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浅谈GPS测量技术在建筑施工中的应用褚爱国江苏省江阴市理想空间信息技术有限公司邮编214431摘要：随着近年来我国科技和经济的快速发展，城市让生活更美好，高层建筑也越来越多的出现在我们的生活当中。在建筑项目工程施工测量中，传统的测量方法显示出很多弊端，取而代之的是GPS测量技术。作为一种新新形式测量技术，它具有传统测量方法无可比拟的优越性。下面作者结合自己多年的工作实际，详细介绍了GPS测量技术的定位原理，阐述了GPS在高层建筑测量中应用，总结分析了GPS测量技术的优点。关键词：建筑工程观测数据GPS测量技术一、前言全球定位系统(GPS)是由美国国防部研制的新一代空间卫星定位系统，其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航定位服务。GPS定位系统主要由空间卫星群和地面控制系统两大部分组成。其中，地面控制系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站，这三个方面的作用各不相同。注入站的作用在于把主控站所计算的数据导入到卫星中去。监控站的作用是接收卫星信号监测卫星工作状态。而主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去。在工程测量领域中，GPS测量技术作为一种新型测量技术，以具有定位速度快及有效减少基本控制网点密度等优势，在建设施工测量中广泛应用。二、目前高层建筑的测量方法目前高层建筑的测量方法主要有以下几种：第一，吊线坠法。该法是比较古老的传统方法，由于精度较低、施测时容易受气候、风等因素影响，在高层建筑中已使用不多；第二，经纬仪斜投测法。该方法虽精度较高，操作方面，但有一定局限性。经纬仪斜投测法对控制点的要求是必须远离建筑物，这对比较密集的施工场地来讲很难满足要求。另外，经纬仪斜投测法也容易受到气候条件的影响；第三，激光经纬仪法及垂准仪法。这些方法都具有精度高，施测方便的特点，是目前高层建筑施工中常用的方法。但是，这些方法要求在任何情况下必须保持通视孔畅通，同时也无法消除随着建筑物高度增加而出现由于温度、日照、风荷载作用引起的施测困难。第四，GPS测量技术。GPS定位精度高、速度快，可以实时提供任一点的坐标，是建筑施工的理想测量方法。三、GPS系统定位原理分析GPS卫星导航定位系统是以距离交会法为核心的。架设GPS系统接收机在一个需要的位置P点，接收机在某一时刻接收GPS卫星所发出的导航电文（同时接收3颗以上），然后再经过一系列的数据处理便可求得此时刻GPS卫星与接收机之间的距离，距离为sap、sbp、scp，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星的三维坐标(在空间的位置)。从而用距离交会的方法求得P点的三维坐标，其数学表达式为：有两类坐标系统存在于GPS测量中，一类坐标系统是与地球体相固联的，另一类是在空间固定的。这样有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，因此在测量中被得到了广泛的应用。四、GPS在高层建筑测量中应用4.1测量技术参数的确定GPS测量技术参数主要包括：设计精度、观测计划、设计基准和网形。在确定设计精度时，应根据测区的具体情况和工程需要，选择工程或城市GPS网作为测区首级控制网。平均边长小于lkm，最弱边相对中误差小于千分之一，GPS接收机标称精度误差a≤15mm。在观测设计方面，GPS卫星的可见预报图和几何图形强度是最佳的依据，据此选择最佳观测时段，并进行作业调度表的编排。4.2观测点的选择鉴于GPS测量网图形的结构灵活，观测点之间对于相互的通视性没有什么要求，因此，对于GPS测量来说，测点的选择不复杂。测点选择在满足常规要求之外，遵循以下原则：第一，为排除电磁场信号的干扰，测点一般情况下应尽量避免靠近大功率的无线发射电源，之间距离保持200m以上，也要避免靠近20KV以上的高压输电线，距离保持在50m以上；第二，测量点位要远离大面积的水域，也要排除电磁波反射，从而减小多路径效应的影响；第三，测量点位宜设于目标位置比较显眼的地方，高层建筑的顶层是理想的选择，在视觉范围内周边150以上不要有任何障碍物等。4.3观测点标志的设定高层建筑施工GPS测量点位埋设要本着方便施工测量的原则，要有明显的标志，点位标志应能够保持到高层建筑施工完成且能够被有效地利用，对于施工场地外的测点，需要有效的措施保证施工期间不被损坏。由于施工过程的复杂性，施工期间施工队伍比较多，人多手杂，还要在不易受施工影响的地方设置控制点及明显的标志。4.4建筑工程施工放样举例以我公司Trimble5800GPS接收机，以GPSRTK放样模式为例说明。(1)首先在TSC2控制器主菜单Keyin中输入需放样点的放样数据。(2)当初始化完成后,输入放样点号,按[Start]或[Enter]键。这时在TSC2控制器面板上显示箭头图形及目前位置到被放样点的方位角和水平距离。观测者只需按箭头提示走向放样点。当观测者距放样点的距离小于设定值时,控制器显示屏上出现表示放样点的同心圆及表示天线中心的十字丝图形。当十字丝与圆心重合时,放样结束。五、GPS测量技术的优越性GPS测量技术的优越性主要表现在GPS测量技术不受气候条件的限制，可在任何恶劣的天气下进行定位，因此可以全天候的进行实时观测，解决了常规测量技术难题。在传统的测量方法中，测站间相互通视一直是测量学的难题，常因通视而影响施工布置和施工工期。GPS测量技术测站之间无需通视，这使选点更加灵活方便，不需要改变施工布置,从而可保证施工进度。GPS测量技术观测效率高，采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30分钟左右，采用快速静态定位方法,观测时间更短，定位精度高。除此之外，GPS技术在动态物体的定位方面比较擅长，建筑物摆动周期和摆动规律用传统方法是无法解决的,但采用GPS技术却很容易实现。六、结语随着社会的发展和科技的进步，高层建筑已越来越多的出现在我们的生活当中，而常规的测量方法对于高层建筑已经很难满足规范要求，如何在温差、日照、风载等外界环境因素影响下迅速、准确地完成平面轴线控制、高程传递，已成为影响超高层建筑施工的首要因素。GPS测量技术由于其特殊的优点，在高层建筑的测量中有很好的效果。参考文献[1]周建郑.GPS测量定位技术[M].北京:化学工业出版社，2009.[2]李清岳,陈永奇.工程测量[M].北京:测绘出版社,2010.[3]梁燕芬.谈高层建筑施工测量[J].广东建材,2008(3).