電子工程職稱論文淺談GPS測量技術的應用

　　摘要：高層建筑是城市化進程加快的重要表現和典型標志，因此，隨著經濟的快速發展和城市化水平的提高，高層建筑的施工質量和施工技術引起了建筑行業的廣泛關注。測量是高層建筑施工中最基礎的環節，而測量技術水平決定了高層建筑的整體質量水平。因此，本文主要通過介紹高層建筑施工中的兩種測量技術，GPS測量技術和軸線投測技術來實現高層建筑的測量精度，提升高層建筑的施工質量。

　　關鍵詞：高層建筑,測量技術,GPS測量技術,軸線投測技術

　　1 引言

　　高層建筑質量的好壞是衡量一個城市建筑施工水平以及技術發達程度的重要指標。準確的測量技術不僅影響高層建筑的整體施工質量，而且還會影響高層建筑的施工進度。因此，缺少測量技術作支撐，高層建筑的安全性和質量可靠性均無法獲得保障。測量放線是高層建筑施工中最基本的測量方式，但是隨著高新技術的發展，GPS測量技術等一批新型的測量方法不斷涌現，從而完善了高層建筑物的測量方法。

　　2 GPS測量技術概況

　　2.1 GPS的定位原理

　　GPS的全稱是全球定位系統，最早應用于軍事作戰系統。GPS定位系統由三部分組成，分別為空間衛星星座、地面監控站及用戶設備。GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。

　　2.2 GPS的測量特點

　　GPS技術利用的是現代高新技術，因此與傳統的測量技術相比，具有測量精度高、誤差小、測量時間不受限制、操作簡單易學等特點。GPS的這些特點具體表現在：

　　第一，測量準確、精度高，誤差小。在固定的基線范圍內，GPS的定位精確性較高，可以達到小數點后八位的精度，比傳統的測量方法更加準確、可靠。

　　第二，測量時間寬泛，用時短。GPS測量可在任意時間進行觀測，而且動態定位的耗時短，需花費幾秒鐘，而靜態定位需花費幾十分鐘。

　　第三，測量儀器簡單易學，操作簡單。測量的過程中，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。

　　2.3 GPS測量技術在高層建筑中的應用

　　2.3.1確定測量技術的相關參數

　　GPS測量技術中涉及的參數包括：設計精度、觀測計劃以及設計基準和網形。首先，在設計精度方面，要嚴格按照高層建筑的施工需求，選擇相應的GPS網進行監測，設置GPS參數時，要控制好接收機的精度;其次，在規劃設計方面，根據GPS接收到的圖形，不斷的調整最佳測量時間，并制定完善的調度表;最后，在設計基準和網形方面，應該加強網點的控制和布局。

　　2.3.2確定最佳觀測點

　　觀測點的最佳位置是實現高層建筑準確測量的保證。因此，進行GPS測量時，需要注意以下幾點：第一，觀測點的選取要避開電磁場的干擾和高壓磁場的干擾;第二，觀測點的選取要遠離大面積的水域;第三，觀測點的選取位置應該距離高層建筑較近，最好選擇高層建筑的頂層作為觀測點。

　　2.3.3增加觀測點標志物建設

　　GPS測量技術需要設定觀測點，而高層建筑的施工復雜，施工隊伍龐大，因此觀測點的位置容易受到人為因素和非人為因素的影響，為了降低人為因素對觀測點的破壞需要在觀測點增加相應的標志物，從而確保觀測點的有效性。

　　2.3.4記錄觀測結果

　　高層建筑的施工過程是一項復雜的系統工程，GPS測量技術是其子系統，因此GPS測量技術同樣具有系統性。GPS測量技術的最終環節是記錄觀測結果和數據，具體記錄的內容包括：第一，波相位觀測值及相應的觀測歷元;第二，同一歷元的測碼偽距觀測值;第三，實時的絕對定位結果;第四，接收機的工作狀態以及測站控制信息;第五，GPS衛星種差參數和衛星的星歷。

　　3 軸線投測技術概況

　　高層建筑在施工中的測量過程主要是為了控制垂直度。在軸線向上投測時，要嚴格控制誤差值。高層建筑的軸線投測技術主要有兩種方法，分別為內控法和外控法。

　　3.1軸線投測技術之一：外控法

　　所謂外控法是指在高層建筑物的外部，利用相應的儀器設備經緯儀來進行高層建筑物的軸線控制和投測。利用外控法對高層建筑進行測量的具體操作方法和步驟如下：

　　第一，在高層建筑的底部位置投測中心軸線。高層建筑的基礎性施工環節完成后，需要設定軸線控制樁的位置，然后根據軸線控制樁的位置固定經緯儀，最后根據經緯儀的指示將中心軸線準確無誤的投測到高層建筑物的底部，并對投測結果進行記錄和標記，增設標志;

　　第二，由于高層建筑的建造過程是不斷升高的，因此需要逐級向上投測中心線。具體操作為：首先，將經緯儀固定在軸線控制樁上，并檢驗儀器的平穩性，然后用用望遠鏡瞄準投測的中心軸線點，最后，利用經緯儀的盤左和盤右將軸線點投測到樓板上，并且將其中點作為中心軸線的投影點;

　　第三，當軸線控制樁的位置貼近建筑物時，使用望遠鏡容易帶來較大的誤差，造成精度低下，因此，為了緩解這種情況，需要改變軸線控制樁的位置，具體操作為：首先，將經緯儀固定在高層建筑的較高層軸線上，然后用望遠鏡瞄準地面上軸線控制樁的原始固定點，利用經緯儀的盤左、盤右分中投點發，將原有的中心軸線進行延長，并標記下其延長的位置，此時標記的位置就是軸線控制樁的新位置。

　　3.2軸線投測技術之二：內控法

　　所謂內測法是指在高層建筑物內部的正負交界平面設定軸線控制點，并在控制點處增加標志，然后分別在各樓層的相應位置上預留傳遞孔，最后，在軸線控制點上采用激光鉛垂儀法將其利用預留孔投測到其他樓層。

　　3.2.1軸線控制點的選取和設定

　　高層建筑的基礎施工完成后，需要在正負交界的首層平面上，尋找恰當的位置來設置輔助軸線。輔助軸線的設置需要以軸線為基準，具體要求為：首先，輔助軸線的設置應該同軸線相平行，二者不能出現交點;其次，軸線與輔助軸線之間的距離要有嚴格的限制，根據以往經驗，二者之間的距離多控制在50cm到80cm;最后，需要加強輔助軸線的標志建設，在輔助軸線的交點或端點處增加標志。

　　3.2.2吊線墜法在測量中的運用

　　吊線墜法是工程中使用最多，最簡單的投測方法，其原理是利用鋼絲來懸掛重錘球，從而來檢測縱向軸線的垂直度。這種方法的適用范圍是：高層建筑物的高度需要控制在50米到100米之間，重錘球的重量大約為10到20千克，鋼絲的直徑不易過小，一般為0.5到0.8毫米。具體的投測步驟為：首先，在預留孔上安裝可以懸掛重錘球的十字架，然后對準首層的預埋標志將重錘球掛上，最后，觀察錘球線，直到錘球線靜止，確定十字架的安放位置，并根據錘球線在預留孔周圍進行標記。

　　3.2.3激光鉛垂儀法在測量中的應用

　　激光鉛垂儀是專門的測量定位儀器，多適用于高層建筑的測量。具體的投測步驟為：

　　第一，在首層軸線控制點上安裝激光鉛垂儀，然后利用激光鉛垂儀的工作原理，將激光儀器所發射出的激光束進行對中，最后，調節基座整平螺旋，使管水準器氣泡嚴格劇中;

　　第二，在上層施工樓面的預留孔處安放接受靶;

　　第三，接通電源后，啟動激光鉛垂儀，然后利用望遠鏡的調焦功能將激光束匯聚為紅色耀斑，然后投測到接受靶上;

　　第四，通過不斷的調節接受靶，使接受靶的靶心與紅色耀斑完全重合，然后確定接受靶的位置并固定，最后在預留孔的四周進行標記，此時，靶心位置的控制點則為投測點。

　　4 結束語

　　高層建筑在我國的發展十分迅速，由于科學技術的飛速發展，傳統的測量方法已經難以滿足高層建筑的測量需求，因此，為了保證高層建筑的施工質量需要不斷的引進先進、有效的測量技術。

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