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在摩天大楼建筑热潮之下，超高层建筑的安全管理成为学界和业界的共同焦点。施工中，建筑的定位测量是否准确，直接关系到建筑是否发生偏斜，影响整个建筑的质量与安全。
“向天要地”“向上发展”是城市化发展的重要阶段，全球多国都曾掀起超高层建筑热潮，摩天大楼也成为了城市的地标与名片。毋庸置疑，超高层建筑对于推进节约集约用地、塑造城市风貌、打造形态优美天际线、缓解人口增长和土地稀缺矛盾等都具有重要意义，此外，它也汇集了建筑、结构、机械设备、建筑材料和施工技术等科技最高成就。
但在摩天大楼建筑热潮之下，超高层建筑的安全管理成为学界和业界的共同焦点。施工中，建筑的定位测量是否准确，直接关系到建筑是否发生偏斜，影响整个建筑的质量与安全。在世界范围内，超高层建筑的精确定位与安全一直是行业难题。
自2001年美国“911”事件以来，因各种原因造成的超高层建筑安全事故屡见报端，诸如2021年深圳赛格大厦晃动，2022年长沙电信大厦火灾等事件都曾牵动人心、引起舆论热议。
在这样的背景下，我国经过多年来自主研发的超高层北斗高精度卫星定位接收机、空中“造楼机”，以及超长距离北斗高精度卫星定位接收机于日前首次亮相。远在天边的卫星，与平地而起的“摩天大楼”有什么关系？今天，请跟随《中国科技信息》来一探究竟。
“蓝盒子”为千米高“摩天大楼”提供安全保障
在过去，建筑建造300米以上的超高层建筑往往受强风、大雨、湍流等复杂环境的影响更大，易出现更剧烈的楼体摆动。若用传统的测量仪器，受测量高度限制，加之楼体摆动幅度过大，不仅增加定位难度，还会产生较大的累积误差，从而使建筑发生偏斜。
一般来说，在建筑领域的传统定位工作中，平面基准使用激光铅直仪传递，高程基准利用钢尺传递。然而，两者需要进行接力传递，容易存在累积误差，而且常规卫星定位接收机定位测量容易受到施工现场环境影响，导致建筑物偏离设计。
如今，仅需要一个文具盒大小的“蓝盒子”，便可以针对性解决超高层建筑卫星定位测量基线距离短、基准点与测量点高差大的难题，这个“蓝盒子”就是超高层高精度定位设备，它可以接收从已知位置的卫星发来的信号，引入的高精度算法能对接收数据进行精密分析，得到精准的位置坐标，且能摆脱层高、环境、抖动等因素影响。
我国自主研发的“超高层高精度定位”技术具有抗干扰能力强、稳定性高等性能，600米高度建筑平面误差2毫米，高程测距精度达到十五万分之一，可为千米超高层“摩天大楼”施工提供技术支撑。深圳平安金融中心应用这一技术，实现了“600米高度、2毫米”的定位精度，高程测距精度达到十五万分之一。目前这一“中国智造”已走出国门。
“黑科技”助力野外超长距离测量更精准
不仅限于“高度”，相关“黑科技”还应用在“长度”上。超长距离高精度卫星定位接收机可解决超长基线受电离层、对流层等大气误差和多路径影响严重的问题。
在超长线路工程施工控制中，工程测量定位的精准程度是极为重要的一环，但是过去很长时间里 在复杂环境中的基础设施建设中，常常会遇到断网和无网络覆盖、野外环境遮挡等影响卫星定位测量的精度和效率等突发情况。
如今，针对这一问题，超长距离高精度卫星定位接收机通过采用多路径时空误差消除模型、自动化超长基线处理方法等多项关键技术，解决超长基线受电离层、对流层等大气误差和多路径影响严重的问题。
同时，这项技术抗干扰能力强、信号强、定位精度高，可单人完成测量，实现多种复杂条件下的精准定位达毫米级，作业半径可达10公里，成功解决了传统的全站仪测量和全球导航卫星系统测量在野外复杂环境下工作效率低、测量人员和设备投入大等问题。目前，超长距离北斗高精度卫星定位接收机已成功在九江快速路项目（一期）一标段应用。
空中“造楼机”解放建筑工人双手
除了在精确度方面倍下苦功，我国还将科技的触角延伸到了摩天大楼建造施工全过程。过去，摩天大楼的建造都是靠建筑工人的双手完成的，每当完成一层楼施工，传统方式是将外围的爬架“加高”，同时拆除铝模板等材料，再通过人工搬运或塔吊运往新楼层，耗时费力。
而如今，先进技术可将施工所用材料和设备可以一键“搭电梯”去往新楼层，真正实现“危楼高百尺，手可摘星辰”的梦幻场景。这背后，依靠的便是我国自主研发的“空中造楼机”。
一台造楼机相当于一个可移动的“建造工厂”，它提供全封闭的作业空间，既有施工作业层，又有工具房和控制室。在这里面，结构安装、钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等几大环节可以同步施工、接续完成，直到下一次顶升
那么，“空中造楼机”的工作原理是什么？事实上，这就可以理解为把造楼需要的材料、设备、人员等整合到一个智能集成化平台上，工程团队直接在造楼机内部建楼，平台可随着大楼不断爬升，在几百米高空同样能高效运转。同时，造楼机与楼体通过一个个提前布好的支点连接，其搭载了可承载力达数千吨的新一代智能顶模系统，新的楼层建造完成后，该系统会将造楼机和所有装备往上抬升。造楼所需材料也会垂直运输上去，随着造楼机的爬升，各项工艺逐层进行，从下到上形成工厂流水线，让百米高空的建筑施工作业如履平地。
在保证安全可靠基础上，空中“造楼机”可大大缩减工期，使用最新一代“空中造楼机”能减少30%工作人员，同时将功效提高50%。此外，其搭载的多层平台还可以集成各种建造机器人，比如AGV、3D打印布料机、悬挂机械臂抓取机器人、测量定位机器人、地面抹平机器人，实现模块化建造，目前已应用在房建、基础设施、能源建造等工程中。
“空中造楼机”等智能设备的应用，是我国建筑业向工业化、智能化、数字化发展转型的缩影。未来，我国建筑业的创新发展依旧需要政府、企业、研究机构和社会各界的共同努力。只有通过技术创新、数据共享、人才培养、政策支持、产业链整合等多方面的综合推动，才能够实现智能建造在建筑行业的广泛应用，为社会经济发展注入新的动力。
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原标题：《摩天大楼建筑热潮兴起 安全管理成为共同焦点 ”黑科技”为超高层建筑“问诊把脉”》
