基于RTK系统的建筑施工垂直度测量方法与流程

本发明涉及建筑工业领域，尤其涉及一种高层建筑(或构筑物)及大型设施施工的垂直度测量、高程监控的方法。

背景技术：

众所周知，一般高层建筑的垂直度测量只能在施工完成后或者是部分施工完成后才可以进行测量，怎么样保持高层建筑的施工的实时垂直的呢？在现实的高层建筑施工过程中，有多种测量垂直度的仪器，但这些仪器由于种种缺点的存在，导致了垂直度误差的存在，不能很好的解决垂直问题。

例如以下测量方法在其测量过程中就存在着不可避免的缺点：

1.利用锤球测量高层建筑垂直度时，由于高层建筑楼层太高，锤球在高空测量过程中会由于外界干扰会来回摆动，以至于锤球在晃动中测量会产生较大误差，所以锤球不适合测量高层建筑的垂直度；

2.利用激光测量高层建筑垂直度时，虽然可利用公知的光学原理进行测量，但是如果在测量过程中仪器意外被摔或被无意损坏，人为不知道的情况下，会导致仪器本身的测量精度发生变化存在误差，致使仪器在高层建筑测量中一直存在误差，影响测量的精度值，而且现在的激光测试仪器价格也比较昂贵；

3.利用红外测量高层建筑垂直度时，红外由于受距离的限制，而且红外在测量过程中也会受到周围环境的影响，所以红外较适合于近距离测量使用，不适合高层建筑的垂直度测量；

4.利用经纬仪测量同样存在因外界原因经常导致仪器精度失准等情况。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于RTK系统的建筑施工垂直度测量方法，它排除以上所述高层建筑测量垂直度的缺陷，采用一种高精度的高层建筑垂直度实时在线测量的装置及方法，使得高层建筑在施工的全过程可以保证垂直度的精确，体现其在高层建筑垂直度测量、以及高程 测量的高度实用性。

实现上述目的本发明的技术方案为一种基于RTK系统的建筑施工垂直度测量方法；它包含一个校正仪，校正仪上有定位模块、通讯模块、电池模块、数据显示器，校正仪底部固定在支架上，支架上有水平泡，支架侧边通过固定螺丝固定在建筑物内某一相对固定的点上。

校正仪采用卫星定位系统(BDS+GPS+GLONASS+Galileo)多星连续校正加上RTK动态坐标数据抓取来实现校正点水平经纬坐标±0.5cm及高程坐标±1cm的数据，抓取同时将数据显示在校正仪显示屏上，显示的同时校正仪会将数据利用GPRS通讯模块通过移动互联网导入后台控制中心，数据中心通过其软件差分数据分析来校正高层施工中重心偏移问题及施工高度数据统计。

高层建筑垂直度校正仪的完整测量校正分为四个步骤：

第一、固定点的安装。仪器在测量使用前，先将校正仪通过固定柱安装固定在高层建筑电梯桶的升降模板上或某一个垂直贯通柱上，固定的这个点在每层建筑的位置必须纵坐标相对固定，并以此点为整栋楼施工的观测点。

第二、基准经纬坐标的选择。通过校正仪固定点的安装可以预先测定一个经纬度坐标值(x，y)作为之后的基准坐标，通过两点确定一条直线，当校正仪固定以后，其左右经纬坐标是不会改变的，改变的是高程数据。

第三、坐标值的变化观测。当楼层随施工往上升的时候有变化只是高程坐标发生变化，经纬坐标不会改变，如果在当楼层随施工时，一旦经纬坐标发生变化就视为重心偏移，也就意味着楼层的垂直度发生偏差问题，那么这个偏差数据就会立刻反应到主控后台，后台将会告知施工人员应该按照参考数值调整参模板的位置以达到中心点回归原有的位置。同时校正仪还可以精确测得高程数据，这样便有效的保证了建筑施工工程中的垂直精度。

第四、后台网络传输。在向后台传输过程中，系统通过组网，通过主控中心会在距离流动站RTK最近的地方产生一个VRS虚拟参考站来进行与流动站RTK之间的差分数据误差解算，通过RTCM差分改正数后，可有效的得到实时测量的厘米级高精度坐标信息。

与现有激光高层建筑测垂直度仪器相比，校正仪通过固定以后，不用人 为去操控管理，以防止人为的误判损坏，造成测量精度的不准确，其另一优点是本发明可以在高层建筑过程中采用四系统卫星信号进行实时垂直度、高程测量，测量精度较高，可实时发现问题。

校正仪采用高精度的四星主板，具有较为强大的接收四星卫星系统信号功能，在垂直测试应用中采用了专业的流动站测试技术，有效的保证了高楼层测量的精度。通过多基站网络联测，利用专业的差分技术解算数据来时时分析校正高层施工中重心偏移及施工高度，结合分析结果实时测量高层建筑过程中的垂直度。该测量方法有效的克服了以上所述三种测量方法的缺点，通过对其固定安装，它可在每层建筑过程中实时高精度测量，有效的克服了建筑完成后测量带来的一系列难题，并且不需要人为的监督，可全天24小时不受恶劣环境的影响有效的工作，抗干扰能力强。

附图说明

图1是电梯滑模安装位置示意图；

图2是数据传输示意图；

图3是校正仪示意图；

其中：1-支架，2-校正仪，3-电梯桶，4-支架侧边，5-建筑物底层地基，6-柱子，7-固定螺丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

如图所示，一种基于RTK系统的建筑施工垂直度测量方法，它包含一个校正仪2，校正仪2上有定位模块、通讯模块、电池模块、数据显示器，校正仪底部固定在支架1上，支架1上有水平泡，支架侧边4通过固定螺丝7固定在建筑物内某一相对固定的点上。

校正仪2采用卫星定位系统(BDS+GPS+GLONASS+Galileo)多星连续校正加上RTK动态坐标数据抓取来实现校正点水平经纬坐标±0.5cm及高程坐标±1cm的数据，抓取同时将数据显示在校正仪显示屏上，显示的同时校正仪会将数据利用GPRS通讯模块通过移动互联网导入后台控制中心，数据中心通过其软件差分数据分析来校正高层施工中重心偏移问题及施工高度数据统 计。

高层建筑垂直度校正仪的完整测量校正分为四个步骤：

第一、固定点的安装。仪器在测量使用前，先将校正仪2用仪器固定架8通过固定螺丝7安装固定在高层建筑电梯桶3的升降模板上，固定的这个点在每层建筑的位置必须相对固定，并以此点为整栋楼施工的观测点。另外，校正仪器也可以安装在电梯桶钢结构柱上，如果在电梯钢结构柱上的话，那么必须找一个固定点作为参考点，这个点是不可以移动的。

第二、基准经纬坐标的选择。通过校正仪固定点的安装我们可以预先测定一个经纬度坐标值(x，y)作为之后的基准坐标，我们都知道可以通过两点确定一条直线，当校正仪固定以后，其左右经纬坐标是不会改变的，改变的是高程数据。

第三、坐标值的变化观测。当楼层随施工往上升的时候有变化只是高程坐标发生变化，经纬坐标不会改变，如果在当楼层随施工时，一旦经纬坐标发生变化就视为重心偏移，也就意味着楼层的垂直度发生偏差问题，那么这个偏差数据就会立刻反应到主控后台，后台将会告知施工人员应该按照参考数值调整参模板的位置以达到中心点回归原有的位置。同时校正仪还可以精确测得高程数据，这样便有效的保证了建筑施工工程中的垂直精度。

第四、后台网络传输。在向后台传输过程中，系统通过组网，结合公之的VRS技术原理，将我公司已经建好的多个固定参考站进行组网后，通过主控中心会在距离流动站RTK最近的地方产生一个VRS虚拟参考站来进行与流动站RTK之间的差分数据误差解算，通过RTCM差分改正数后，可有效的得到实时测量的厘米级高精度坐标信息。

与现在较为高技术的激光高层建筑测垂直度仪器相比，本校正仪通过固定以后，不用人为的去操控管理，以防止人为的误坏，造成测量精度的不准确，其另一优点是本发明可以在高层建筑过程中采用四系统卫星信号进行实时垂直度、高程测量，测量精度较高，可实时发现问题。

仪器采用高精度的四星主板，具有较为强大的接收四星卫星系统信号功能，在垂直测试应用中采用了专业的流动站测试技术，有效的保证了高楼层 测量的精度。通过多基站网络联测，利用专业的差分技术解算数据来时时分析校正高层施工中重心偏移及施工高度，结合分析结果实时测量高层建筑过程中的垂直度。该测量方法有效的克服了以上所述三种测量方法的缺点，通过对其固定安装，它可在每层建筑过程中实时高精度测量，有效的克服了建筑完成后测量带来的一系列难题，并且不需要人为的监督，可全天24小时不受恶劣环境的影响有效的工作，抗干扰能力较强。

以某市国际大厦为例，具体做法如下：

某市国际大厦主楼63层，高200.18米，为筒中筒现浇钢筋混凝土机构，外筒35.1米*37米；内筒17米*23米。由于楼层较高，垂直度的测量工作极为重要。垂直度的设计要求为(1/1000)·H(H为建筑物总高)，总偏差不得大于50mm，层间偏差≤8mm。施工时，需要对垂直度、高程进行严格测量控制，以保证达到设计要求的关键。

在大厦完成电梯底层地基5后，将校正仪2安装固定在高层建筑电梯桶3上，固定的这个点在每层建筑的位置必须相对固定，并以此点为整栋楼施工的观测点，通过安装校正仪后我们在校正仪的显示上会看到一个经纬度的坐标值(x，y)，以观测到的值作为垂直度校正的观测站。

在大厦楼层施工过程中，滑梯模板随着施工的进度将会以N+1的速度升高，但是由于校正仪是固定安装在升降模板上，所以校正仪相对位置固定不变，故其经纬度值不会有变化，但是高度测试值将会随着高度的变化而逐渐增高，但是在施工到某一层的时候，突然校正仪的经纬坐标值发生了变化，也就说明楼层有了偏差问题，由于校正仪的数据是通过VRS网络技术实时上传于后台主控中心，所以数据在发生变化以后主控中心将会进行显示，后台将会及时告知施工人员进行调整，那么施工人员将会按照参考参数调参考模板的位置，使得中心点回到原来的位置。那么通过施工人员的调整，使得楼层的垂直度就又有了新的精度值保障。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。