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摘要：GPS技术具有高精度，高效率和对基准点依赖性低的特点。文章分析探讨GPS测量在高层建筑施工中的应用。
关键词：GPS技术；高层建筑；测量
1 GPS测量的特点
GPS测量具有如下特点：
1.1测量精度高，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10，在大于1000km的基线上可达1×10。
1.2测站间无需通视，GPS测量不需要测站间相互通视，根据需要确定点位。
1.3观测时间短，进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。
1.4仪器操作简便，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。
1.5全天候作业，GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证连续进行观测，一般不受天气状况的影响。
2 GPS在高层建筑测量中的应用
2.1观测点的选择
由于GPS测量观测点之间无相互通视要求、而且测量网的图形结构也比较灵活、所以测点的选择工作较比较简便，测点的选择除了满足常规要求外，还应遵循以下原则：（1）避免电磁场信号的干扰。点位应远离大功率无线电发射源，其距离要大于200m；点位也要远离高压输电线，其距离要超过50m。（2）点位附近不应有大面积的水域或电磁波反射，以减少多路径效应的影响。（3）点位应设在目标显著的地方，一些高层建筑物顶层作为观测点比较理想，在视场周围15m以上不应有障碍物或者己建成建筑物GPS系统。（4）点位应选在交通方便的地方，点位所构成的网形应有利于同步观测边，点联结。（5）点位所在地面基础要稳定，易于点的保存，当利用原有点位时，应对其稳定性。
2.2标志的设定要求
高层建筑施工GPS网点应埋设具有明显而精准的标志，点的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，特别是设在施工场区外的点，应保证在施工期间不被破坏。因施工期间，施工场区内施工人员众多，且施工工序往往由不同的施工队伍进行，除了将标志设在不易受施工影響的地方外，还应委托专人保护，每个点位标志设定工作结束后，应按表填写点之记并提交相应资料。
2.3观测的方式与过程
2.3.1变形监测
变形监测主要是监测像大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物、构筑物的地基沉降、位移以及整体的倾斜等状况。监测工作的特点是被监测体的几何尺寸巨大，监测环境复杂，监测技术要求高。常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降：应用三角测量的方法，监测地基的位移和整体的倾斜。GPS技术在该领域有广泛的应用。比如为了监测大坝或边坡的形变，可在远离大坝或边坡的适当位置，选择若干基准点，同时在形变区选择若干监测点。在基准点和监测点上分别安置GPS接受机，进行连续自动观测，并采用适当的数据传输技术，实时地将监测数据自动地传输到数据处理中心，进行分析、处理和显示。
2.3.2带RTK的碎部测量与放样
RTK（RealTimeKinematic）技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。RTK系统由基准站和移动站组成，将基准站采集的载波相位发送给用户，用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户位置坐标。RTK技术操作过程如下：将GPS接收机放在待定的特征点上1、2秒钟，同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，然后形成所要的效果图。
2.3.3区域差分网下的碎部浏量与放样
区域性GPS差分系统下的碎部测量与放样，是基于区域GPS差分网进行的。区域差分与RTK单基点载波相位差分的原理相似，不同的是区域差分的基准站往往多于1个，多基准站组成基准网，基准网提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。
2.4观测记录
在高层建筑施工GPS观测工作中，所有资料均需妥善记录，记录形式主要可采用观测记录和测量手簿等两种。
2.5观测数据的评价标准
在高层建筑施工GPS静态相对定位中，观测数据的评价一般分为四级，即良好、合格、存疑和不合格。
3结束语
通过该工程的技术实践，表明GPS技术具有高精度，高效率和对基准点依赖性低的特点，取得了良好的效果，相对于传统建筑施工定位技术，具有如下优点：
（1）施工测量控制网一次测定到位，无误差的传递和积累，定位精度高。
（2）数据测定和分析均使用计算机处理，避免了人为误差产生。
（3）其观测基准点主要用于确定起算点和起算方向，互相不通视，变换观测基准点均不影响观测精度，即使发生一个观测基点破坏的情况，仍可正常建立楼层施工控制网。
（4）对楼层施工控制网基点的选择约束较少，各点之间可以不相互通视，点数和点位也可以根据实际要求变化，均不影响定位精度，并能准确测定建筑物的日照变形和振动变形。
以上工程的实施充分体现了GPS测量的优越性，但在工程施工和后续工程的建设中也暴露出了一些问题，主要有：
（1）大量的工程事例证明，虽然GPS高程测量能够达到一定的精度，但GPS施测的市政工程测量控制点，应进一步用常规仪器进行水准连测，保证高程精度满足市政工程建设的需要。
（2）GPS测量中所选择的控制点位置的差异直接影响到观测点位的精度。由于GPS测量是通过接收卫星发射的信号经过数据处理而得到点位坐标的，因此任何可能影响信号接收的情况发生时，所测定的点位坐标都可能产生误差。
关键词：GPS技术；高层建筑；测量
1 GPS测量的特点
GPS测量具有如下特点：
1.1测量精度高，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10，在大于1000km的基线上可达1×10。
1.2测站间无需通视，GPS测量不需要测站间相互通视，根据需要确定点位。
1.3观测时间短，进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。
1.4仪器操作简便，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。
1.5全天候作业，GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证连续进行观测，一般不受天气状况的影响。
2 GPS在高层建筑测量中的应用
2.1观测点的选择
由于GPS测量观测点之间无相互通视要求、而且测量网的图形结构也比较灵活、所以测点的选择工作较比较简便，测点的选择除了满足常规要求外，还应遵循以下原则：（1）避免电磁场信号的干扰。点位应远离大功率无线电发射源，其距离要大于200m；点位也要远离高压输电线，其距离要超过50m。（2）点位附近不应有大面积的水域或电磁波反射，以减少多路径效应的影响。（3）点位应设在目标显著的地方，一些高层建筑物顶层作为观测点比较理想，在视场周围15m以上不应有障碍物或者己建成建筑物GPS系统。（4）点位应选在交通方便的地方，点位所构成的网形应有利于同步观测边，点联结。（5）点位所在地面基础要稳定，易于点的保存，当利用原有点位时，应对其稳定性。
2.2标志的设定要求
高层建筑施工GPS网点应埋设具有明显而精准的标志，点的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，特别是设在施工场区外的点，应保证在施工期间不被破坏。因施工期间，施工场区内施工人员众多，且施工工序往往由不同的施工队伍进行，除了将标志设在不易受施工影響的地方外，还应委托专人保护，每个点位标志设定工作结束后，应按表填写点之记并提交相应资料。
2.3观测的方式与过程
2.3.1变形监测
变形监测主要是监测像大桥、水库大坝、高层大楼等建筑物、构筑物的地基沉降、位移以及整体的倾斜等状况。监测工作的特点是被监测体的几何尺寸巨大，监测环境复杂，监测技术要求高。常规的监测技术是应用水准测量的方法，监测地基的沉降：应用三角测量的方法，监测地基的位移和整体的倾斜。GPS技术在该领域有广泛的应用。比如为了监测大坝或边坡的形变，可在远离大坝或边坡的适当位置，选择若干基准点，同时在形变区选择若干监测点。在基准点和监测点上分别安置GPS接受机，进行连续自动观测，并采用适当的数据传输技术，实时地将监测数据自动地传输到数据处理中心，进行分析、处理和显示。
2.3.2带RTK的碎部测量与放样
RTK（RealTimeKinematic）技术，即载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。RTK系统由基准站和移动站组成，将基准站采集的载波相位发送给用户，用户根据基准站的差分信息进行求差解算用户位置坐标。RTK技术操作过程如下：将GPS接收机放在待定的特征点上1、2秒钟，同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，然后形成所要的效果图。
2.3.3区域差分网下的碎部浏量与放样
区域性GPS差分系统下的碎部测量与放样，是基于区域GPS差分网进行的。区域差分与RTK单基点载波相位差分的原理相似，不同的是区域差分的基准站往往多于1个，多基准站组成基准网，基准网提供各个基准站的差分信息，用户接收机根据自己的位置确定各基准站差分信息的权，按非等权平差后形成自己的差分改正数，实现差分定位。
2.4观测记录
在高层建筑施工GPS观测工作中，所有资料均需妥善记录，记录形式主要可采用观测记录和测量手簿等两种。
2.5观测数据的评价标准
在高层建筑施工GPS静态相对定位中，观测数据的评价一般分为四级，即良好、合格、存疑和不合格。
3结束语
通过该工程的技术实践，表明GPS技术具有高精度，高效率和对基准点依赖性低的特点，取得了良好的效果，相对于传统建筑施工定位技术，具有如下优点：
（1）施工测量控制网一次测定到位，无误差的传递和积累，定位精度高。
（2）数据测定和分析均使用计算机处理，避免了人为误差产生。
（3）其观测基准点主要用于确定起算点和起算方向，互相不通视，变换观测基准点均不影响观测精度，即使发生一个观测基点破坏的情况，仍可正常建立楼层施工控制网。
（4）对楼层施工控制网基点的选择约束较少，各点之间可以不相互通视，点数和点位也可以根据实际要求变化，均不影响定位精度，并能准确测定建筑物的日照变形和振动变形。
以上工程的实施充分体现了GPS测量的优越性，但在工程施工和后续工程的建设中也暴露出了一些问题，主要有：
（1）大量的工程事例证明，虽然GPS高程测量能够达到一定的精度，但GPS施测的市政工程测量控制点，应进一步用常规仪器进行水准连测，保证高程精度满足市政工程建设的需要。
（2）GPS测量中所选择的控制点位置的差异直接影响到观测点位的精度。由于GPS测量是通过接收卫星发射的信号经过数据处理而得到点位坐标的，因此任何可能影响信号接收的情况发生时，所测定的点位坐标都可能产生误差。