GPS测量在高层建筑施工中的应用

李佳

（抚顺职业技术学院，沈阳113006）

GPS测量在高层建筑施工中的应用

李佳

（抚顺职业技术学院，沈阳113006）

随着经济的发展和社会需求的不断变化，高层建筑工程越来越多，其对施工技术与工程质量均提出较高要求。GPS测量技术优势明显，能够确保高层建筑测量工作的精确度与有效性。论文简要叙述了GPS测量的特点和高层建筑中GPS测量技术的设计情况，在此基础上探讨了GPS测量在高层建筑中的具体应用。

GPS测量；高层建筑；施工技术

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

1 引言

我国经济发展推动了高层建筑工程的进一步完善，在高层建筑施工过程中，测量工作具有重要作用，采取GPS测量有利于提高测量工作的精准度，且操作相对灵活，具有极高的利用价值。在高层建筑测量工作中，要设计合理的GPS测量方案，并在具体应用中注重测量细节的处理，确保理论与实操的有效结合，提升测量工作的实效性。

2 GPS测量的特点

近年来，GPS测量技术在高层建筑测量工作中得到了较为广泛的应用，就其自身而言具有明显的优势，在工程施工过程中，即便基本控制网点密度降低，也可快速定位，准确测定。GPS测量具有显著的特点，其具体概括为如下4个方面。（1）具有较高的测量精准度，当基线不大于50km时，其精准度最高可到达1×10-6，如果基线长度超过1000km时，则其精确度最高达到1×10-8，由此可见，其精确度优势明显。（2）测站间相互通视需求取消，测量工作更加灵活[1]。在GPS测量中，无须测站间形成相互通视的形式，依据需求确定测试点即可。（3）观测时间方面具有绝对优势，在进行GPS测量时，在静态相对定位中，设站所需时间仅为20min，如果是动态观测的话，则仅需5～10s。（4）GPS测量中相关仪器操作简单且灵活，其实现了接收机自动化作业模式，在测量中操作人员只需将仪器对中和整平，在此基础上对天线高度进行量取[2]，开机后按要求设置相关参数，接收机便可自动化作业。

3 高层建筑中GPS技术的设计

3.1 测量精准度的设计

GPS测量设计精准度受到诸多因素影响，其中GPS相关网的用途占据重要地位。测量过程具有等级划分，只有明确进行的测量等级，才能更加有效地针对其精准度进行测量。在等级划分中，可在城市或者工程网中确定相应的观测点，并以相邻2个观测点的距离为划分依据，建立1、2、3、4四个等级，通常情况下，高层建筑2个相邻观测点之间的具体小于1km，其在2级测量范畴内[3]。在测量精准度设计过程中，可利用等效距离误差公式：

式中，a为接收机的误差，其误差值必须小于15mm；b为比例误差，其误差值必须小于20(ppm·D)；d为相邻2个测量点之间的距离，在GPS网中小于1km。在高层建筑测量中，要以上述设计为理论根据，并在具体测量中综合考虑各方因素，同时进行相关验收工作，最终达到测量精准度的要求。

3.2 GPS网同步图形独立边设计

GPS网同步图形具有独立边与非独立边，其中独立边对闭合环计算具有一定的影响。由于图形同步方面，接收机并未作出固定要求，所以其闭合环差不等于0，这样会产生较大误差，因此，在实际设计中需对闭合环实行限差处理。并且，在具体施工过程中要结合工程实际，调整相应的限差条件，以此避免监测过程中出现信号干扰现象。在监测过程中，独立边的设计选取几何形状，这样可较为清晰地发现差值，便于选择有效图形[4]。设计的最后要根据工程实际情况进行相应的调整，一般情况下，当接收机数量超过3台时，可利用技术手段，采取软件挑选法，确定独立边基数作为固定环的参考。

3.3 GPS网图形设计

在GPS网图形设计中，通常使用三角形、环形和星型图形。现将3者优缺点汇总如下。（1）三角形具有较高的可靠性，并且其自检能力较强，结构优势较为明显。但是，其在观测过程中任务量较大，尤其当接收机数量不足时，观测时间则会被延长，在这样的情形下，环形则具有一定的优势。（2）环形的构造为多条独立边形成的闭合环，工作量较小，但是其分布不均，观测精准度存在差异。（3）星型结构较为简单，操作方便，一般情况下2台设备即可高效完成测量任务。但是，就高层建筑测量工作而言，多采用三角形和环形网，依据具体测量工作，单独使用或者混合应用，以此保证测量的精确度和经济成本的合理化。

3.4 GPS网基准设计

在高层建筑测量过程中，基线向量的获取具有重要地位，为了提高精确度也可将地方坐标纳入参考范围内。由此可见，GPS网基准设计时，坐标系统、数据起算工作务必要有效开展。其中，GPS网基准包含尺度、方位、位置3个维度的基准，在设计过程中，要实现多个测试点灵活转换，可通过增加控制点和数据起算数量的方式来实现，并在结合地形基础上制定3个作用的联合测试点。除此之外，也要相应地考虑控制点长方形构造原则，其中控制点类型为城市或国家等级控制点，在这一原则维护下，可有效地保证坐标的匀称性。

4 GPS测量在高层建筑中的具体应用

4.1 建立GPS测量基准

在具体的高层建筑施工过程中，要结合上述设计原则，采取有效的措施建立GPS测量基准，在建立过程中合理有效地利用当地环境特征，力争完善基准测量工作。例如，在北方某高层建筑工程中，为确保测量的准确性，建立GPS测量基准，其建立过程如下：为了保证测量过程中基准传递工作的有效开展，在施工过程中要建立大地坐标系，并且与工程坐标建立联系，明确二者间的转换关系。该工程项目具有工期较短，测量任务较重且精准度要求较高，并且场地范围相对较小等特点，建立测量基准时应充分考虑上述因素，在施工外围设立2个独立的基准点（XMO1和XMO2），二者具有一定的临时性，旨在利用这2个基准点完成传递工作。

4.2 确定GPS测量基准点

在确定GPS测量基准点时，既要考虑测量的方便性，又要合理结合高层建筑自身的特点，将二者有机结合，最后实现测量基准点选择的有效性。测量工作开展中将XMO1这个基准点设置在高层建筑顶部，这个位置具有设置方便、操作灵活等优势，并且该位置通视性较高，有利于测量工作的展开。而XMO2则设置在建筑外围，为了确保通视性，将其与高层建筑的距离规定为140～150m之间。同时，该点还具有不受外部车辆干扰的优势，在一定程度上避免了外力造成的误差。

4.3 GPS测量基准传递

在测量基准传递方案的设置中，既要考虑行业相关规范，又要对高层建筑实际情况进行综合考量，以此为基础制定合理有效的方案。例如，在上述高层建筑项目中，基准传递按照相关规定进行。由于测量基准建立和测量基准点确定过程均实现理论技术与高层建筑实际相结合的局面，具备合理性，为基准传递打下了坚实的基础，从而确保了基准传递的实效性。

5 结语

综上所述，GPS测量技术具有显著的特点，其在测量工作中对GPS网和基准进行合理设计，可有效地保证测量的准确性。在具体应用过程中，其操作灵活，为高层建筑测量工作提供了有效的测量手段，提高了测量工作效率，与传统测量技术相比具有较大的发展空间。

【1】姚杰.高层建筑施工GPS测量技术分析[J].建筑工程技术与设计，2016(5)：228-228.

【2】叶天青.浅论GPS测量在高层建筑施工中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014(25)：1171-1171.

【3】林小丽.高层建筑施工中GPS测量的应用[J].建筑工程技术与设计，2015(25)：791-791.

【4】刘大林.高层建筑施工GPS测量技术探讨[J].科技与创新，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，辽宁抚顺人，讲师，从事建筑测量与建筑结构研究。