摘要
针对异形建筑物传统施工放样过程操作复杂、效率低下的问题，该文提出了采用GPS RTK进行异性建筑物施工中的放样工作。以天津市文化中心商业项目为例，利用GPS RTK技术分别对建筑物的主轴线和异形次轴线进行了放样工作，并与全站仪在放样过程和数据精度两个方面进行了对比分析，实现了异型建筑物快速、高效的施工放样。结果表明，GPS RTK技术不仅在放样过程中操作简单，节约资金，而且放样精度满足工程要求，相对全站仪来说具有很大优势，有助于提高复杂异形建筑物的施工放样效率。
引用格式
边延凯，高伟，段茜茜，等．ＧＰＳＲＴＫ 在异形建筑物放样中的应用［Ｊ］． 测绘科学，２０１８，４３（６）：１５６-１６０．
正文
近年来，随着建筑行业的快速发展，建筑物的形状愈加多元化，各类异型建筑物不断涌现，从而增加了施工放样的难度。全站仪作为传统最基本的施工放样工具，虽然能够保证足够的放样精度，但在放样过程中为了保证目标通视，经常需要布设控制网、增加控制线和频繁搬设仪器。这样不仅增加了工作量，也降低了测量精度。此外，全站仪在异形建筑物的缓和曲线和圆曲线中放样困难，不仅要考虑仪器本身的限制问题、环境因素和适当的放样技巧，还存在测距短、技术复杂、速度慢和人员多等缺陷，耗费了大量的人力与时间 。如何快速有效地完成异形建筑物的放样工作成为工程测量中的难点之一。然而，伴随着GPS技术的日益成熟，快速定位技术得到了重大突破。在众多GPS差分技术中，RTK这种基于载波相位观测法的GPS实时动态定位技术更具优势，它的高智能化、全天候作业、无误差积累的高精度定位和高效率作业是全站仪放样所不能达到的，可以有效解决异形建筑物放样难题。另外，人们不断加深对RTK定位技术的研究，不仅有双差分定位方法、双系统多频算法和联合碎步测图等的理论研究，还包括一些具体的应用实践，从而在城市道路工程测量、地籍测量、管道工程放样和矿区沉降监测等领域得到广泛应用。如今，RTK技术具有的快速、实时和操作简单的优势得到测绘行业的愈加青睐，但利用该技术对异形建筑物进行放样的相关研究较少。本文结合天津市文化中心项目进行RTK与全站仪在施工放样中的对比分析，来探究RTK技术在异形建筑物放样中的应用。
RTK基本原理：将基准站的GPS接收机架设在已知参考点上，对GPS卫星信号进行实时接收，同时要保证接收机至少收到4颗以上的卫星。然后将基准站坐标、载波相位观测值和伪距观测值等信息通过数据通信链发射到移动站，移动站根据基准站的传输信息和接收的GPS卫星信号做实时差分处理，得到移动站和基准站的基线向量。最终得到基于WGS-84坐标系的移动站三维坐标，并利用相应的坐标转换参数获取每个移动站的当地高程和平面坐标。
平面坐标转换：在建筑施工过程中，RTK获取的是基于WGS-84坐标系的测量数据，而工程项目中的坐标数据往往是基于当地坐标系得到的。由此在施工测量时首先要进行不同坐标系间的转换，才能准确地进行相应坐标位置的确定，避免错误的发生。
信号遮蔽问题一直影响着RTK的测量精度，为了保证良好的信号接收能力，可以采取以下4种方法。
1）增设中继站：在遮蔽物影响下，移动站和基准站间信号接收失常，一台中继站可以实现移动站—中继站—基准站间的数据传输，保证RTK正常作业。
2）伪卫星技术：在信号遮蔽或被跟踪卫星出现故障时，会导致信号接收失常，不利于准确定位。通过建立一个与固定基准站类似的GPS卫星，来提高信号接收能力，提高定位精度。
3）增加控制点：可以增加信号接收量来提高测量精度，将基准站设置于信号良好的区域，而且适当的控制网可以与全站仪进行数据精度对比。
4）RTK结合全站仪：在信号遮蔽时，可以对遮蔽两端进行RTK放样，而在遮蔽内部利用全站仪进行补测，来保证施工放样精度。
本项目位于天津市文化中心，越秀路与乐园道交界处，是乐园总项目建设工程之一，主要有两部分组成：商业体项目和南向车库项目；其中，建筑总体布局是地下有2层，地上有5层，建筑总面积为349991 m2；车库总建筑面积为25 544.5m2，已知点1坐标和已知点2坐标设计单位已给出，如图1所示。
图1 工程概况图
本文论述了RTK和全站仪在异形建筑物中的放样过程和方法，并通过RTK与全站仪测量精度的对比分析，研究RTK技术的测量精度是否满足工程要求。案例表明，RTK技术相对于全站仪技术在放样异形建筑物的外业工作上占据很大优势。其中RTK技术不仅放样过程简单，耗费较少人力与时间，还可以全天候作业，不需要布设控制线和间隔点，大大降低了劳动强度和缩短了施工期。另外，在信号接收良好时，RTK技术的测量误差不累积，可以快速高精度地定位出待测点位的三维坐标和复杂建筑物轴线，并且均能满足工程所需的精度要求。针对GPS信号遮挡问题，可以采用配合全站仪、增加控制点和增加中继站等方法来弥补不足之处。由此可见，RTK技术在异形建筑物中的放样是可行的，并且相对全站仪有着巨大的优势，不仅可以更好地提高施工放样效率，还能够为工程项目节约大量的成本，可以在异形建筑工程中推广应用。
编辑：邓国臣
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