罗方基
陆河县公用事业局 广东陆河 516700
摘要：全球定位系统（简称GPS）是一种较为实用的全球导航定位系统，可以在全球范围内对用户提供相关的三维坐标信息，被广泛的应用在建筑、资源勘探、导航、环境保护、农林 牧渔等多个领域，它具有全天候、高精度、高效率、自动化的显著特点。本文依据具体工程概况，对超高层建筑施工测量概况及其原理进行分析，并对GPS测量控制路径进行探究。
关键词：超高层建筑；GPS；测量技术
前言
进入21世纪以来，在社会经济和科学技术发展的推动下，我国的城市建设水平不断提升，高层建筑在城市中逐渐增多，高层建筑物的体型也越来越复杂化，这就对施工测量提出了更高的要求，传统测量方法存在着工作过程繁琐、效率低、精度难尽人意等问题。为了保证工程质量和施工工期要求，提高测量定位工效和观测精度，也为了在高层及超高层建筑工程中探索一种全新的更为科学、更快速的建筑测量定位方法。
1.工程概况
某工程有1#、2#、3#三座塔楼，主楼为60层，总高186.1m，总建筑面积为219633.78m2。建筑工程等级为特级。
2.超高层建筑施工测量
2.1 超高层建筑施工测量的作用
施工测量贯穿超高层建筑施工全过程是超高层建筑各分部分项工程施工质量和进度的基本保证，是各分部分项工程施工管理必不可少的环节，在超高层建筑施工中发挥极其重要的作用。
2.2 超高层建筑施工测量的任务
超高层建筑施工测量任务主要有：①建立平面和高程施工测量控制网，为按设计图纸施工放样提供依据；②超高层建筑施工平面和高程控制网点的竖向传递；③根据竖向传递引测至高空作业层的施工测量控制网点，引测超高层建筑主控轴线，并按设计图纸放样超高层建筑的细部结构控制线。超高层建筑施工平面和高程控制网点的竖向传递精度控制是超高层建筑施工测量最重要的任务[1]。
3.原理
利用GPS定位就是把卫星视为“动态”控制点，在已知其瞬时坐标的条件下，以GPS卫星和接收机天线之间的距离为观测量，进行空间距离交会，从而确定地面点的位置。按照接收机天线在定位过程中所处的状态，可分为静态定位和动态定位。按照参考点的不同位置又可分为绝对定位和相对定位。相对定位也叫差分定位，以地面某固定点为参照点，利用两台以上GPS接收机，同时观测同一组卫星，确定各观测站接收机天线在WGS-84坐标系中的相对位置或基线向量。在动态相对定位中差分GPS和GPS-RTK是当前应用较广的，广泛用于大地测量、精密工程测量和精密导航等行业中。
4.具体应用
4.1 总体思路
本工程主要采用激光垂准仪与全站仪相配合的传统测量方法，依据“从整体到局部、从高级到低级、先控制后碎部”的工作原则，先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设建筑物的细部结构。本工程施工测量重难点表现在：一是主体塔楼采用“鸳鸯跳”式的施工方案（即划分两个作业面无缝施工）；二是高空交叉作业多，作业条件差，测量通视困难，主体结构平面控制网复核困难；三是随着楼层的加高，温差、日照、风载等外界环境以及塔吊、高速施工电梯等机械设备的运行，主体扰动大；四是主体内部平行流水、立体交叉的施工对高空架设仪器、施工测量的效率和精度、平面控制网点的保护等的影响越发严重。为了检验传统测量方法在本工程施工测量中的精度，探究超高层建筑施工过程中主体结构的空间稳定性，本工程采用GPS定位测量控制技术分别对三栋塔楼的垂直控制网（轴线平面位置）进行检查校核，频度为每施工10层检查校核一次。根据本工程特点，选择性能稳定、精度高和易于操作的徕卡GS15静态GPS接收机为观测设备，后处理软件为LeicaGeoOffice7.0专业数据处理软件[2]。
4.2 GPS测量控制网的建立与联测
4.2.1建立GPS测量控制网
选点：根据现场踏勘本工程东临居民区、南接新交通地铁轻轨项目、西倚桂澜路主干道、北枕环宇城。结合周边情况仅西侧桂澜路可布设GPS控制网点，分别在广佛地铁雷岗站B出口附近自行车道（K1）、阳光国际西门公交车道（K2）布设两个外部控制点见图1，以这两个外部控制点作为检核各塔楼轴线控制网的基准控制点[3]。各塔楼轴线控制网均由5个内控点组成，我们选用各塔楼分布在各单元的4个内控点和2个外控点作为GPS网点。布网：本工程采用三角形网，三角形网具有图形几何性强、可靠性好等优点。同时经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。两个外部控制点可以和任意一个主塔楼轴线控制网点构成三角形网，大大提高了GPS网的可靠性和精度。?
图1
4.2.2 外控点内控点首次联测
公司精测队带领项目部测量班于2014年8月30日至2014年9月3日对三栋塔楼内控点和外控点进行了首次联测，在不影响现场施工进度的前提下分别在上述累计14个控制点上，同时架设4或6台徕卡GS15型GPS接收机进行首次静态联测观测（观测计划见表1），观测时长连续时间段至少1.5小时。对首次观测结果进行解算，并作为以后每次观测解算处理结果的对比参照。
4.3 GPS测量结果精度分析与总结
1#，2#，3#，3座塔楼在6次观测下各内控点偏距如图2所示：通过对本工程项目GPS解算成果的精度分析，可以看出本工程3栋超高层塔楼整体垂直度均达到了相关国标和行标规范的要求，也验证了传统施工测量控制技术（激光垂准仪）在超高层（高层）建筑的控制精度方面具有一定的可靠性。与传统测量方法相比，GPS测量控制技术在实际施工过程中有效克服了传统施工测量放线效率上的局限性[4]。
图2
5.结束语
高层和超高层建筑已经遍及各大中城市，其施工质量首先取决于其施工垂直度控制和标高控制质量，测量基准传递、轴线、垂直度和高程控制是建筑物施工质量控制的重点内容之一，GPS因其具有方便、快速的定位测量和放样的测量功能，可快速、准确地测定放样点的平面位置，有效应用于高层及超高层建筑施工测量中，能大幅度提高高层及超高层建筑测量定位工效和观测精度，保证工程测量的工作效率。
参考文献：
[1]姚刚，刘星，张希黔.高层建筑施工GPS测量的技术设计与应用[J].四川建筑科学研究.2004（01）05-107+110
[2]吴映林.超高层建筑土建施工关键技术研究应用[J].建材与装饰.2017（15）18-19
[3]苏亚军，骆江.浅议GPS在高层建筑测量施工中的应用[J].中国西部科技.2008（07）21-22
[4]范美银.某高层建筑施工难点及监理重点[J].建筑知识.2017（06）99+101
论文作者:罗方基
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/11
标签：测量论文; 高层建筑论文; 塔楼论文; 精度论文; 工程论文; 高层论文; 接收机论文; 《防护工程》2018年第24期论文;