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摘要:随着人口数量和经济的不断增长,使得居住所占面积和商业店铺所占面积越来越大,因此国民在日常生活中越来越多的见到超高层建筑。GPS定位技术是应用于手机位置定位汽车定位、科学研究、军事管理等方向中的最新类型的定位技术,GPS定位技术提高了很多事情及事物的精确度。GPS使很多事情变的更精准化,工作效率化。本文笔者来论述GPS动态后处理技术在超高层建筑施工中的作用。
关键词:GPS动态后处理技术;超高层建筑施工;应用
引言:越来越多的超高层建筑拔地而起,因为超高层建筑的项目工程建筑方案的设计非常复杂,建筑层数越高,它所需的基础承载力就越大,所以超高层建筑比普通建筑对质地以及施工技能的应用有着更加严格的要求。超高层建筑需要解决的问题有利用现有的科技提高超高层建筑的质量及施工效率和如何克服风吹、日晒、温度差异所带来的影响以便加快完成高程传递以及平面轴线设计的速度。
1.高层建筑传统测量方法
1.1经纬仪斜投测法
经纬仪斜投测法的特点是在天气及环境好的条件下,测量的数据误差小,测量的误差在超高层建筑所能接受的范围内。经纬仪斜投测法易操作且测量比较快。但是这种方法受天气的影响程度大,天气差的条件下不宜作业,而且经纬仪斜投测法角度得控制在45°内且不能靠近建筑物,因为超高层建筑的附近往往有很多建筑,所以这种方法不总是适应于超高层建筑施工的测量。
1.2线锤铅直投测法
线锤铅直投测法是传统的存在时间已久的建筑测量形式,线锤铅直投测法虽然简单易操作,但受风吹的影响较大,容易造成很大的误差。所以线锤铅直投测法仅适用于测量低层建筑而不适用于超高层建筑。
1.3天顶仪、天底仪竖向投测法和激光测量法
天顶仪、天底仪竖向投测法和激光测量法也有易操作并且测量速度比较快的优点,主要用于高层建筑的建造,但是这两种方法不能解决超高层建筑由于楼层高带来的风吹、日晒、温度升高等阻挠测量的不利因素,所以不适应于超高层建筑施工的测量。
2.GPS动态后处理技术
2.1GPS定位测量基本原理
处理完GPS接收到的信号数据误差后计算可获得相关位置的信息,之后把位置的信息传送到所连接设备上,在连接的设备上对位置信息进行相关的变换(如地图投影变换、坐标系统变换等)和计算后传递给移动终端。
2.2GPS定位测量的方式
2.2.1静态绝对定位
静态相对定位定义为当停止接收机天线运动的情况下判断获得观测站方位的方法。这时,可以连续地在不同历元同步观测不同的卫星,观测获得观测站和所测卫星之间的大概距离,获得充分的多余观测量。观测完毕后处理数据以求得观测站的绝对坐标。
把超高层建筑的接收机的天线与GPS卫星之间的间距量当作基础,按照已经知晓的GPS卫星的坐标,判断获得与超高层建筑的接收机天线相对的坐标是静态绝对定位的基本原理。GPS静态绝对定位所用技巧的固有性质是属于摄影测量学的空间距离后方交会。原则上应将观测站设置在三颗GPS卫星的所组成球的中心位置,且三颗GPS卫星与观测站之间的距离都是相等的。
2.2.2静态相对定位
相对定位是将两台接收机分别放置在基线两侧,同时用这两台机器观测同一GPS卫星,从而达到确定基线端点的基线向量及相对位置的目的。同样,将数台接收机放置在数条基线的端点,数条基线向量在同时观测同一GPS卫星可以得到确定。已知一端点坐标的情况时,可用基线向量推出其中一待定点坐标。
将两台接收机分别安置在基线的两个端点,其位置静止不动,并同步观测相同的4颗以上的GPS卫星,确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置,这种定位模式称为相对定位。
相对定位中,两颗不同卫星对同一测站求一次差,称为星间单差,可有效消除或削弱与该测站有关的误差。
3.超高层建筑施工定位测量特点
由于超高层建筑楼层多,构造繁复,所以超高层建筑施工定位测量有这三个特点:
3.1众多的影响因素
影响超高层建筑施工测量精度的因素有建筑设计、施工工艺、施工环境以及仪器的精确度和测量技术人员的能力。建筑的增高会伴随着复杂的外形,和易变形的超高层建筑外形。双侧抵抗变形的能力越小,超高层建筑在施工时的沉降程度就越大,差异沉降成都也就越明显。
3.2精度要求高
超高层建筑的精度的准确与否直接决定着施工的质量。高层建筑由于结构超高,结构受力受施工测量精度影响比较大,如果施工测量误差很大,一方面会影响建筑功能正常发挥,;另一方面会给后续的装修工程带来很多的麻烦,增加工程成本或外观缺陷,因此必须严格控制施工测量误差。
3.3技术难度大
超高层建筑拥有着高且复杂的建筑结构,长距离的高里程的竖直传递、位于平面的控制网,频繁转换的观测站、一直在改变的空间位置、波动较大的位于高空的控制网都是使测量的数据误差变大的原因。拥有着超高海拔的超高层建筑,双侧抵抗变形的能力比较小,尤其是拥有着特殊形体时,外部天气对超高层建筑的施工有着明显的影响。而且超高层建筑施工需要的工作位置多数是在高空中,在劣质环境下完成工作,仪器的安装困难,测量的结果也不易获得。这些原因都使高层建筑施工测量的难度大幅度上升。
4.超高层建筑施工GPS动态后处理技术测量的技术设计与实施
先严格按照GPS测量任务书的相关知识再根据全球定位系统(GPS)测量规范所确定的方法勘测并连接各个施工点是超高层建筑的施工GPS后处理的技术设计依据。精度标准和GPS网的主要技术指标是超高层建筑的施工GPS后处理的精度设计依据。GPS各等级相邻点的弦长精度公式:
其中:
σ-GPS基线向量等距离误差,单位:mm
a-GPS接收机标称精度固定误差,单位:mm
b-GPS网相邻点距,单位:Km
c-GPS接收机标称精度比例误差系数,单位:ppm.D
GPS网的主要技术指标
结束语:GPS定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点,是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作,技术设计则是建立GPS网的第一步,是保证GPS网能够满足经济建设需要,保证GPS成果质量可靠的关键性工作。随着GPS在测量中应用的普及,对GPS应用的研究有了更广泛的扩展。特别是GPS推动了超高层建筑施工,使超高层建筑施工得到了飞速的发展,笔者相信GPS技术将广泛应用于超高层建筑施工的测量中去。
参考文献:
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