田建渝
身份证号码：14230319900519****
摘要：全球定位系统（GlobalPositioningSystem,GPS），属于实用性较强的定位系统，由接收机、监控站及空间卫星等组成，对全球范围用户信息加以了解的同时可以提供精度较高的三维坐标。测量高层建筑时应用GPS测量技术，处理效果较好，有助于确保测量数据的精确性。
关键词：GPS测量技术；高层建筑；施工设计；应用
1 GPS测量技术概述
1.1 GPS测量技术的特点
（1）精度高特点。采用GPS测量技术，不会受到天气因素、环境因素的影响，可在较短时间获得相关建筑坐标信息，确保获取相关信息的准确性。
（2）节省时间特点。采用GPS测量技术，不需与测站间通视就可以确定坐标点，能有效节省时间。
（3）测量时间短特点。采用GPS测量技术，一般测量时间在25min左右，动态定位数秒即可完成，利于减少实际测量时间。
（4）操作简便特点。采用GPS测量技术，测量天线高，设置开机相关参数，就可以实现自主测量、记录的效果。
（5）GPS卫星数量多。GPS卫星的数量较多，而且可达到分布均匀的要求，使得建筑信息测量不会受到外界因素的影响。
1.2 GPS测量技术工作原理
上世纪70年代，国外研制了卫星导航定位系统，可以做好用户设备、地面监测站和航天卫星的连接。GPS技术在军事领域的应用取得了较好的效果。以卫星高速运行的瞬时位置为起始数据，借助空间距离交会法，可以及时获得被测电能的相关三维坐标数据信息。另外，根据GPS测量规范、国家相关标准和GPS城市测量技术规范，合理使用GPS技术，充分发挥其最大应用价值。
1.3 主要测量任务
业主、施工企业或上级部门需要出具勘察合同、任务等相关技术文件。作为一个非常有力的指示，有明确的调查要求。对密度、精度和任务范围提出了具体规定。同时，对数据报送时间和任务完成指标提出了相关规定。在高层建筑施工过程中，应用GPS测量技术，结合测量任务书的内容，可以明确经济性、精度、密度等相关指标和条件，再结合现场勘查工作、程序，详细介绍了不同位置、调查意见和时间的衔接方法，有效地保证了调查数据的准确性。
2 高层建筑施工设计中GPS测量技术要点
2.1 平面设计要点
在采用GPS测量技术设计高层建筑图时，需要考虑建筑施工的具体需要、勘察经费、时间、设备和设备数量。目前，GPS平面设计涉及三角形、环形和混合形状，既能保证装置的强度，又能减少测量工作量。GPS网图在高层建筑施工测量中的主要应用是三角网，因为三角网由三角形边和非同步独立观测边组成，在可靠性和结构上具有突出的优势。然而，三角网观测工作量很大，特别是在接收台数较少的情况下，观测时间较长，观测量较大。在条件允许的情况下，建议采用混合网络，因为混合网络可以保证网络的几何强度，提高网络的可靠性，有效减少外部作业的工作量和成本，保持施工企业的经济效益。环形网络由若干个具有若干独立观测边的闭合环组成。环网类似于静电大地导线网，其结构强度小于三角形结构。环网的主要优点是观测量小、自检能力强，但非直接观测的基线侧精度较低，相邻点的基线精度不能满足均匀分布的要求。
需要注意的是，环网两端之间的矢量精度较高，环网中涉及的基线边数不应超过限值。星网的几何结构比较简单，可以在边缘之间观察到，并且不会形成封闭的图形，但是测试和观察粗差的能力较差。星网需要两台仪器来测量WGS-84的坐标，每个点的坐标需要变换。与此同时，GPS测量基准点布置期间不易遭受建筑物内、外位置因素的影响，测量网连接形式多元化，如点、网、边、点边混合等连接形式。实行图形设计相关需要注意准确把握常规测量需要，尤其是在测量点布置的过程中，应考虑测量点通视性、测量位置通视性，确保不同测量点通视方向数量≥3个。此外，应以原城市坐标系统为核心，严格控制工作量，利用不同的测量网点，这个过程可借助GPS测量网布置、非同步独立观测技术的作用处理，从而形成闭环网和附合线路。另外，GPS测量能获取GPS基线向量，要求在进行GPS网技术设计的过程中应用坐标系统、起算数据确定GPS网基准。
2.2 精度设计关键点
精度作为GPS测量技术设计的主要指标，设计值大小关系到设计计划布置、实施效果。针对此，要求在高层建筑施工过程中结合实际需要、经济指标，进行精度设计，找到GPS弦长的误差，再以σ表示GPS基线等效距离误差/弦长误差（mm），以a、b、d分别表示GPS极限进度固定误差（mm）、GPS接收机误差（ppm·D）、相邻点距离（km）。一般条件下，高层建筑GPS测量时相邻点距离保持<0.18km。
2.3 GPS网基准设计关键点
高层建筑施工应遵循国家坐标系/地方独立坐标系进行测量，以获得测量过程的基线向量。为了解决这一问题，需要在GPS网的技术设计阶段确定坐标系并采集初始数据。GPS基准由比例尺、方位角、位置等组成，在实际设计中，应及时发现网位中存在的基准问题。另外，在选择不同的局部控制点和起始数据时，要进行坐标变换，及时计算出GPS地面坐标系坐标。一般情况下，应根据测区地形结构控制点的分布情况，将联测点数控制在3个以内，GPS网应与原市级控制网/国家电网重合。建议采用矩形，以保证坐标的均匀性，减少误差。
3 GPS测量技术在高层建筑施工中的应用要点
以某大厦为例，总建筑面积约50万平方米，塔楼面积约30万平方米，地上、地下层数分别为160层和4层，高度约700米。建设项目集酒店、商务、居住、娱乐、购物于一体。为了获得最佳的预期应用效果，平面为Y形结构。结构体系为钢筋混凝土梁筒结构、钢梁筒结构，特别是钢筋混凝土梁筒结构。建筑高度不断增加，呈螺旋状聚集状态。建筑物的抗风性能良好。通过对某高层建筑工程测量难点的分析，发现存在以下测量难点：①塔架结构高耸。研究表明，温度升高约8℃℃而塔架的混凝土结构在5h内偏差12cm，即偏差约为2.2cm/h，这也是造成测量误差的根本原因，不能保证测量的准确性。②测量工作量很大。为防止工期延误，可采用液压自动爬升模板施工，可布置220个参照点，提高内控法的性能。这说明开发的工程测量系统能够满足参考点布设的要求，准确测量建筑物相关数据信息，防止环境因素的影响。
高层建筑施工场地占地面积大，视野好。飞机控制权通过外部控制权转移。随着层数的增加，塔架在各种因素作用下会出现偏差问题，无法保证测量的进度。但如果楼层超过20层，由于模板系统的影响，现场观测参考点比较困难，特别是能见度较差的情况下，不建议采用外控法。在这一过程中，GPS技术可以用来定位和测量控制点的位置，从而为测量和放样打下良好的基础。究其原因，与利用GPS测量技术进行精确测量有关，有利于校正相关控制点，及时获取准确的测量数据，确定基本的空间坐标，进而制定相应的测量方案。根据国家和测绘行业的相关标准，GPS测量技术在高层建筑施工定位测量中的应用，有利于工程各工序的顺利实施。建议在部分楼层进行基准传递，对常规测量方法的测量结果进行校核和处理，以满足施工企业的相关标准。
结论
在高层建筑施工阶段应用GPS测量技术，可以充分发挥GPS测量技术的高精度、省时、易操作、卫星数量大等优点，具有十分重要的意义。鉴于此，建议在高层建筑施工中应用GPS测量技术，如平面设计、精度设计、GPS网基准设计等，以有效地改进以往测量技术的不足，充分发挥该技术的最大应用作用。
参考文献
[1]梁燕芬.谈高层建筑施工测量[J].广东建材，2019.