GNSS測(cè)繪新技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究

胡艷蓮

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局402隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410014）

建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用GNSS測(cè)繪新技術(shù)是時(shí)代發(fā)展下的必然趨勢(shì)，依托全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，獲取地理信息數(shù)據(jù)的支持作用，將其應(yīng)用到建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)環(huán)節(jié)中，能夠精準(zhǔn)定位建筑施工中的垂直度、水平度等，保證建筑項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量。在GNSS技術(shù)應(yīng)用下，構(gòu)建起動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，不間斷地對(duì)建筑工程進(jìn)行測(cè)量，反映施工情況。

一、GNSS測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

GNSS技術(shù)指的就是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)，該系統(tǒng)是對(duì)GPS技術(shù)、北斗導(dǎo)航技術(shù)等綜合運(yùn)用形成的綜合定位系統(tǒng)，也就是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的總稱，該系統(tǒng)覆蓋了科學(xué)服務(wù)功能、精確定位功能，包括用戶、地面、空間三個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的內(nèi)容，都可以利用GNSS技術(shù)發(fā)揮出不同的功能與價(jià)值。以用戶部分為例，相關(guān)人員可以利用儀器設(shè)備收集和處理GNSS發(fā)射的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，例如數(shù)據(jù)接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件等；地面部分則是初步處理系統(tǒng)中所有觀測(cè)到的信息數(shù)據(jù)，針對(duì)的是系統(tǒng)中地面控制部分的相關(guān)工作，能夠?qū)πl(wèi)星星歷、軌道參數(shù)、大氣層進(jìn)行確定和修正；空間部分是由多種衛(wèi)星共同組成，指的是空間衛(wèi)星，負(fù)責(zé)提供多種信息數(shù)據(jù)。GNSS測(cè)繪新技術(shù)具有高精準(zhǔn)度、全天候定位、節(jié)約時(shí)間、操作方便等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到建筑行業(yè)中，有著深刻的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。

（一）高精準(zhǔn)度

GNSS技術(shù)應(yīng)用下測(cè)量基建的精準(zhǔn)程度和效果發(fā)生了顯著的提高，優(yōu)化了GNSS靜態(tài)相對(duì)定位精準(zhǔn)度，可以達(dá)到亞毫米級(jí)的精確程度，不僅如此，GNSS定位系統(tǒng)在定位方面突破原有的精準(zhǔn)度限制，可以將精準(zhǔn)度精確到厘米級(jí)，有效滿足了測(cè)量工作的多種要求。例如在對(duì)大型建筑物和構(gòu)筑物變形方面的監(jiān)測(cè)活動(dòng)，可以利用GNSS定位系統(tǒng)，采取數(shù)據(jù)處理模型的方式以及特殊性觀測(cè)手段，達(dá)到亞毫米級(jí)的平面精準(zhǔn)度。

（二）全天候定位

全天候定位全球定位是GNSS測(cè)量新技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用時(shí)體現(xiàn)出的一大顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镚NSS衛(wèi)星數(shù)量分布均勻，數(shù)量多，形成了對(duì)全球地面的連續(xù)性覆蓋。此背景下任何使用GNSS測(cè)量新技術(shù)的用戶都能夠突破時(shí)間的限制，觀測(cè)超過(guò)四顆以上的GNSS衛(wèi)星，不管在怎樣的地點(diǎn)條件、時(shí)間條件下，都可以連續(xù)的完成觀測(cè)作業(yè)，突破了天氣因素所帶來(lái)的限制，實(shí)現(xiàn)了全球全天候定位的測(cè)繪目標(biāo)[3-4]。

（三）節(jié)約時(shí)間

GNSS測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用給建筑工程項(xiàng)目的觀測(cè)定位活動(dòng)，節(jié)約了大量的時(shí)間成本，采取GNSS測(cè)量新技術(shù)進(jìn)行定位活動(dòng)時(shí)，需要投入的時(shí)間少，僅僅需要幾秒鐘就可以完成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，工作量時(shí)長(zhǎng)相當(dāng)于流動(dòng)站一分鐘到五分鐘左右的觀測(cè)量時(shí)長(zhǎng)，提高了測(cè)繪工作的效率。在使用GNSS測(cè)量新技術(shù)時(shí)，觀測(cè)站之間不需要通視，只需要保證觀測(cè)站具備超過(guò)15度以上的空間開(kāi)闊，即可完成測(cè)量工作。應(yīng)用GNSS測(cè)量新技術(shù)，降低了對(duì)通視條件和觀測(cè)環(huán)境的要求，節(jié)約了投入到測(cè)量中的時(shí)間成本、經(jīng)費(fèi)成本，選擇測(cè)量點(diǎn)的方式更加靈活。

（四）操作方便

GNSS測(cè)繪新技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用具有操作方便的特點(diǎn)，其中應(yīng)用到的儀器設(shè)備均能夠便捷完成操作，尤其是近些年來(lái)，GNSS接收機(jī)在不斷地優(yōu)化創(chuàng)新中，測(cè)繪工作的自動(dòng)化、現(xiàn)代化水平大大提高。落實(shí)到實(shí)際的測(cè)繪工作實(shí)施過(guò)程中，測(cè)量人員僅需要安裝儀器，連接電纜線，量取天線高度，收集氣象數(shù)據(jù)，即可全面監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，這一過(guò)程中操作簡(jiǎn)單，其他與跟蹤觀測(cè)、捕獲衛(wèi)星相關(guān)的觀測(cè)內(nèi)容，則只需要利用儀器，就可以在自動(dòng)化操作下完成。測(cè)繪工作結(jié)束之后，關(guān)閉儀器電源，將接收機(jī)收好，順利完成數(shù)據(jù)的采集作業(yè)目標(biāo)，整個(gè)過(guò)程操作方便，節(jié)約了人力成本投入[4-5]。

二、GNSS測(cè)繪新技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

GNSS測(cè)繪新技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的具體應(yīng)用，利用了空間定位技術(shù)，選取衛(wèi)星位置，將其確定為測(cè)量空間中的某一空間位置點(diǎn)，再利用多顆衛(wèi)星測(cè)量衛(wèi)星與待測(cè)地面點(diǎn)之間的距離，交匯原理基礎(chǔ)之上，獲取具體的空間三維坐標(biāo)，對(duì)需要測(cè)量地面點(diǎn)位置建立起準(zhǔn)確的空間三維坐標(biāo)體系。衛(wèi)星會(huì)采取電磁波傳送的方式，將測(cè)量到的衛(wèi)星和地面之間的距離信息傳送回來(lái)，工作人員提前設(shè)置了接收裝置，將此類信息接收并進(jìn)行處理，獲取測(cè)量地面點(diǎn)精準(zhǔn)的具體三維坐標(biāo)。此方式下，主要是通過(guò)衛(wèi)星來(lái)確定地面測(cè)量點(diǎn)三維坐標(biāo)，測(cè)量過(guò)程中衛(wèi)星處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此信息接收雖然不可避免地會(huì)存在一定的時(shí)間差，但是該原理下定位相關(guān)位置時(shí)準(zhǔn)確性較高，將其應(yīng)用到建筑工程項(xiàng)目的測(cè)繪工作中具有較強(qiáng)的可行性。

（一）基準(zhǔn)軸測(cè)量前準(zhǔn)備工作

在實(shí)際的應(yīng)用中，GNSS技術(shù)應(yīng)用為了更進(jìn)一步提高建筑工程的施工質(zhì)量，在施工測(cè)量環(huán)節(jié)，利用GNSS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為建筑物軸線定位的精準(zhǔn)度提供切實(shí)保障，完成了建筑物建設(shè)目標(biāo)之后，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)該建筑物，保證建筑物的使用安全和良好性能。結(jié)合工程的實(shí)際情況，在基準(zhǔn)軸測(cè)量前準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)，利用GNSS技術(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化測(cè)量方案，根據(jù)工程施工的質(zhì)量要求和測(cè)量的實(shí)際需要，監(jiān)測(cè)建筑施工實(shí)際基準(zhǔn)軸的情況時(shí)，設(shè)計(jì)內(nèi)部控制點(diǎn)和外部控制點(diǎn)，全面保證監(jiān)測(cè)的可靠質(zhì)量效果。根據(jù)工程的需要和監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用需求，設(shè)置幾個(gè)不同的內(nèi)部控制點(diǎn)，并做好標(biāo)記，加強(qiáng)對(duì)控制點(diǎn)位置的保護(hù)，為后續(xù)的監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量提供保障，測(cè)量工作中要將真實(shí)的監(jiān)測(cè)結(jié)果記錄下來(lái)，為后期的外部監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性打下良好的基礎(chǔ)，對(duì)建筑施工基準(zhǔn)軸的情況進(jìn)行全方位的分析。設(shè)置外部控制點(diǎn)時(shí)，同樣要根據(jù)工程的實(shí)際情況，考慮到工程建設(shè)的面積和樓層高度等，設(shè)置外部控制點(diǎn)，采取與高等級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)合測(cè)繪的方式，對(duì)建筑基準(zhǔn)軸的實(shí)際情況進(jìn)行全面測(cè)量。提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)效果，設(shè)置內(nèi)控點(diǎn)和外控點(diǎn)，構(gòu)建起相應(yīng)的完善基準(zhǔn)控制網(wǎng)[6]。

（二）設(shè)計(jì)軸線坐標(biāo)系

GNSS測(cè)繪新技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目的應(yīng)用中，應(yīng)設(shè)計(jì)軸線坐標(biāo)系，結(jié)合工程設(shè)計(jì)的內(nèi)外控制點(diǎn)實(shí)際情況，構(gòu)建起相應(yīng)的內(nèi)外控制點(diǎn)相對(duì)關(guān)系坐標(biāo)系，將內(nèi)部控制點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)作為機(jī)制目標(biāo)，進(jìn)行軸線坐標(biāo)系的設(shè)計(jì)活動(dòng)?？紤]到工程建設(shè)的實(shí)際現(xiàn)狀和工程建設(shè)的目標(biāo)，建立起相對(duì)應(yīng)的軸線控制坐標(biāo)系，也就是施工坐標(biāo)系，將外部控制點(diǎn)通過(guò)換算，將其體現(xiàn)在軸線坐標(biāo)系之中，由此對(duì)工程統(tǒng)一的測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行確定。

（三）基準(zhǔn)軸測(cè)量控制

測(cè)量建筑工程的控制點(diǎn)之后，還要對(duì)其他的相關(guān)節(jié)點(diǎn)展開(kāi)測(cè)量，例如完成建筑主樓的控制點(diǎn)測(cè)量之后，要對(duì)于主樓相關(guān)的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)復(fù)測(cè)結(jié)果詳細(xì)的比對(duì)，全方位保證測(cè)量結(jié)果的精確度。測(cè)量過(guò)程中針對(duì)內(nèi)外控制點(diǎn)，要采取精密監(jiān)測(cè)的方式，利用GNSS靜態(tài)方式，細(xì)致、全面的監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)的實(shí)際情況，使用相關(guān)儀器完成測(cè)量。例如GNSSTrimble5800型接收機(jī)，就是建筑工程項(xiàng)目在GNSS測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用時(shí)常用的測(cè)量?jī)x器，能夠測(cè)量各個(gè)監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)，獲取了相關(guān)的觀測(cè)數(shù)據(jù)之后，利用TBC完成基線解算工作。在整個(gè)工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，要進(jìn)行多次檢測(cè)，并且將幾次檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果詳細(xì)記錄下來(lái)，統(tǒng)一的在施工坐標(biāo)系中對(duì)比多次的觀測(cè)結(jié)果，尤其是對(duì)照第一次測(cè)量數(shù)據(jù)，要將后幾次的測(cè)量數(shù)據(jù)信息與首次測(cè)量數(shù)據(jù)展開(kāi)詳細(xì)對(duì)比，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)果較差的，則需要再一次進(jìn)行計(jì)值比較。計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合X、Y分量計(jì)算，分析相應(yīng)坐標(biāo)偏移總距離，利用建筑高度和偏移距離的比值分析，對(duì)建筑物的豎向偏移情況準(zhǔn)確計(jì)算，除去首次的測(cè)量數(shù)據(jù)之外，后續(xù)的幾次測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果均要保證按照建筑工程的標(biāo)準(zhǔn)要求、處于規(guī)范范圍之內(nèi)，達(dá)到測(cè)繪目標(biāo)。值得注意的是，通過(guò)采取常規(guī)手段進(jìn)行建筑物測(cè)繪的復(fù)核工作時(shí)獲取的測(cè)量結(jié)果同樣也處于規(guī)范的限定范圍內(nèi)，這說(shuō)明利用GNSS測(cè)繪新技術(shù)進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的測(cè)繪工作取得的效果是理想的，在未來(lái)建筑行業(yè)的工程建設(shè)和施工中，該技術(shù)應(yīng)用值得廣泛推廣。

三、應(yīng)用GNSS測(cè)繪新技術(shù)的優(yōu)化措施

在建筑施工測(cè)繪工作中利用GNSS測(cè)繪新技術(shù)離不開(kāi)完善的運(yùn)用機(jī)制支持和專業(yè)的施工技術(shù)人員，明確技術(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，立足于建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，將技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)文件，保證技術(shù)應(yīng)用的可靠水平，提高測(cè)繪質(zhì)量和測(cè)繪效率。測(cè)量人員在利用GNSS測(cè)繪新技術(shù)時(shí)，完成測(cè)繪工作之后，要匯總相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，制作成匯報(bào)文件，匯報(bào)給管理層人員，反映出工程的實(shí)際情況。GNSS技術(shù)的應(yīng)用中技術(shù)人員應(yīng)不斷地學(xué)習(xí)，展開(kāi)實(shí)踐探索，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工測(cè)繪中存在的問(wèn)題，并加以解決，保證技術(shù)應(yīng)用的可靠質(zhì)量，在技術(shù)培訓(xùn)、專家指導(dǎo)等活動(dòng)中，提高GNSS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用水平[7-9]。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在建筑工程項(xiàng)目的施工建設(shè)中，GNSS測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用給測(cè)量工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，不僅提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度，而且能夠?qū)⒔ㄖこ淌┕さ膶?shí)際情況全面反映出來(lái)，為后續(xù)的整體施工建設(shè)質(zhì)量提供切實(shí)保障。建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，引進(jìn)GNSS技術(shù)并挖掘其內(nèi)在價(jià)值，將GNSS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，立足于實(shí)際，結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際目標(biāo)和建設(shè)現(xiàn)狀，全面提高GNSS測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，保質(zhì)保量地完成建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)。