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1、高層及超高層建筑工程的GPS定位控制探析 摘要:隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),土地資源的緊缺型越來越嚴(yán)峻,大、中、小城市陸續(xù)出現(xiàn)了一些高層的建筑物,取代了以往的低矮樓房。在進(jìn)行高層,以及超高層建筑工程的項(xiàng)目時(shí),也出現(xiàn)了一些技術(shù)上的問題。現(xiàn)代的建筑施工就有與以往的建筑施工有一些明顯的不同,那就是現(xiàn)代的建筑施工注重的是,在建筑施工的過程當(dāng)中要時(shí)刻保證建筑工程的施工質(zhì)量,以及建筑工程實(shí)施進(jìn)度,還有就是要保證能夠?qū)ㄖ?xiàng)目進(jìn)行有效的實(shí)施。 關(guān)鍵詞:高層建筑工程;超高層建筑工程;全球定位系統(tǒng) 一、高層,以及超高層建筑中傳統(tǒng)的測量方法 1.激光測量法,以及經(jīng)緯天頂儀 測量精度較高,而且測量的方法比較簡單,還有就是2、用激光測量法,或者經(jīng)緯天頂法可以使建筑工程的測量速度有較大的提升,以上的這些內(nèi)容說的就是激光測量法,以及經(jīng)緯天頂法在現(xiàn)階段高層建筑中運(yùn)用所體現(xiàn)出來的一些優(yōu)點(diǎn)。但是,在使用這些方法之前一定要保證通視孔不論在什么樣的條件下都要暢通無阻。在高層建筑項(xiàng)目施工的過程中,會(huì)出現(xiàn)一些施測的困難,施測困難的出現(xiàn)通常是由于溫度、日 照,以及風(fēng)荷負(fù)載等等因素所引起的;由于這些因素引起的施測困難是無法消除的,因?yàn)檫@些施測困難是由于建筑物的高度不斷的增加而出現(xiàn)的問題。隨著建筑物的高度的增加,建筑物的整體結(jié)構(gòu)受到自然環(huán)境因素的而影響也越來越大。 2.經(jīng)緯儀斜投測法 在高層建筑的施工過程中,工程人員會(huì)運(yùn)用到很多的方法,當(dāng)3、然這些方法并不是完美的,將其運(yùn)用到建筑工程中還是會(huì)有一定的局限性,與此同時(shí),不同的測量方法也有其自身的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在,我們就根據(jù)經(jīng)緯儀斜投測法在高層建筑中的運(yùn)用進(jìn)行其優(yōu)點(diǎn),以及局限性的探究。如果施工現(xiàn)場的外部條件相對較好,用經(jīng)緯儀斜投測法可以保證有較高的精確度,還有就是這種方法操作起來會(huì)比較簡單,所以施工人員很容易就可以上手了,在一定的程度上保證了建筑工程的實(shí)測速度。 3.線垂鉛直投測法 在建筑工程中運(yùn)用線垂鉛直投測法是一種比較傳統(tǒng),或者可以說是一種古老的方法。這種測量方法所采用的設(shè)備相對比較簡單,而且操作起來比較簡捷;但是由于氣候,或者風(fēng)力等等一些因素的影響,使得線垂鉛直投測法所測量的精度相對比4、較低,所以,要把線垂鉛直投測法運(yùn)用到高層,或者超高層的建筑中的不可行的。 二、GPS定位技術(shù)的概述 1.GPS定位測量的基本原理 有三顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)可以在相同的時(shí)間唄同一臺(tái)GPS接收機(jī)所接收,由此可以得到三顆以上GPS衛(wèi)星到達(dá)A點(diǎn)的距離,對于衛(wèi)星的坐標(biāo)值則可以通過GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文進(jìn)行實(shí)時(shí)的運(yùn)算,對于如何得到測站點(diǎn)A的位置,我們可以采用一種叫做空間距離后方交會(huì)法的方法進(jìn)行解算。 2.GPS定位測量的方法 運(yùn)用GPS進(jìn)行空間的定位測量,可以運(yùn)用到靜態(tài)絕對定位,以及靜態(tài)相對定位這兩種GPS定位測量方法。接下來,我們就GPS定位測量的這兩種方法進(jìn)行解說。首先我們要先來了解一下什么是靜態(tài)絕對5、定位,以及靜態(tài)動(dòng)態(tài)定位?在GPS定位測量中,所謂的靜態(tài)絕對測量,指的就是運(yùn)用處于靜止?fàn)顟B(tài)下的接收機(jī)天線來確定觀測站絕對坐標(biāo)的方向,這就是靜態(tài)絕對定位。這種靜態(tài)絕對定位可以為科研人員獲取很多的觀測值,因?yàn)檫@種對觀測站到衛(wèi)星的距離可以進(jìn)行連續(xù)的測量,這樣一來,有了較多的數(shù)據(jù)就可以幫助在進(jìn)行處理數(shù)據(jù)時(shí),對定位的精度進(jìn)行有效的提高。 三、GPS定位技術(shù)在高層,以及超高層建筑工程中運(yùn)用的方法 1.GPS在高層以及超高層建筑施工中的技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)施辦法 高層及超高程建筑施工的GPS往的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。為了提高GPS網(wǎng)的可靠程度,這是就需要增加一些可靠的檢核條件。所以,如何增加檢核的條件成為了提高GPS網(wǎng)的可靠性的6、直接影響因素。為了提高GPS網(wǎng)的可靠性,可以通過觀測多個(gè)閉合的環(huán)三角形,或者多邊形,或者符合路線等等,對這些途徑的觀測是要進(jìn)行獨(dú)立的、非同步的觀測。在地面有一些控制點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn),GPS網(wǎng)點(diǎn)必須與這些點(diǎn)相吻合,除此之外,還要與水準(zhǔn)點(diǎn)相吻合;但是,并不能夠保證所有的地面控制點(diǎn)可以與GPS網(wǎng)點(diǎn)相重合,對于這些不相重合的點(diǎn)又有什么樣的改進(jìn)方法呢?為了使地面控制點(diǎn)與GPS網(wǎng)點(diǎn)可以重合,可以在GPS網(wǎng)中設(shè)置具有一定密度的、一系列的水準(zhǔn)量測點(diǎn);還可以用水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行聯(lián)測,還有就是可以根據(jù)一定的精度的方法進(jìn)行量測。以上的這些方法可以有效地為大地的水準(zhǔn)測量提供一些原始的數(shù)據(jù)資料。 2.實(shí)施高層及超高層建筑的GPS7、定位 首先,先要進(jìn)行GPS點(diǎn)的選擇。選擇GPS點(diǎn)是有一定的要求和條件的,為了確定一個(gè)比較適宜的點(diǎn)位,可以根據(jù)原來的測量點(diǎn)的分布情況,或者建筑物周圍環(huán)境的情況,或者原來標(biāo)石、標(biāo)型的情況等等來決定。GPS點(diǎn)容易受到電磁場的干擾,所以GPS點(diǎn)位的選取一定要遠(yuǎn)離高壓輸電線,并且點(diǎn)位到高壓輸送線的距離要大于或者等于50m;此外,GPS 點(diǎn)位不可以靠近無線電發(fā)射源,并且要保證GPS點(diǎn)位到達(dá)無 線電發(fā)射源的距離要大于或者等于200m。GPS點(diǎn)位還會(huì)受到大面積水域,或者電磁波反射,或者具有強(qiáng)烈吸收的物體的影響,這些因素通過減少多路徑效應(yīng)對GPS點(diǎn)位進(jìn)行間接的影響。為了便于根祥測量工作的有序開展,最好把GPS點(diǎn)8、位選取在交通較為便利的地方。然后,就是對GPS點(diǎn)進(jìn)行埋設(shè)。為了是GPS點(diǎn)位可以精確地標(biāo)志,一般的情況下都是吧GPS 點(diǎn)位埋設(shè)在具有中心標(biāo)志的標(biāo)石上。點(diǎn)位的標(biāo)志對于建筑工程能否順利實(shí)施具有很大的作用,所以在進(jìn)行點(diǎn)位的標(biāo)志的時(shí)候一定要保證點(diǎn)表示具有一定的穩(wěn)定性。 四、GPS應(yīng)用于高層及超高層建筑的優(yōu)越性 與傳統(tǒng)的技術(shù)相比較,GPS技術(shù)具有其他技術(shù)無法超越的優(yōu)越性。氣候條件,以及通視條件并不會(huì)對GPS定位技術(shù)有任何的影響。在進(jìn)行高層建筑的施工過程中采用GPS定位技術(shù),根本不用擔(dān)心通視的問題;然而,傳統(tǒng)的測量方法則不同了,在以往的建筑施工過程中,常常會(huì)因?yàn)橥ㄒ暤脑?不得不改變施工的布置,有時(shí)候還不得9、不延長建筑工程施工的工期,這對于建筑工程來說具有很大的不便利性。在建筑工程中引入了GPS定位技術(shù)則可以子啊很大的程度上保證工程的施工進(jìn)度,而且不需要對建筑工程的施工布置進(jìn)行重新的安排,以及規(guī)劃。運(yùn)用傳統(tǒng)的測量方法根本無法解決動(dòng)態(tài)物體的測量工作;但是,如果采用GPS定位技術(shù)則可以很好地解決由于建筑物擺動(dòng)周期和建筑物擺動(dòng)規(guī)律的問題。從 以上的論述當(dāng)中,我們可以總結(jié)出GPS定位技術(shù)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn),運(yùn)用GPS定位系統(tǒng)對建筑物進(jìn)行測量加快了施工測量的速度,而且在高層建筑物的測量中采用GPS定位技術(shù)可以減少人體的勞動(dòng)強(qiáng)度,除此之外,還不會(huì)導(dǎo)致測量誤差的積累。 五、工程案例 根據(jù)溫州城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的要求,我院10、受浙江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站和浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì)地質(zhì)調(diào)查院的 委托,于2003年7月至9月在龍灣區(qū)永強(qiáng)平原建立地面沉降監(jiān)測網(wǎng)。本監(jiān)測網(wǎng)選用溫州市測繪局于2004年驗(yàn)收通過的6個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)作為一級(jí)監(jiān)測點(diǎn),另外3個(gè)點(diǎn)作為二級(jí)監(jiān)測點(diǎn),新布設(shè)23個(gè)二級(jí)監(jiān)測點(diǎn)。 水準(zhǔn)測量。水準(zhǔn)測量從沉降量較大的地區(qū)向沉降量相應(yīng)較小的地區(qū)推進(jìn),短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)閉合環(huán)的觀測,觀測路線都選擇在較穩(wěn)定的路面,往返觀測路線相同。 內(nèi)外業(yè)計(jì)算。水準(zhǔn)測量從沉降量較大的地區(qū)向沉降量相應(yīng)較小的地區(qū)推進(jìn),短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)閉合環(huán)的觀測,觀測路線都選擇在較穩(wěn)定的路面,往返觀測路線相同。內(nèi)業(yè)平差計(jì)算采用浙大數(shù)維和科傻兩套軟件進(jìn)行,求出各監(jiān)測點(diǎn)的高11、程,監(jiān)測點(diǎn)的高程成果取至0.1mm,兩套軟件平差計(jì)算結(jié)果,高程較差最大值為0.3mm,最后采用浙大數(shù)維軟件平差的結(jié)果作為最終成果。 一年間沉降量超過20mm的12監(jiān)測點(diǎn)分別為溫州 093、溫州094、C018、C020、C021、C022、C023、C024、C026、C033、C034、C035,點(diǎn)位基本在海堤的東側(cè)及平原的南端的濱海園區(qū)內(nèi),有可能受堤壩外圍的圍墾施工影響造成,濱海園區(qū)為軟基地段。 六、小結(jié) 伴隨著城市化的進(jìn)程,在各大城市拔地而起的高層建筑物越來越多,如果還是采用傳統(tǒng)的方法對高程建筑工程進(jìn)行測量已經(jīng)跟不上這個(gè)時(shí)代的潮流,為此一項(xiàng)新型的技術(shù)誕生,并在高層建筑的施工過程中發(fā)揮重要的作用,這項(xiàng)技術(shù)就是GPS定位技術(shù)。 參考文獻(xiàn): 1劉貴波.淺談高層及超高層建筑施工GPS定位控制測量J.科學(xué)之友,2011,16(6):103-104. 2宋靈樂.基于GPS、GIS及GPRS平臺(tái)構(gòu)建信息化輸電線路巡檢管理系統(tǒng)J.城市建設(shè)理論研究(電子版),2012, 11(36):77-78. 3李?h.劉克福.高層及超高層建筑工程的GPS定位控制研究J.中國科技博覽,2011,14(32):56-57.