電子工程職稱論文淺談GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：高層建筑是城市化進(jìn)程加快的重要表現(xiàn)和典型標(biāo)志，因此，隨著經(jīng)濟(jì)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(cè)量是高層建筑施工中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，而測(cè)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(guò)介紹高層建筑施工中的兩種測(cè)量技術(shù)，GPS測(cè)量技術(shù)和軸線投測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑的測(cè)量精度，提升高層建筑的施工質(zhì)量。

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

　　1 引言

　　高層建筑質(zhì)量的好壞是衡量一個(gè)城市建筑施工水平以及技術(shù)發(fā)達(dá)程度的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確的測(cè)量技術(shù)不僅影響高層建筑的整體施工質(zhì)量，而且還會(huì)影響高層建筑的施工進(jìn)度。因此，缺少測(cè)量技術(shù)作支撐，高層建筑的安全性和質(zhì)量可靠性均無(wú)法獲得保障。測(cè)量放線是高層建筑施工中最基本的測(cè)量方式，但是隨著高新技術(shù)的發(fā)展，GPS測(cè)量技術(shù)等一批新型的測(cè)量方法不斷涌現(xiàn)，從而完善了高層建筑物的測(cè)量方法。

　　2 GPS測(cè)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(yùn)動(dòng)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(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。

　　2.2 GPS的測(cè)量特點(diǎn)

　　GPS技術(shù)利用的是現(xiàn)代高新技術(shù)，因此與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，具有測(cè)量精度高、誤差小、測(cè)量時(shí)間不受限制、操作簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn)。GPS的這些特點(diǎn)具體表現(xiàn)在：

　　第一，測(cè)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(dá)到小數(shù)點(diǎn)后八位的精度，比傳統(tǒng)的測(cè)量方法更加準(zhǔn)確、可靠。

　　第二，測(cè)量時(shí)間寬泛，用時(shí)短。GPS測(cè)量可在任意時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)，而且動(dòng)態(tài)定位的耗時(shí)短，需花費(fèi)幾秒鐘，而靜態(tài)定位需花費(fèi)幾十分鐘。

　　第三，測(cè)量?jī)x器簡(jiǎn)單易學(xué)，操作簡(jiǎn)單。測(cè)量的過(guò)程中，觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。

　　2.3 GPS測(cè)量技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

　　2.3.1確定測(cè)量技術(shù)的相關(guān)參數(shù)

　　GPS測(cè)量技術(shù)中涉及的參數(shù)包括：設(shè)計(jì)精度、觀測(cè)計(jì)劃以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和網(wǎng)形。首先，在設(shè)計(jì)精度方面，要嚴(yán)格按照高層建筑的施工需求，選擇相應(yīng)的GPS網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)置GPS參數(shù)時(shí)，要控制好接收機(jī)的精度;其次，在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，根據(jù)GPS接收到的圖形，不斷的調(diào)整最佳測(cè)量時(shí)間，并制定完善的調(diào)度表;最后，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和網(wǎng)形方面，應(yīng)該加強(qiáng)網(wǎng)點(diǎn)的控制和布局。

　　2.3.2確定最佳觀測(cè)點(diǎn)

　　觀測(cè)點(diǎn)的最佳位置是實(shí)現(xiàn)高層建筑準(zhǔn)確測(cè)量的保證。因此，進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：第一，觀測(cè)點(diǎn)的選取要避開電磁場(chǎng)的干擾和高壓磁場(chǎng)的干擾;第二，觀測(cè)點(diǎn)的選取要遠(yuǎn)離大面積的水域;第三，觀測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)。

　　2.3.3增加觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志物建設(shè)

　　GPS測(cè)量技術(shù)需要設(shè)定觀測(cè)點(diǎn)，而高層建筑的施工復(fù)雜，施工隊(duì)伍龐大，因此觀測(cè)點(diǎn)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(duì)觀測(cè)點(diǎn)的破壞需要在觀測(cè)點(diǎn)增加相應(yīng)的標(biāo)志物，從而確保觀測(cè)點(diǎn)的有效性。

　　2.3.4記錄觀測(cè)結(jié)果

　　高層建筑的施工過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，GPS測(cè)量技術(shù)是其子系統(tǒng)，因此GPS測(cè)量技術(shù)同樣具有系統(tǒng)性。GPS測(cè)量技術(shù)的最終環(huán)節(jié)是記錄觀測(cè)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(cè)值及相應(yīng)的觀測(cè)歷元;第二，同一歷元的測(cè)碼偽距觀測(cè)值;第三，實(shí)時(shí)的絕對(duì)定位結(jié)果;第四，接收機(jī)的工作狀態(tài)以及測(cè)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(cè)技術(shù)概況

　　高層建筑在施工中的測(cè)量過(guò)程主要是為了控制垂直度。在軸線向上投測(cè)時(shí)，要嚴(yán)格控制誤差值。高層建筑的軸線投測(cè)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(cè)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(lái)進(jìn)行高層建筑物的軸線控制和投測(cè)。利用外控法對(duì)高層建筑進(jìn)行測(cè)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(cè)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(wú)誤的投測(cè)到高層建筑物的底部，并對(duì)投測(cè)結(jié)果進(jìn)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(guò)程是不斷升高的，因此需要逐級(jí)向上投測(cè)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(yàn)儀器的平穩(wěn)性，然后用用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)投測(cè)的中心軸線點(diǎn)，最后，利用經(jīng)緯儀的盤左和盤右將軸線點(diǎn)投測(cè)到樓板上，并且將其中點(diǎn)作為中心軸線的投影點(diǎn);

　　第三，當(dāng)軸線控制樁的位置貼近建筑物時(shí)，使用望遠(yuǎn)鏡容易帶來(lái)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(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)地面上軸線控制樁的原始固定點(diǎn)，利用經(jīng)緯儀的盤左、盤右分中投點(diǎn)發(fā)，將原有的中心軸線進(jìn)行延長(zhǎng)，并標(biāo)記下其延長(zhǎng)的位置，此時(shí)標(biāo)記的位置就是軸線控制樁的新位置。

　　3.2軸線投測(cè)技術(shù)之二：內(nèi)控法

　　所謂內(nèi)測(cè)法是指在高層建筑物內(nèi)部的正負(fù)交界平面設(shè)定軸線控制點(diǎn)，并在控制點(diǎn)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(diǎn)上采用激光鉛垂儀法將其利用預(yù)留孔投測(cè)到其他樓層。

　　3.2.1軸線控制點(diǎn)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(fù)交界的首層平面上，尋找恰當(dāng)?shù)奈恢脕?lái)設(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(diǎn);其次，軸線與輔助軸線之間的距離要有嚴(yán)格的限制，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，二者之間的距離多控制在50cm到80cm;最后，需要加強(qiáng)輔助軸線的標(biāo)志建設(shè)，在輔助軸線的交點(diǎn)或端點(diǎn)處增加標(biāo)志。

　　3.2.2吊線墜法在測(cè)量中的運(yùn)用

　　吊線墜法是工程中使用最多，最簡(jiǎn)單的投測(cè)方法，其原理是利用鋼絲來(lái)懸掛重錘球，從而來(lái)檢測(cè)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(guò)小，一般為0.5到0.8毫米。具體的投測(cè)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(duì)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(jìn)行標(biāo)記。

　　3.2.3激光鉛垂儀法在測(cè)量中的應(yīng)用

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

　　第一，在首層軸線控制點(diǎn)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(jìn)行對(duì)中，最后，調(diào)節(jié)基座整平螺旋，使管水準(zhǔn)器氣泡嚴(yán)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(dòng)激光鉛垂儀，然后利用望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦功能將激光束匯聚為紅色耀斑，然后投測(cè)到接受靶上;

　　第四，通過(guò)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(jìn)行標(biāo)記，此時(shí)，靶心位置的控制點(diǎn)則為投測(cè)點(diǎn)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　高層建筑在我國(guó)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(cè)量方法已經(jīng)難以滿足高層建筑的測(cè)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(jìn)先進(jìn)、有效的測(cè)量技術(shù)。

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