CN106597504A - 建筑施工测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种建筑施工测量方法,其特征在于,包括:在施工建筑物周围设置至少两个地面基准站;在施工建筑物楼顶设置多个轴线放样基点;在所述地面基准站和所述轴线放样基点均设置卫星定位设备;在静态测量模式下以预设采样率获取观测数据;根据所述观测数据获取各放样点的位置信息。本发明实施例提供的建筑施工测量方法,通过卫星定位系统、地面基准站以及轴线放样基点获取观测数据,并根据观测数据、地面基准站以及轴线放样点的位置信息获取放样点的位置信息以及施工建筑物的基振频率、振幅。
Description
技术领域
本发明属于工程测量技术领域,具体涉及一种建筑施工测量系统,尤其涉及工程测量的数据采集与现场的施工放样。
背景技术
现在常用的超高层建筑施工放样方法有:在施工建筑物轴线的竖向传递测量中,采用经纬仪时,要求仰角不能大于60°,针对超高层建筑,布设站点时测站需要布置较远距离,难以布设,此外测量精度易受天气影响。采用挂吊线法时,需要每隔100米进行接力,存在接力累积误差,且随着距离增加,误差累积越大。采用激光准直仪时,需在每一层楼面相应位置留孔洞,且距离远时,激光光斑会变大,受大气折光和涡流影响,光斑发生抖动,造成测量误差变大。采用GPS卫星定位技术,在施工过程中,受施工脚手架、水泥罐及吊装机等施工机械设备影响,施工环境复杂,卫星观测条件差,采用单GPS卫星信号,有效观测值少,难以保证测量精度。另外利用地面点分别在楼顶放样二个点作为基点,由于这两个点不是同步观测,往往二点之间会有较大误差,直接用来做控制点会造成放样偏差。
常规高程放样方法中,采用几何水准仪放样高程,在超高层建筑放样中利用水准测量十分困难。悬挂钢尺放样高程,存在高程传递误差,且随距离不断累积;而三角高程放样高程精度低,无法满足精度需求。
在进行超高层建筑动态变形和动力特性测量时,传统监测手段中加速度传感器法中加速度器对低频运动不敏感,而且积分初始状态难以确定,所推导的位移误差较大,加速度器安装也较困难;激光准直法这种方法对低层建筑较适合,精度较高,但对于高层施工建筑物,发生衍射和光斑晃动等现象,精度受到极大影响;全站仪法在恶劣气候条件(如台风、大雨等)下,激光跟踪目标较为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑施工测量方法。
根据本发明的一方面,提供一种建筑施工测量方法,包括:
在施工建筑物周围设置至少两个地面基准站;
在施工建筑物楼顶设置多个轴线放样基点;
在所述地面基准站和所述轴线放样基点均设置卫星定位设备;
在静态测量模式下以预设采样率获取观测数据;
根据所述观测数据获取各放样点的位置信息。
优选地,所述根据所述观测数据获取各放样点的位置信息,包括:
对所述观测数据进行预处理;
根据预处理后的观测数据判断是否满足预设条件;
当满足预设条件时,采用多项式拟合法探测并修复周跳;
当不满足预设条件时,采用三差法探测并修复周跳;
采用多基线增强算法进行基线解算获取各放样点的位置信息。
优选地,所述预设条件为所述基线长小于预设基线长度阈值且周跳小于预设阈值。
优选地,所述采用多基线增强算法进行基线解算获取各放样点的位置信息包括:
根据地面基准站和轴线放样基点以及预设基线长度建立双差观测方程;
采用LAMBDA方法确定模糊度;
根据所述模糊度以及双差观测方程获取各放样点的位置信息。
优选地,所述方法还包括:
根据所述观测数据获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
优选地,根据所述观测数据获取施工建筑物的基振频率以及振幅包括:
根据观测数据、地面基站点的位置信息、轴线放样点的位置信息、预设基线长度以及解算辅助数据获取计算历元;
采用广播星历和精密星历获取各历元的卫星位置和钟差;
将各历元的卫星位置和钟差通过电离层改正、对流层改正、卫星填写相位中心改正和接收机天线相位中心改正,并建立双差观测方程;
构建法方程求解各历元的精确三维坐标;
根据各历元的精确三维坐标获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
优选地,所述解算辅助数据包括精密星历、广播星历、钟差、地球自转参数文件、相对论效应参数文件、电离层延迟参数文件、对流层延迟参数文件、地球固体潮改正参数文件、卫星天线相位中心改正参数文件以及接收机天线相位中心改正参数文件。
本发明实施例提供的建筑施工测量方法,通过卫星定位系统、地面基准站以及轴线放样基点获取观测数据,并根据观测数据、地面基准站以及轴线放样点的位置信息获取放样点的位置信息以及施工建筑物的基振频率、振幅。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1是根据本发明实施例的建筑施工测量方法的流程示意图;
图2是根据本发明实施例的建筑施工测量方法中各站点的位置示意图;
图3是根据本发明实施例的建筑施工测量方法中步骤S05的流程图;
图4是根据本发明实施例的建筑施工测量方法中步骤S06的流程图。
附图标记:1-地面基准站,2-卫星,3-轴线放样基点,4-放样点,5-施工建筑物。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中,相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明可以各种形式呈现,以下将描述其中一些示例。
图1是根据本发明实施例的建筑施工测量方法的流程示意图。如图1所示,根据本实施例的建筑施工测量方法可以包括如下步骤。
在步骤S01中,在施工建筑物周围设置至少两个地面基准站。
在本实施例中,如图2所示,选择远离施工建筑物5、天空视野开阔、无遮挡、地基稳定的至少两个地方设置地面基准站1。地面基准站1的坐标应与建设物施工控制网的坐标在统一坐标系内,求解空间三维坐标与施工平面坐标系之间转换参数及施工场地大地水准面差距,以便于将大地高(椭球面高程)转换成海拔高。
在步骤S02中,在施工建筑物楼顶设置多个轴线放样基点。
在本实施例中,在施工建筑物楼顶设置多个轴线放样基点3,埋设多个卫星天线连接器。
在步骤S03中,在所述地面基准站和所述轴线放样基点均设置卫星定位设备。
在本实施例中,地面基准站1、轴线放样基点3同时安置卫星定位设备。
在步骤S04中,在静态测量模式下以预设采样率获取观测数据。
在本实施例中,卫星定位设备与空中的卫星2形成北斗兼容多系统,采用静态测量模式,10HZ的采样率,进行数据采集,得到观测数据。
在步骤S05中,根据所述观测数据获取各放样点的位置信息。
在本实施例中,轴线放样基点3和地面基准站2组网进行基线组网解算,利用环闭合差检验,分析卫星定位解算精度和可靠性。要求环闭合差误差能满足100万分之一相对误差要求。提取轴线放样基点3和基准站2组网中所有独立基线组网进行联合平差。在观测数据基线解算过程中采用双基站固定基线GNSS静态算法进行解算,求取各放样基点精确三维坐标,通过坐标转换得到放样基点平面坐标和高程。
具体地,步骤S05包括以下步骤。
在步骤S051中,对所述观测数据进行预处理。
在本实施例中,观测数据进行预处理,剔除无效观测数据。
在步骤S052中,根据预处理后的观测数据判断是否满足预设条件。
在本实施例中,所述预设条件为所述基线长小于预设基线长度阈值且周跳小于预设阈值。其中,预设基线长度为15km,预设阈值为40%。
在步骤S053中,当满足预设条件时,采用多项式拟合法探测并修复周跳。
在本实施例中,取m个历元的载波相位观测值作为拟合方程,建立m维观测方程组,然后利用最小二乘法解算多项式系数,然后根据观测值改正数计算误差,判断每个载波相位观测值中是否含有周跳,如果有进行周跳修复。
在步骤S054中,当不满足预设条件时,采用三差法探测并修复周跳。
在本实施例中,三差法即是利用三差相位作为周跳的检测量,进行周跳的探测与修复,三差相位定义为邻近相邻历元上两个测站和两个卫星之间的双差之差。由于三差相位中消去了整周模糊度,同时也避开了整周跳变后由于三差相位中小区了初始整周模糊度,同时也避开了整周跳变后的整周常数值,而且在基线较短的情况下几乎消去了所有的钟差和两个测站的各种公共的偏差项,电离层延迟、对流层延迟和多路径误差经过求差后也得到了很大的消弱,因此,三差模型可用来求得基线的初始解,以协助解决整周模糊度的固定和周跳的探测问题。然后根据平差后的初始基线解检验每个三差观测值的残差,通过三差观测值的残差的变化来探测和修复周跳。
在步骤S055中,采用多基线增强算法进行基线解算获取各放样点的位置信息。
在本实施例中,多基线增强算法具体为:根据地面基准站和轴线放样基点以及预设基线长度,建立以基线长为约束条件的双差观测方程;采用LAMBDA方法确定模糊度;根据所述模糊度以及双差观测方程获取各放样点的位置信息。
LAMBDA方法的计算过程包括以下步骤:(l)采用最小二乘平差法求定基线向量及模糊度的浮点解;(2)通过整数高斯变换(z变换),降低模糊度的相关性,改善模糊度搜索空间;(3)在变换后的搜索空间搜索最有模糊度整数解。
在一个优选的实施例中,所述建筑施工测量方法还包括步骤S06。
在步骤S06中,根据所述观测数据获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
在本实施例中,采用双基站固定基线GNSS高精度单历元算法对观测数据进行处理,获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
具体地,步骤S06包括以下步骤。
在步骤S061中,根据观测数据、地面基站点的位置信息、轴线放样点的位置信息、预设基线长度以及解算辅助数据获取计算历元。将已知基线长作为约束条件,利用观测数据组成观测方程,利用最小二乘原理,求解该历元解算结果。
在本实施例中,所述解算辅助数据包括精密星历、广播星历、钟差、地球自转参数文件、相对论效应参数文件、电离层延迟参数文件、对流层延迟参数文件、地球固体潮改正参数文件、卫星天线相位中心改正参数文件以及接收机天线相位中心改正参数文件。
在步骤S062中,采用广播星历和精密星历获取各历元的卫星位置和钟差。
在步骤S063中,将各历元的卫星位置和钟差通过电离层改正、对流层改正、卫星填写相位中心改正和接收机天线相位中心改正,并建立双差观测方程。
在步骤S064中,构建法方程求解各历元的精确三维坐标。
在步骤S065中,根据各历元的精确三维坐标获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
本发明实施例提供的建筑施工测量方法,通过卫星定位系统、地面基准站以及轴线放样基点获取观测数据,并根据观测数据、地面基准站以及轴线放样点的位置信息获取放样点的位置信息以及施工建筑物的基振频率、振幅。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种建筑施工测量方法,其特征在于,包括:
在施工建筑物周围设置至少两个地面基准站;
在施工建筑物楼顶设置多个轴线放样基点;
在所述地面基准站和所述轴线放样基点均设置卫星定位设备;
在静态测量模式下以预设采样率获取观测数据;
根据所述观测数据获取各放样点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的测量方法,其特征在于,所述根据所述观测数据获取各放样点的位置信息,包括:
对所述观测数据进行预处理;
根据预处理后的观测数据判断是否满足预设条件;
当满足预设条件时,采用多项式拟合法探测并修复周跳;
当不满足预设条件时,采用三差法探测并修复周跳;
采用多基线增强算法进行基线解算获取各放样点的位置信息。
3.根据权利要求2所述的测量方法,其特征在于,所述预设条件为所述基线长小于预设基线长度阈值且周跳小于预设阈值。
4.根据权利要求2所述的测量方法,其特征在于,所述采用多基线增强算法进行基线解算获取各放样点的位置信息包括:
根据地面基准站和轴线放样基点以及预设基线长度建立双差观测方程;
采用LAMBDA方法确定模糊度;
根据所述模糊度以及双差观测方程获取各放样点的位置信息。
5.根据权利要求1所述的测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述观测数据获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
6.根据权利要求5所述的测量方法,其特征在于,根据所述观测数据获取施工建筑物的基振频率以及振幅包括:
根据观测数据、地面基站点的位置信息、轴线放样点的位置信息、预设基线长度以及解算辅助数据获取计算历元;
采用广播星历和精密星历获取各历元的卫星位置和钟差;
将各历元的卫星位置和钟差通过电离层改正、对流层改正、卫星填写相位中心改正和接收机天线相位中心改正,并建立双差观测方程;
构建法方程求解各历元的精确三维坐标;
根据各历元的精确三维坐标获取施工建筑物的基振频率以及振幅。
7.根据权利要求6所述的测量方法,其特征在于,所述解算辅助数据包括精密星历、广播星历、钟差、地球自转参数文件、相对论效应参数文件、电离层延迟参数文件、对流层延迟参数文件、地球固体潮改正参数文件、卫星天线相位中心改正参数文件以及接收机天线相位中心改正参数文件。
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