電子工程職稱論文淺談GPS測量技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：高層建筑是城市化進程加快的重要表現(xiàn)和典型標(biāo)志，因此，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化水平的提高，高層建筑的施工質(zhì)量和施工技術(shù)引起了建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。測量是高層建筑施工中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，而測量技術(shù)水平?jīng)Q定了高層建筑的整體質(zhì)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(shù)，GPS測量技術(shù)和軸線投測技術(shù)來實現(xiàn)高層建筑的測量精度，提升高層建筑的施工質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑,測量技術(shù),GPS測量技術(shù),軸線投測技術(shù)

　　1 引言

　　高層建筑質(zhì)量的好壞是衡量一個城市建筑施工水平以及技術(shù)發(fā)達程度的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確的測量技術(shù)不僅影響高層建筑的整體施工質(zhì)量，而且還會影響高層建筑的施工進度。因此，缺少測量技術(shù)作支撐，高層建筑的安全性和質(zhì)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(shù)的發(fā)展，GPS測量技術(shù)等一批新型的測量方法不斷涌現(xiàn)，從而完善了高層建筑物的測量方法。

　　2 GPS測量技術(shù)概況

　　2.1 GPS的定位原理

　　GPS的全稱是全球定位系統(tǒng)，最早應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)由三部分組成，分別為空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，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(shù)利用的是現(xiàn)代高新技術(shù)，因此與傳統(tǒng)的測量技術(shù)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(xué)等特點。GPS的這些特點具體表現(xiàn)在：

　　第一，測量準(zhǔn)確、精度高，誤差小。在固定的基線范圍內(nèi)，GPS的定位精確性較高，可以達到小數(shù)點后八位的精度，比傳統(tǒng)的測量方法更加準(zhǔn)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(tài)定位的耗時短，需花費幾秒鐘，而靜態(tài)定位需花費幾十分鐘。

　　第三，測量儀器簡單易學(xué)，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(shè)定參數(shù)，接收機即可進行自動觀測和記錄。

　　2.3 GPS測量技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

　　2.3.1確定測量技術(shù)的相關(guān)參數(shù)

　　GPS測量技術(shù)中涉及的參數(shù)包括：設(shè)計精度、觀測計劃以及設(shè)計基準(zhǔn)和網(wǎng)形。首先，在設(shè)計精度方面，要嚴格按照高層建筑的施工需求，選擇相應(yīng)的GPS網(wǎng)進行監(jiān)測，設(shè)置GPS參數(shù)時，要控制好接收機的精度;其次，在規(guī)劃設(shè)計方面，根據(jù)GPS接收到的圖形，不斷的調(diào)整最佳測量時間，并制定完善的調(diào)度表;最后，在設(shè)計基準(zhǔn)和網(wǎng)形方面，應(yīng)該加強網(wǎng)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(xiàn)高層建筑準(zhǔn)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(yīng)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(biāo)志物建設(shè)

　　GPS測量技術(shù)需要設(shè)定觀測點，而高層建筑的施工復(fù)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(yīng)的標(biāo)志物，從而確保觀測點的有效性。

　　2.3.4記錄觀測結(jié)果

　　高層建筑的施工過程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，GPS測量技術(shù)是其子系統(tǒng)，因此GPS測量技術(shù)同樣具有系統(tǒng)性。GPS測量技術(shù)的最終環(huán)節(jié)是記錄觀測結(jié)果和數(shù)據(jù)，具體記錄的內(nèi)容包括：第一，波相位觀測值及相應(yīng)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(jié)果;第四，接收機的工作狀態(tài)以及測站控制信息;第五，GPS衛(wèi)星種差參數(shù)和衛(wèi)星的星歷。

　　3 軸線投測技術(shù)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(shù)主要有兩種方法，分別為內(nèi)控法和外控法。

　　3.1軸線投測技術(shù)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(yīng)的儀器設(shè)備經(jīng)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(chǔ)性施工環(huán)節(jié)完成后，需要設(shè)定軸線控制樁的位置，然后根據(jù)軸線控制樁的位置固定經(jīng)緯儀，最后根據(jù)經(jīng)緯儀的指示將中心軸線準(zhǔn)確無誤的投測到高層建筑物的底部，并對投測結(jié)果進行記錄和標(biāo)記，增設(shè)標(biāo)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(jīng)緯儀固定在軸線控制樁上，并檢驗儀器的平穩(wěn)性，然后用用望遠鏡瞄準(zhǔn)投測的中心軸線點，最后，利用經(jīng)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(dāng)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(jīng)緯儀固定在高層建筑的較高層軸線上，然后用望遠鏡瞄準(zhǔn)地面上軸線控制樁的原始固定點，利用經(jīng)緯儀的盤左、盤右分中投點發(fā)，將原有的中心軸線進行延長，并標(biāo)記下其延長的位置，此時標(biāo)記的位置就是軸線控制樁的新位置。

　　3.2軸線投測技術(shù)之二：內(nèi)控法

　　所謂內(nèi)測法是指在高層建筑物內(nèi)部的正負交界平面設(shè)定軸線控制點，并在控制點處增加標(biāo)志，然后分別在各樓層的相應(yīng)位置上預(yù)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(yù)留孔投測到其他樓層。

　　3.2.1軸線控制點的選取和設(shè)定

　　高層建筑的基礎(chǔ)施工完成后，需要在正負交界的首層平面上，尋找恰當(dāng)?shù)奈恢脕碓O(shè)置輔助軸線。輔助軸線的設(shè)置需要以軸線為基準(zhǔn)，具體要求為：首先，輔助軸線的設(shè)置應(yīng)該同軸線相平行，二者不能出現(xiàn)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(jù)以往經(jīng)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(biāo)志建設(shè)，在輔助軸線的交點或端點處增加標(biāo)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(yù)留孔上安裝可以懸掛重錘球的十字架，然后對準(zhǔn)首層的預(yù)埋標(biāo)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(jù)錘球線在預(yù)留孔周圍進行標(biāo)記。

　　3.2.3激光鉛垂儀法在測量中的應(yīng)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(fā)射出的激光束進行對中，最后，調(diào)節(jié)基座整平螺旋，使管水準(zhǔn)器氣泡嚴格劇中;

　　第二，在上層施工樓面的預(yù)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(diào)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(diào)節(jié)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(yù)留孔的四周進行標(biāo)記，此時，靶心位置的控制點則為投測點。

　　4 結(jié)束語

　　高層建筑在我國的發(fā)展十分迅速，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)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(zhì)量需要不斷的引進先進、有效的測量技術(shù)。

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