电子工程职称论文浅谈GPS测量技术的应用

　　摘要：高层建筑是城市化进程加快的重要表现和典型标志，因此，随着经济的快速发展和城市化水平的提高，高层建筑的施工质量和施工技术引起了建筑行业的广泛关注。测量是高层建筑施工中最基础的环节，而测量技术水平决定了高层建筑的整体质量水平。因此，本文主要通过介绍高层建筑施工中的两种测量技术，GPS测量技术和轴线投测技术来实现高层建筑的测量精度，提升高层建筑的施工质量。

　　关键词：高层建筑,测量技术,GPS测量技术,轴线投测技术

　　1 引言

　　高层建筑质量的好坏是衡量一个城市建筑施工水平以及技术发达程度的重要指标。准确的测量技术不仅影响高层建筑的整体施工质量，而且还会影响高层建筑的施工进度。因此，缺少测量技术作支撑，高层建筑的安全性和质量可靠性均无法获得保障。测量放线是高层建筑施工中最基本的测量方式，但是随着高新技术的发展，GPS测量技术等一批新型的测量方法不断涌现，从而完善了高层建筑物的测量方法。

　　2 GPS测量技术概况

　　2.1 GPS的定位原理

　　GPS的全称是全球定位系统，最早应用于军事作战系统。GPS定位系统由三部分组成，分别为空间卫星星座、地面监控站及用户设备。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

　　2.2 GPS的测量特点

　　GPS技术利用的是现代高新技术，因此与传统的测量技术相比，具有测量精度高、误差小、测量时间不受限制、操作简单易学等特点。GPS的这些特点具体表现在：

　　第一，测量准确、精度高，误差小。在固定的基线范围内，GPS的定位精确性较高，可以达到小数点后八位的精度，比传统的测量方法更加准确、可靠。

　　第二，测量时间宽泛，用时短。GPS测量可在任意时间进行观测，而且动态定位的耗时短，需花费几秒钟，而静态定位需花费几十分钟。

　　第三，测量仪器简单易学，操作简单。测量的过程中，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。

　　2.3 GPS测量技术在高层建筑中的应用

　　2.3.1确定测量技术的相关参数

　　GPS测量技术中涉及的参数包括：设计精度、观测计划以及设计基准和网形。首先，在设计精度方面，要严格按照高层建筑的施工需求，选择相应的GPS网进行监测，设置GPS参数时，要控制好接收机的精度;其次，在规划设计方面，根据GPS接收到的图形，不断的调整最佳测量时间，并制定完善的调度表;最后，在设计基准和网形方面，应该加强网点的控制和布局。

　　2.3.2确定最佳观测点

　　观测点的最佳位置是实现高层建筑准确测量的保证。因此，进行GPS测量时，需要注意以下几点：第一，观测点的选取要避开电磁场的干扰和高压磁场的干扰;第二，观测点的选取要远离大面积的水域;第三，观测点的选取位置应该距离高层建筑较近，最好选择高层建筑的顶层作为观测点。

　　2.3.3增加观测点标志物建设

　　GPS测量技术需要设定观测点，而高层建筑的施工复杂，施工队伍庞大，因此观测点的位置容易受到人为因素和非人为因素的影响，为了降低人为因素对观测点的破坏需要在观测点增加相应的标志物，从而确保观测点的有效性。

　　2.3.4记录观测结果

　　高层建筑的施工过程是一项复杂的系统工程，GPS测量技术是其子系统，因此GPS测量技术同样具有系统性。GPS测量技术的最终环节是记录观测结果和数据，具体记录的内容包括：第一，波相位观测值及相应的观测历元;第二，同一历元的测码伪距观测值;第三，实时的绝对定位结果;第四，接收机的工作状态以及测站控制信息;第五，GPS卫星种差参数和卫星的星历。

　　3 轴线投测技术概况

　　高层建筑在施工中的测量过程主要是为了控制垂直度。在轴线向上投测时，要严格控制误差值。高层建筑的轴线投测技术主要有两种方法，分别为内控法和外控法。

　　3.1轴线投测技术之一：外控法

　　所谓外控法是指在高层建筑物的外部，利用相应的仪器设备经纬仪来进行高层建筑物的轴线控制和投测。利用外控法对高层建筑进行测量的具体操作方法和步骤如下：

　　第一，在高层建筑的底部位置投测中心轴线。高层建筑的基础性施工环节完成后，需要设定轴线控制桩的位置，然后根据轴线控制桩的位置固定经纬仪，最后根据经纬仪的指示将中心轴线准确无误的投测到高层建筑物的底部，并对投测结果进行记录和标记，增设标志;

　　第二，由于高层建筑的建造过程是不断升高的，因此需要逐级向上投测中心线。具体操作为：首先，将经纬仪固定在轴线控制桩上，并检验仪器的平稳性，然后用用望远镜瞄准投测的中心轴线点，最后，利用经纬仪的盘左和盘右将轴线点投测到楼板上，并且将其中点作为中心轴线的投影点;

　　第三，当轴线控制桩的位置贴近建筑物时，使用望远镜容易带来较大的误差，造成精度低下，因此，为了缓解这种情况，需要改变轴线控制桩的位置，具体操作为：首先，将经纬仪固定在高层建筑的较高层轴线上，然后用望远镜瞄准地面上轴线控制桩的原始固定点，利用经纬仪的盘左、盘右分中投点发，将原有的中心轴线进行延长，并标记下其延长的位置，此时标记的位置就是轴线控制桩的新位置。

　　3.2轴线投测技术之二：内控法

　　所谓内测法是指在高层建筑物内部的正负交界平面设定轴线控制点，并在控制点处增加标志，然后分别在各楼层的相应位置上预留传递孔，最后，在轴线控制点上采用激光铅垂仪法将其利用预留孔投测到其他楼层。

　　3.2.1轴线控制点的选取和设定

　　高层建筑的基础施工完成后，需要在正负交界的首层平面上，寻找恰当的位置来设置辅助轴线。辅助轴线的设置需要以轴线为基准，具体要求为：首先，辅助轴线的设置应该同轴线相平行，二者不能出现交点;其次，轴线与辅助轴线之间的距离要有严格的限制，根据以往经验，二者之间的距离多控制在50cm到80cm;最后，需要加强辅助轴线的标志建设，在辅助轴线的交点或端点处增加标志。

　　3.2.2吊线坠法在测量中的运用

　　吊线坠法是工程中使用最多，最简单的投测方法，其原理是利用钢丝来悬挂重锤球，从而来检测纵向轴线的垂直度。这种方法的适用范围是：高层建筑物的高度需要控制在50米到100米之间，重锤球的重量大约为10到20千克，钢丝的直径不易过小，一般为0.5到0.8毫米。具体的投测步骤为：首先，在预留孔上安装可以悬挂重锤球的十字架，然后对准首层的预埋标志将重锤球挂上，最后，观察锤球线，直到锤球线静止，确定十字架的安放位置，并根据锤球线在预留孔周围进行标记。

　　3.2.3激光铅垂仪法在测量中的应用

　　激光铅垂仪是专门的测量定位仪器，多适用于高层建筑的测量。具体的投测步骤为：

　　第一，在首层轴线控制点上安装激光铅垂仪，然后利用激光铅垂仪的工作原理，将激光仪器所发射出的激光束进行对中，最后，调节基座整平螺旋，使管水准器气泡严格剧中;

　　第二，在上层施工楼面的预留孔处安放接受靶;

　　第三，接通电源后，启动激光铅垂仪，然后利用望远镜的调焦功能将激光束汇聚为红色耀斑，然后投测到接受靶上;

　　第四，通过不断的调节接受靶，使接受靶的靶心与红色耀斑完全重合，然后确定接受靶的位置并固定，最后在预留孔的四周进行标记，此时，靶心位置的控制点则为投测点。

　　4 结束语

　　高层建筑在我国的发展十分迅速，由于科学技术的飞速发展，传统的测量方法已经难以满足高层建筑的测量需求，因此，为了保证高层建筑的施工质量需要不断的引进先进、有效的测量技术。

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