貴陽CORS在城市綜合體竣工測量中的應(yīng)用

熊才廣

(貴陽市測繪院，貴州 貴陽　550002)

?

貴陽CORS在城市綜合體竣工測量中的應(yīng)用

熊才廣*

(貴陽市測繪院，貴州 貴陽550002)

摘要：對(duì)貴陽CORS系統(tǒng)進(jìn)行介紹，結(jié)合實(shí)例闡述了該系統(tǒng)在城市高層建筑綜合體竣工測量中的應(yīng)用，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度，可滿足城市測量的精度要求，提高工作效率。特別在高層建筑測量中，城市CORS系統(tǒng)相比較于傳統(tǒng)測量能更方便快捷的測量出建筑的傾斜及沉降的變化規(guī)律，對(duì)研究超高層建筑變形有一定的實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：貴陽CORS；竣工測量；精度分析；RTK高程；超高層建筑測量

1引言

在城市規(guī)劃建設(shè)管理中，竣工測量是必不可少的環(huán)節(jié)。規(guī)劃驗(yàn)收竣工測量是指對(duì)新建、改建、擴(kuò)建的房屋建筑物及其附屬構(gòu)筑設(shè)施竣工后的形狀、大小、位置及屬性等進(jìn)行測定、采集、表述以及對(duì)獲取的數(shù)據(jù)、信息、成果進(jìn)行處理和提供的一項(xiàng)測繪技術(shù)活動(dòng)[1]。隨著城市建設(shè)的日益蓬勃，具備城市綜合體功能的小區(qū)越來越多，大都具有商業(yè)中心、酒店、寫字樓、住宅等業(yè)態(tài)，特別是商業(yè)中心和住宅往高層建筑的發(fā)展趨勢明顯。本文針對(duì)集群出現(xiàn)的高層建筑竣工驗(yàn)收工作進(jìn)行總結(jié)，對(duì)作業(yè)流程和數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行分析。

2貴陽CORS系統(tǒng)

CORS系統(tǒng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)，可為城市中的測量提供實(shí)時(shí)的滿足精度要求的測量成果，一般具有實(shí)時(shí)和事后精密定位服務(wù)兩大功能。在日常工程應(yīng)用中，主要是進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)，依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在城市區(qū)域范圍內(nèi)提供高精度、實(shí)時(shí)位置信息。系統(tǒng)主要有基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)處理中心是CORS系統(tǒng)的核心單元，采用虛擬參考站技術(shù)(VRS)進(jìn)行位置解算。中心根據(jù)各個(gè)基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域范圍內(nèi)的建模，整體改正GPS軌道誤差、電離層和對(duì)流層等誤差，將差分信息發(fā)送給用戶，提高定位精度，該差分信號(hào)的效果相當(dāng)于在用戶流動(dòng)站旁生成一個(gè)虛擬的參考站[2]。貴陽CORS系統(tǒng)由6個(gè)基站和數(shù)據(jù)中心組成，基站分別為處于金陽、清鎮(zhèn)、青巖、修文、開陽，永樂，提供貴陽城市獨(dú)立坐標(biāo)系和1985國家高程的高程[3]。如圖1所示：

3貴陽CORS系統(tǒng)的實(shí)例分析

3.1工程概況

觀山小區(qū)項(xiàng)目位于貴陽市觀山湖區(qū)，是推進(jìn)新區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目建設(shè)用地大，測圖面積達(dá) 202 474 m2，建筑單體較多，共有25棟，并且大多為高層建筑，地下室依勢而建。為滿足建設(shè)單位的報(bào)批要求，同時(shí)提供準(zhǔn)確可靠的測量成果，需要測量單位進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì)和安排，兼顧測量精度和效率問題，提高成果水平。本項(xiàng)目采用貴陽CORS系統(tǒng)進(jìn)行控制測量，免棱鏡全站儀進(jìn)行碎步點(diǎn)測量，采用邊控制邊碎步的作業(yè)模式，內(nèi)業(yè)采用南方CASS軟件繪圖。

3.2竣工測量作業(yè)內(nèi)容和要求

竣工測量是法定性的測繪工作，是建設(shè)工程規(guī)劃驗(yàn)收的重要程序，是政府部門進(jìn)行監(jiān)督管理的重要工作。劃竣工測量可分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集與內(nèi)業(yè)資料整理兩大工序，前者主要進(jìn)行相關(guān)資料的收集、數(shù)據(jù)采集與竣工地形圖繪制，后者則是在前者基礎(chǔ)上進(jìn)行資料整理以形成規(guī)劃竣工資料[4]。

在符合相關(guān)技術(shù)規(guī)定、規(guī)范及規(guī)劃管理部門要求的前提下，現(xiàn)場全面核實(shí)建設(shè)工程是否符合《建設(shè)工程規(guī)劃許可證》要求，主要包括兩大部分：竣工驗(yàn)收地形圖要素測量，地形圖成果應(yīng)準(zhǔn)確、全面反映建設(shè)工程的現(xiàn)狀，采集的基礎(chǔ)地理信息要素應(yīng)按《城市測量規(guī)范》規(guī)定的相關(guān)要求進(jìn)行，主要有建筑物外輪廓點(diǎn)和配套結(jié)構(gòu)輪廓、現(xiàn)狀道路、綠化、地下管線等；規(guī)劃審批要素測量，主要包括界址測量與規(guī)劃控制線的套繪、建筑物高度測量和四至位置關(guān)系測量。

竣工測量，既有工程測量的普遍性要求，也有城鄉(xiāng)規(guī)劃管理的特殊性要求。需核對(duì)竣工圖，核準(zhǔn)竣工圖與現(xiàn)狀一致后，在竣工圖上加蓋竣工測量章。采用全野外數(shù)字化采集的方法施測 1∶500數(shù)字地形圖，可定為用地紅線外適當(dāng)擴(kuò)測或者為驗(yàn)收建(構(gòu))筑物向四周適當(dāng)擴(kuò)測 30 m～ 50 m。主要地物點(diǎn)點(diǎn)位精度相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)點(diǎn)位中誤差不大于 ±5 cm。尺寸和平面位置關(guān)系測量應(yīng)采用經(jīng)鑒定合格的鋼尺直接丈量，丈量總長與分段丈量長度之和的較差 ≤±10 cm，高度測量的中誤差 ≤±5 cm。

3.3CORS系統(tǒng)的應(yīng)用分析

在本項(xiàng)目中，采用貴陽CORS系統(tǒng)進(jìn)行控制測量，針對(duì)該項(xiàng)目測圖面積大，需分階段多次進(jìn)場測量的特點(diǎn)，采用CORS系統(tǒng)能有效避免誤差累積，無需從已知點(diǎn)引測已知點(diǎn)，保證測量內(nèi)符合性。同時(shí)貴陽處于多山地帶，城市綜合體建筑物樓層較高，采用全站儀測量高度精度無法保證，本次對(duì)CORS系統(tǒng)進(jìn)行樓頂點(diǎn)高程測量進(jìn)行驗(yàn)證。

項(xiàng)目分不同片區(qū)和階段進(jìn)行，采用Leica TS-06全站儀共布設(shè)3條閉合導(dǎo)線和1條附合導(dǎo)線，全站儀標(biāo)稱測角中誤差為5″，采用貴陽CORS系統(tǒng)布設(shè)13個(gè)RTK控制點(diǎn)，系統(tǒng)首先測量得到網(wǎng)絡(luò)RTK點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，然后通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與CORS數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行轉(zhuǎn)換獲得貴陽平面坐標(biāo)和高程。為了保證控制測量成果精度和可靠性，必須利用全站儀檢測圖根點(diǎn)邊長、高差和夾角，檢測結(jié)果如表1所示：

從表1可以看出，最弱邊相對(duì)精度為1/4891，邊長較差最大值為 3.7 cm，邊長較差平均值為 2.5 cm，高差較差最大值為 3.8 cm，平均值為 2.1 cm，均滿足規(guī)范[5]要求，同時(shí)可看出高程方向測量精度和平面精度相差不大。

在每條閉合導(dǎo)線中，均布設(shè)3個(gè)可通視的RTK點(diǎn)，利用全站儀進(jìn)行夾角的檢核，檢核結(jié)果如表2所示：

在竣工測量中建筑高程測量是重要部分，主要包括±0.00高程測量、建筑主體高度測量、女兒墻高度測量等。在城市綜合體中，很多建筑超過30層，在觀山小區(qū)項(xiàng)目中，共有25棟建筑，其中26層建筑4棟，樓高為 75 m，31層建筑6棟，樓高為 90 m，33層建筑10棟，樓高為 96 m，9層建筑5棟，樓高為 27 m，可見大部分建筑為高層建筑。建筑主體高度的測量在繪制立面，計(jì)算樓層凈空高和容積率等工序中有重要作用。然而采用全站儀測量由于仰角過大導(dǎo)致測點(diǎn)誤差較大，同時(shí)部分建筑天面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能會(huì)測點(diǎn)錯(cuò)誤需要重新測量。本次對(duì)RTK直接測高進(jìn)行試驗(yàn)，利用CORS-RTK測量天面女兒墻高程同時(shí)攜帶小棱鏡，地面人員同時(shí)采用全站儀三角高程測量，RTK測量每點(diǎn)重復(fù)測量3次，共測量8個(gè)高程點(diǎn)，結(jié)果對(duì)比如表3所示：

從上表可以看出，高程較差最大值為 4.1 cm，最小值為 2.2 cm，平均值為 3.1 cm，考慮到導(dǎo)線圖根點(diǎn)和RTK高程測量中誤差要求為 5 cm，則根據(jù)誤差傳播定律，較差值中誤差為 7.07 cm，根據(jù)表3計(jì)算差值中誤差為 3.0 cm，滿足限差要求，因此可采用RTK方法直接測量樓高，可在補(bǔ)測或者仰角過大情況下形成補(bǔ)充的有效測量手段。

3.4CORS系統(tǒng)在超高層建筑中的應(yīng)用

以往在超高層建筑的測量中多采用傳統(tǒng)測量模式，隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，部分地區(qū)已經(jīng)嘗試?yán)肅ORS系統(tǒng)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)測量模式，CORS系統(tǒng)在超高層建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建筑物沉降觀測及傾斜觀測。本文中通過實(shí)例對(duì)貴陽市一棟 150 m左右的一棟超高層建筑采用城市CORS系統(tǒng)進(jìn)行沉降及傾斜觀測，布點(diǎn)模式為在建筑物的頂部四周分別澆筑固定觀測墩3個(gè)，觀測墩上分別安裝GPS天線，3個(gè)觀測天線與頂樓的機(jī)房相連接，實(shí)時(shí)把3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠鞘蠧ORS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解算中心，得出3個(gè)觀測點(diǎn)的實(shí)時(shí)變化量，由此統(tǒng)計(jì)出建筑物的傾斜與擺動(dòng)的軌跡，如表4所示。

從表4中發(fā)現(xiàn)，利用城市CORS系統(tǒng)雖然能監(jiān)測出建筑物的大致偏移量及垂直變化量，但與傳統(tǒng)測量模式的觀測值相比較，在準(zhǔn)確度上還是有一定的差距，不能如實(shí)反映建筑物的實(shí)際變化量，有了城市CORS系統(tǒng)成熟的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，利用城市CORS系統(tǒng)在超高層領(lǐng)域的觀測顯得尤為方便，特別是減少了人員的投入，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測出建筑物的變形規(guī)律與軌跡，對(duì)研究高層建筑的變形有一定的借鑒意義。

4總結(jié)

在城市綜合體竣工測量中，其建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，高層建筑眾多，多數(shù)由幾個(gè)作業(yè)小組分不同階段分布進(jìn)行，采用CORS進(jìn)行控制測量，避免了傳統(tǒng)控制點(diǎn)引測，無累積誤差。測量結(jié)果表明貴陽CORS可靠性高，達(dá)到厘米級(jí)精度，滿足城市測量要求，控制測量和碎部測量可同步進(jìn)行，提高作業(yè)效率。同時(shí)RTK高程測量精度在 5 cm以內(nèi)，在竣工測量中可用于樓高測量，是一種有效的測量手段。

參考文獻(xiàn)

[1]張順期，李黎，謝樹明. 建筑工程規(guī)劃驗(yàn)收竣工測量關(guān)鍵工藝探討[J]. 城市勘測，2012(1)：138～142.

[2]李征航，黃勁松. GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[3]佘佐明. 建立貴陽市高精度測繪基準(zhǔn)的研究與思考[J]. 城市勘測，2008(6)：18～21.

[4]魏福銀. 城市建筑工程規(guī)劃竣工測量探討[J]. 城市勘測，2010(4)：126～129.

[5]CJJ/T 8-2011. 城市測量規(guī)范[S].

Application of Guiyang CORS in the Completion Measurement of Urban Complex

Xiong Caiguang

(Guiyang Institute of Surveying and Mapping，Guiyang 550002，China)

Key words：Guiyang CORS；completion measurement；accuracy analysis；RTK height；high-rise building measurement

Abstract：Guiyang CORS system is introduced，and the application of this system in the completion measurement of urban high-rise building complex is described. The results show that the system has good stability and accuracy，and can meet the accuracy requirements of urban measurement，improve the working efficiency. CORS can measure tilt and settlement of buildings more conveniently and efficiently compared with traditional measurement methods，especially for high-rise buildings，and thus is of practical significance for the study of high-rise building measurement.

文章編號(hào)：1672-8262(2016)03-115-03

中圖分類號(hào)：P228

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

*收稿日期：2016—01—12

作者簡介：熊才廣(1987—)，男，助理工程師，主要從事工程測量技術(shù)工作。