探討如何運用GPS系統提高施工測量的精度和效率

□何寶瑞（河南省山河賓館有限責任公司）

1 工程概況

南水北調中線工程輝縣段第七施工標段，本標段設計樁號為Ⅳ108+000～Ⅳ115+900，標段長度7.90 km，渠道過水斷面呈梯形，設計底寬為20～15.50m，堤頂寬5m。渠道邊坡系數為1:2,設計縱坡為1/20000～1/28000。標段內共有各種建筑物16座，其中:河渠交叉建筑2座，節制閘、退水閘各1座，左岸排水建筑2座，分水閘1座，公路橋7座，生產橋2座。主要工程量有土石方開挖431萬m3、土石方回填75萬m3、混凝土澆筑16.10萬m3、鋼筋制作安裝9134 t、砌石2.77萬m3。南水北調工程在施工測量過程中，主要存在的難題是，施工戰線長，施工作業面多，工程量大，施工強度高，測量精度要求高，外部環境復雜。另外就是工程大部分征地拆遷設計多個村莊，為了盡量減少征地，采用GPS定位系統測量技術是個很經濟合理的選擇。

2 控制測量

2.1 測量控制點選取

要想把控制測量搞好，首先就要解決測量控制點的選取。測量控制點的選取主要是根據工程分布情況及現場情況進行選點。考慮到GPS測量的特殊性，并顧及后續測量，以及盡量減少對土地的占用，選點時應考慮：每個點最好與某一點通視，以便后續測量工作中的使用。測量控制點的選取上也是有要求的，首先在測量控制點周圍高度角15°以上不得有障礙物，以免信號被遮擋或吸收；其次測量控制點位要遠離大功率無線電發射源、高壓電線等，以免電磁場對信號的干擾；再次測量控制點位應選在視野開闊、交通方便、有利擴展、易于保存的地方，以便觀測和日后使用；最后在選點結束后，按要求埋設標石，并填寫點之記。并做好保護，一般都是澆筑混凝土墩，用油漆寫上樁號標識。

2.2 學習測量RTK原理，并繪制作業流程圖

為了更好的使用GPS系統進行測設，針對儀器的操作要點及GPS-RTK的原理進行了培訓，特邀中海達集團的專業技術人員，對測量人員進行培訓，并現場測設、多次復核，使專業技術人員透徹的了解RTK的測量原理，為以后傳幫帶做好準備，并為開拓GPS測量方法提供技術支持。同時不定期組織測量人員進行學習，以便提高專業技能。通過詳細閱讀儀器使用說明書，并根據平面控制測量的特點以及測設實驗中所遇到的一些問題，編制了GPS-RTK作業流程：基準站選擇→參數轉換→基準站設置（包括儀器架設、初始化測量、無線電臺鏈接）→利用手薄輸入基準站平面坐標及轉換參→流動站上已知點進行檢核測量→流動站進行施工測量→流動站觀測中或結束后上已知點再次進行檢核→出成果。

2.3 基準站選擇及裝備GPRS手機卡

經過多次現場勘測，找出接收信號較好，場地開闊的地方設立基準站，基站用混凝土澆筑成固定裝置。固定裝置采用底面為1m×1m，頂面0.40m×0.40m，高1.50m的磚砌結構，頂部預埋GPS基站固定裝置。通過靜態觀測確定固定基站的坐標，這樣在測設時無需多次架設。購買中國移動GPRS上網卡3張，分別裝在1個基站、2個移動站內。通過設置后，RTK測量時，移動站通過無線數據與基站有效連接。

2.4 優化計算轉換參數

利用平面控制測量觀測數據，加入選定的基準站。通過中海達公司配套軟件，反復測量、計算與校核，優化出計算轉換參數-布爾莎7參數。此參數包含3個平移參數、3個旋移參數，1個尺度參數，具體參數如下：

轉換模型：布爾莎7參數

DX(m)=68.496663

DY(m)=393.144868

DZ(m)=-213.056655

WX(弧度)=-0.0000579466(s)=-11.95234

WY(弧度)=-0.0000030690(s)=-0.63303

WZ(弧度)=-0.0000178174(s)=-3.67510

K=-0.000003163958(ppm)=-3.163958

通過在已知5點上的9次校核（制出校核表）,其中最大點位誤差為1.80 cm。

3 測量效果顯著

采用GPS定位系統，通過靜態觀測進行工程平面控制網布設，有效提高了施測精度，最低點位誤差<2 cm。然后根據這些布設進行渠道原始地面斷面測量，按每20m一個斷面進行觀測。交付的渠道永久占地2.50 km，測量精度達到1.60 cm，比原計劃采用的全站儀進行控制測量和斷面測量提前20 d，原本需要16個測量人員才能完成的測設，現在8個人就可以完成，大大提高了效率。

4 結束語

GPS系統定位測設，因其準確快速，較少多次導點，受到青睞，不僅僅在平面布設，施工測量領域廣泛運用，在其他領域也有非常廣闊的發展前景。GPS系統在施工中能達到較高的精度和較快的進度，但是如何恰到好處的運用，是施工需要努力解決的首要問題。在施工中不斷總結經驗，不斷提高工作效率，以便更好的完成業主交付的任務，更好的服務于社會。