CN115201857A - 一种基于北斗/gnss&bim的施工控制线布设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，主要步骤包括：(1)根据结构形式在BIM模型上初步确定GNSS控制网；(2)现场实测，并对BIM模型中原有GNSS控制网修正；(3)计算GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点的绝对坐标，并对交点分类编号；(4)在GNSS控制网中选择一个控制点作为固定起点，计算控制点到交点的方位角、距离，分类编号；(5)定位设备根据步骤(4)的成果，现场自动布点，本发明具有劳动强度低，布网快，精度高的优点，是自动化定位、放线设备的主要工作方法。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程测量控制技术领域，特别涉及一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法。
背景技术
“建筑控制线”是指建筑物基底退后用地红线、道路红线、绿线、蓝线、紫线、黄线一定距离后的建筑基地位置不能超过的界限，退让距离及各类控制管理规定应按当地规划部门的规定执行。建筑控制线包括“建筑红线”，是建筑物基地位置的控制线，也就是建筑物与地面接触的范围线。“建筑红线”又细分为道路红线和用地红线。道路红线是指规划的城市道路 (含居住区级道路)用地的边界线；用地红线是指各类建筑工程项目用地的使用权属范围的边界线(有的也把用地红线直接称为建筑红线)。绿地红线现在已改称“城市绿线”，是指城市各类绿地范围的控制线，城市绿线范围内的用地只能用作绿化。
划分“建筑控制线”时，传统施工布设结构层轴网，尤其是首层轴网，一般利用全站仪采用导线网布置GNSS控制网然后加密形成轴网，步骤多且繁琐，劳动强度大，耗时超过半日以上，还容易引起较大误差。如何有效提高布网精度和效率，是本专利待解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于北斗/GNSS&BIM 的施工控制线布设方法。
技术方案：一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，具体步骤包括：
(1)在绝对坐标施工BIM模型中，根据结构平面形式在BIM模型上初步确定施工GNSS 控制网；
(2)利用GNSS RTK实时cm级定位确定控制点现场大致位置；再利用施工过程北斗/GNSS mm级超快定位技术确定精确坐标，现场实测，并对BIM模型中原有GNSS控制网修正；
(3)通过BIM二次开发，分别计算GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点的绝对坐标，并对交点分类编号；
(4)在GNSS控制网中选择一个控制点作为固定起点，计算控制点到交点的方位角、距离，分类编号；
(5)定位设备根据步骤(4)的成果，现场自动布点。
本发明的进一步改进在于，步骤(1)，施工控制线实际上包括了GNSS控制网、施工轴网和施工中不同工序的控制线，包括钢筋控制线、二次结构控制线、机电、钢结构、幕墙、智能化预埋件控制线以及临边防护控制线；工序控制线通过每道工序深化后的施工BIM模型获得。
本发明的进一步改进在于，步骤(1)，根据结构形式，在BIM模型上设计GNSS控制网形态，确保GNSS控制网与轴网基本保持正交。
本发明的进一步改进在于，步骤(2)，施工过程北斗/GNSS mm级超快定位技术在施工过程北斗/GNSS mm快速定位技术基础上，利用定位设备的激光测距参与观测平差，建立超快定位算法获得，该算法在GNSS观测计算模糊度固定后2mins内即可获得精确解。
本发明的进一步改进在于，步骤(3)，GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点按工程施工工序前后实施次序采用分类分级原则计算交点坐标，并存储。
本发明的进一步改进在于，步骤(4)，依据所确定的分级分类原则，依次计算固定点与所有交点的水平距离、方位角，并存储。
本发明的进一步改进在于，步骤(5)，现场布设时，根据交点与固定控制点的正北、正东方向的距离，自动排列现场布点的先后顺序，并按所述的分类分级原则，现场采用不同的定点标志，以便现场人员根据标志分类放线。
本发明的进一步改进在于，若定位设备具有自动导航、行进功能，施工控制线可根据分级原则逐级自动布线。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，至少实现了如下的有益效果：
本发明不仅可以在施工初始阶段使用，也可在施工过程中确定每一层的轴网。观测、高精度定位计算、轴网交点与相对距离计算，全部由卫星信号接收机和计算机完成。现场布设 GNSS控制网，轴网所有流程累加时间不超过2h，远远低于现有施工控制网、轴网布设方法，而且劳动强度低，精度高，基本实现半自动化。由于采用激光测距仪或全站仪在所选择控制边上测量移动靶点与控制点之间的距离，轴线之间的相对距离不受累积误差和测角误差的影响，精度极高，理论上轴网间距可达到激光测距设备的精度误差1mm，尤其适用于装配式建筑。
当然，实施本发明的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
现详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，具体步骤包括：
(1)在绝对坐标施工BIM模型中，依据设计参考点坐标绘制轴网，根据结构平面形式在 BIM模型上初步确定施工GNSS控制网；
(2)利用北斗/GNSS RTK实时cm级定位确定控制点现场大致位置；再利用施工过程北斗/GNSS高精度快速定位技术确定精确坐标，现场实测，并对BIM模型中原有GNSS控制网修正；
(3)通过BIM二次开发，计算GNSS控制网与轴网交点固定施工控制线的绝对坐标(xn, y n)，并对交点进行编号(1,2,3,……，n)；
(4)在GNSS控制网中选择一个控制点作为固定起点，计算控制点到交点的方位角、距离，分类编号；
假定轴网与某一控制边有N个交点，由控制点到上述交点的距离为d n(N＝1,2,3，……， N)，我们有如下计算公式：
(5)定位设备根据步骤(4)的成果，现场自动布点。
基于上述实施例，本发明一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，不仅可以在施工初始阶段使用，也可在施工过程中确定每一层的轴网，观测、高精度定位计算、轴网交点与相对距离计算，全部由卫星接收机和计算机完成，所有步骤累加布设轴网时间不超过2h，远远低于现有施工控制网、轴网布设方法，而且劳动强度低，基本实现半自动化。
本发明的进一步改进在于，步骤(1)，施工控制线实际上包括了GNSS控制网、施工轴网和施工中不同工序的控制线，包括钢筋控制线、二次结构控制线、机电、钢结构、幕墙、智能化预埋件控制线以及临边防护控制线；工序控制线通过每道工序深化后的施工BIM模型获得。
本发明的进一步改进在于，步骤(1)，根据结构形式，在BIM模型上设计GNSS控制网形态，确保GNSS控制网与轴网基本保持正交。
本发明的进一步改进在于，步骤(2)，施工过程北斗/GNSS mm级超快定位技术在施工过程北斗/GNSS mm快速定位技术基础上，利用定位设备的激光测距参与观测平差，建立超快定位算法获得，该算法在GNSS观测计算模糊度固定后2mins内即可获得精确解，精度达到mm 级，考虑到施工区域的各种干扰对传统超快静技术的影响，进行了优化，抑制干扰能力强。
本发明的进一步改进在于，步骤(3)，GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点按工程施工工序前后实施次序采用分类分级原则计算交点坐标，并存储，精度高,具有框架基准特性。
本发明的进一步改进在于，步骤(4)，依据所确定的分级分类原则，依次计算固定点与所有交点的水平距离、方位角，并存储，轴线之间的相对距离不受累积误差和测角误差的影响，精度极高，理论上轴网间距可达到激光测距设备的精度误差1mm。
本发明的进一步改进在于，步骤(5)，现场布设时，根据交点与固定控制点的正北、正东方向的距离，自动排列现场布点的先后顺序，并按所述的分类分级原则，现场采用不同的定点标志，以便现场人员根据标志分类放线。
本发明的进一步改进在于，若定位设备具有自动导航、行进功能，施工控制线可根据分级原则逐级自动布线。
综上所述，本发明提供的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，不仅可以在施工初始阶段使用，也可在施工过程中确定每一层的轴网。观测、高精度定位计算、轴网交点与相对距离计算，全部由卫星信号接收机和计算机完成。现场布设GNSS控制网，轴网所有流程累加时间不超过2h，远远低于现有施工控制网、轴网布设方法，而且劳动强度低，精度高，基本实现半自动化。由于采用激光测距仪或全站仪在所选择控制边上测量移动靶点与控制点之间的距离，轴线之间的相对距离不受累积误差和测角误差的影响，精度极高，理论上轴网间距可达到激光测距设备的精度误差1mm，尤其适用于装配式建筑，具有劳动强度低，布网快，精度高的优点。
Claims (8)
1.一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)在绝对坐标施工BIM模型中，根据结构平面形式在BIM模型上初步确定施工GNSS控制网；
(2)利用GNSS RTK实时cm级定位根据步骤(1)的GNSS控制点坐标确定控制点现场大致位置；再利用施工过程北斗/GNSS mm级超快定位技术确定精确坐标，现场实测，并对BIM模型中原有GNSS控制网修正；
(3)开发程序计算GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点的绝对坐标，并对交点分类编号；
(4)在GNSS控制网中选择一个控制点作为固定起点，计算控制点到交点的方位角、距离，分类编号；
(5)定位设备根据步骤(4)的成果，现场自动布点。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(1)，施工控制线实际上包括了GNSS控制网、施工轴网和施工中不同工序的控制线，包括钢筋控制线、模板控制线、二次结构控制线、机电、钢结构、幕墙、智能化预埋件控制线以及临边防护控制线；工序控制线通过每道工序深化后的施工BIM模型获得。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(1)，根据结构形式，在BIM模型上设计GNSS控制网形态，确保GNSS控制网与轴网基本保持正交。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(2)，施工过程北斗/GNSS mm级超快定位技术在施工过程北斗/GNSS mm快速定位技术基础上，利用定位设备的激光测距参与观测平差，建立超快定位算法获得，该算法在GNSS观测计算模糊度固定后2mins内即可获得精确解。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(3)，GNSS控制网与轴网以及施工控制线交点按工程施工工序前后实施次序采用分类分级原则计算交点坐标，并存储。
6.根据权利要求5所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(4)，依据所确定的分级分类原则，依次计算固定点与所有交点的水平距离、方位角，并存储。
7.根据权利要求5所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，
所述步骤(5)，现场布设时，根据交点与固定控制点的正北、正东方向的距离，自动排列现场布点的先后顺序，并按所述的分类分级原则，现场采用不同的定点标志，以便现场人员根据标志分类放线。
8.根据权利要求5所述的一种基于北斗/GNSS&BIM的施工控制线布设方法，其特征在于，若定位设备具有自动导航、行进功能，施工控制线可根据分级原则逐级自动布线。
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