GPS测量技术在高层建筑施工中应用探析

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1、GPS测量技术在髙层建筑施工中应用探析摘要：目前，GPS技术已经广泛应用于大地测量、工程测量、控制测量、地籍测量、精密工程测量以及车辆、船舶及飞机导航等方面。尤其是实时动态(GPS-RTK)测量技术的应用，更显示了全球卫星定位系统的强大生命力。本文主要探讨GPS测量技术在高层建筑施工中的应用。关键词：GPS测量技术高层建筑施工定位GPS测量定位分绝对定位和相对定位。采用单机绝对定位测量是不需要任何测绘控制点,但考虑到差分计算的要求以及将GPS数据与其他调查成果进行GIS数据叠加配准时，需要进行坐标转换，测区内必须有一定数据

2、的测绘控制点。如果测区内已有足够数量的WGS84坐标系下的GPS控制区和国家坐标系控制点，这些点可以完全满足利用GPS测量调查的需要［1］。1GPS测量技术1.1差分GPS的概念差分GPS(DGPS)定位技术是将一台或多台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。GPS定位中存在着三部分误差：一是多台接收机公有的误差；二是传播延迟误差；三

3、是接收机固有的误差。采用差分技术可以完全消除第一部分误差，可大部分消除第二部分误差（视基准站至用户的距离）。差分GPS可分为单基准站差分、具有多个基准站的局部区域差分和广域差分3种类型。单基准站差分，顾名思义只有一个基准站提供基准站到卫星的距离改正数；局部区域差分是指有多个差分GPS基准站，组成一个差分GPS网，位于该局部区域中的用户可以根据多个基准站提供的改正信息，经平差后求得自己的改正数，差分GPS按差分数据处理的时效性，又分为实时差分和后差分处理。在土地利用更新调查中，特别是碎步测量中更多地采用实时动态定位测量技术。

4、1.2实时动态定位测量技术实时动态（RealTimeKinematics简称RTK）定位测量技术，也称载波相位差分技术。是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。该项技术的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线传输设备，实时地发送给用户观测站。在流动站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时，通过无线传输接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度［2］。2GPS观

5、测数据处理GPS数据预处理是对原始观测数据进行编辑、加工与整理、分流出各种专用的信息文件，为进一步的平差计算作准备。从原始记录中，通过解码将各项数据分类整理，剔除无效观测值和信息，形成各种数据文件。观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节。所以当观测结束后，必须在测区及时对外业的观、狈0数据质量进行检核和评价，以便及时发现不合格的数据，并根据情况采取淘汰或重测、补测措施。同步观测数据的检核，主要指观测数据的剔除和观测值的残差之差。观测数据预处理完毕之后，根据预处理所获得的标准化数据文件，便可以观测数

6、据的平差计算。以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的三维无约束平差。带中央经线较远时，应选取通过测区中心的子午线作为坐标系的中央子午线。3GPS测量技术在高层建筑滋工中的应用3.1工程概况某大厦总建筑面积479830m,其中塔楼建筑面积280000m2,地下四层，地上168层，高达705m（暂定），建成后将成为世界第一高楼。该工程集住宅、商务、酒店、观光、娱乐、购物和休闲于一体。为了提高建筑各楼层的观光效果和结构抗侧向荷载的能力，建筑

7、平面呈Y形。B2-F156采用钢筋混凝土束筒结构体系（与美国西尔斯大厦相似，希尔斯大厦采用的是钢结构束筒结构体系），F157以上则采用钢结构桁架简体结构体系。钢筋混凝土束简结构体系随建筑高度逐步呈螺旋式收分，以提高建筑的抗风性能［3］。3.2测量难点大厦施工测量面临许多技术难题：一是塔楼结构超高、体形纤细，施工过程变形显著。结构分析表明，温度每变化10°C,塔楼混凝土顶部将每隔6h偏移高达150mm,即该楼层每小时将发生25mm的偏移，因此造成测量控制网的稳定性差。二是塔楼空间位置受环境影响的变化规律非常复杂。塔吊、风和日

8、照等都会引起结构变形，使得塔楼产生比较严重的倾斜和晃动。由于塔楼受环境影响的变化规律非常复杂，理论分析难以准确把握。三是施工测量工作巨大。为加快施工速度，迪拜大厦结构分核心筒、三个翼缘四条流水线，采用液压自动爬升模板系统施工，模板系统施工需要设置240个参照点。采用内控法进行垂准测量的传统测量方法既不实