项目为大型居住社区浦江基地四期A块、五期经济适用房项目，总建筑面积为174 352.4 m2。基地位于闵行区浦江镇鲁汇基地05-02、06-01地块，东至恒南路，南至规划五路，西至规划四路，北至规划一路。

该工程采用新兴的绿色环保节能型预制装配式混凝土结构（prefabricated concrete structure，PC）技术，是以预制混凝土构件为主要构件，经装配、连接，结合部分现浇而形成的混凝土结构，这也是上海城建市政工程（集团）有限公司首次将PC工艺应用于浦江镇经济适用房项目。

二、测量原理及基线精度

1.本项目采用的测量方法

GPS静态相对定位采用载波相位观测，将GPS接收机固定架设在待测点位上，任意两台GPS接收机同步观测同一组卫星从而构成基线。为了增强几何强度，改善定位精度，通常采用多台GNSS接收机同步观测，使每两台单独测定的基线向量联结成三角形向量网，可以检核和控制多种误差对观测量的影响，从而在提高定位精度的同时，保证了数据处理结果的准确性。因此本PC项目采用GPS静态相对定位法，用于高层间平面和高程基准的传递。

2.GS15测量基线精度

徕卡Viva GS15 GNSS双频接收机作静态测量时能够达到很高的精度，标称精度达3 mm+0.5×10-6D，因此静态测量基线的中误差可按照GPS基线向量的弦长精度公式计算

式中，a为固定误差，单位为mm；b为比例误差；S为基线距离，单位为km。

本项目各点间平均距离在0.5 km左右，因此基线精度为

三、工程应用

1.实际施测情况

浦江大型居住社区PC项目工程对前期五幢楼的外围控制点布设如图1所示，GPS1、GPS2、GPS3、GPS4为平面控制点，埋设固定观测墩，由更高一级的控制点按照GPS规范的D级要求进行观测；BM1、BM2、BM3是高程控制点，采用中误差为±3 mm/km的徕卡DNA03电子水准仪按照三等水准测量规范，获得高程值，分别作为楼层施工时的平面和高程传递的起算数据。

图1 PC项目控制点分布图

对上述平面控制点和高程控制点进行一次GPS静态联测，保留观测数据。在后期每次引测基准数据到楼顶时，只需要将4台GNSS接收机分别架设在GPS1、GPS3，以及楼顶的 GPSA、GPSB 4个点上同步观测一个时段，如图2所示。

图2 楼层基准点与控制点联测

将前期平面和高程控制点联测GPS观测数据和本次引测GPS观测数据同时导入Leica Geo Office软件，统一进行基线解算，检核重复基线是否合格；然后进行无约束平差计算；最后采用徕卡独有的一步法方式进行基准投影坐标转换。

一步法中高程和平面点位的转换是分开计算的。在平面点位转换中，首先将WGS-84地心坐标投影到临时的横轴墨卡托投影，然后通过平移、旋转和比例变换使之与计算的“真正的”投影相符合；高程转换则采用简单的一维高程拟合。该转换方法的已知点的高程误差和平面点位误差互不影响，并且高程已知点和平面已知的点可以不必是同一个点。

2.与常规方法测量数据对比分析

1）由GNSS测得的GPSA、GPSB两点坐标反算边长和TS30全站仪测量这两点平距对比见表1、表2。

表1 第一期

表2 第二期

2）将GNSS测得的GPSA、GPSB坐标作为已知数据，然后使用TS30全站仪放样出轴线点，并将其与常规方法激光垂准仪投点后施测轴线交点进行对比，结果见表3、表4。

表3 第一期 mm

3）使用常规的全站仪三角高程法，如图3所示，在楼层高度约4倍远的距离，任意点上架设TS30全站仪，使用同一个棱镜杆，6次正倒镜测量楼底点A和楼顶点B的高差，取平均值后得到楼底水准基点A和楼顶水准点B的高差，将该高差平均值加上楼底水准基点A的已知高程值，就可以得到29#楼的当层顶面B点的高程。

表4 第二期 mm

图3 全站仪三角高程测量示意图

全站仪所测高程与GNSS接收机所测高程数据对比见表5。

表5

四、结束语

在浦江大型居住社区PC项目工程中，运用GNSS接收机在部分楼层进行了平面和高程基准传递。与常规测量方法的结果及理论分析精度比较可知，该方法结果符合性较好，也很好地满足了项目的设计限差要求；并且该方法可同时传递平面和高程基准，无需预留楼层间基准传递通视孔，大大提高了工作效率；各层基准值统一由地面控制点传递，不会积累传递误差。由此可见，使用GNSS接收机在高层建筑中传递平面和高程基准是一种行之有效的方法。