RTK測量結合CASS軟件在土石方施工中的應用

邱麗旭

摘 要：本文主要探討利用先進的移動GPS-RTK測量技術和南方測繪CASS繪圖軟件相結合，研究其在鐵路、公路等工程領域里土石方施工中的應用。并主要研究探討RTK測量技術及數據的輸出整理和格式轉化、CASS軟件DTM法的三角網繪圖、采用DTM法在土石方填挖平衡時對比設計等這些新技術的結合和實際應用前景，結合工程實例得出通過此技術的采用，不僅可以大大縮短建設施工周期，還保護了環境，既能大量節約工程施工中的人力物力，還創造出更多的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：RTK測量 CASS繪圖 DTM法

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0022-02

Abstract：This paper mainly discusses the application of advanced mobile GPS-RTK surveying technology and southern surveying and mapping CASS drawing software to study its application in earthwork construction in railway， highway and other engineering fields. And a major study on RTK measurement technology and data collection and output format conversion， CASS software DTM trigonometry， using DTM method to cut and fill balance when comparing these new technologies in the design of rock combination and application， combined with the engineering example is obtained by using this technology， not only can greatly shorten the construction cycle， protect the environment， can a lot of construction in the manpower saving， but also create more economic and social benefits.

Key Words：RTK measurement； CASS mapping software； DTM method

目前鐵路、公路等工程的土石方施工中，采用傳統的測量方法面臨著工程量大、占用技術人員多、耗費時間長等問題。隨著GPS動態RTK技術和測繪CASS軟件技術的快速發展，為我們土方測量和填挖平衡設計工作帶來更多的選擇和方法[1]，本文結合長株潭城際鐵路長沙理工大學特大橋拌合站的設計及土方施工，對利用RTK測量技術結合CASS軟件在土石方施工中的應用進行了探討。

1 利用RTK測量原地面數據

長沙理工大學特大橋拌合站選擇在芙蓉南路右側和靠近特大橋中間，建設拌合站、鋼筋加工場及臨時施工駐地。此處為一“Y”型山間盆地，場地地形變化起伏較大，需要對山體進行開挖并利用開挖土來填平坑塘。

GPS RTK測量技術是以載波相位觀測值為根據的實時差分測量技術[2]，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度，可滿足施工精度需要。

根據實際場地，我們建立一個臨時坐標系，首先將GPS基站架設在的控制點上，連接好基站和流動站后進行控制點的校正，滿足精度要求后，采用GPS-RTK測量模式，用電子手簿進行地形數據的自動采集和記錄。用方格網法按10m的間距進行數據采集，在溝坎、塘等地形變化較大位置按5m間距加密采集，共采集了178個坐標和高程點，并繪制了地形草圖，方便下一步根據測量結果對場地整平及拌合站布置提供優化設計依據。

2 CASS軟件繪圖

CASS軟件是基于AutoCAD平臺開發的一套集地形、地籍、空間數據建庫、工程應用、土石方計算等功能為一體的軟件系統，CASS系統提供了方格法、DTM法、等高線法和斷面法等豐富的土方計算方法，CASS系統具體自動生成圖形，界面直觀，計算準確等特點。

2.1 數據處理

考慮到平整場地時的土方填挖平衡設計計算，我們采用了DTM法。先要把GPS-RTK采集的測量數據導到電腦里，并對測量數據進行處理，將點名稱、X、Y、H合并為一個單元格數據，下面以72～74號點為例：

72 "，，" 40.093 "，"73.438 "，" 0.795

73 "，，" 48.433 "，"72.776 "，" 0.115

74 "，，" 57.52 "，" 74.804 "，" 0.362。

特別注意是數據處理一定要在.txt文件格式里進行，處理完成后保存時后綴名稱.txt改為后綴名稱.dat格式文件。

2.2 展點繪圖

打開CASS系統軟件，點擊“繪圖處理菜單/展高程點”命令，選擇.dat后綴格式文件，這樣采集的數據就可以展到CASS軟件里了[3]。點擊“等高線/建立DTM”命令，將數據點生成三角網（見圖1）。通過展點繪圖可以查詢到最高點為15.15m，最低點-3.13m，面積為26768.17m2。

3 拌合站的平面設計

因為有了拌合站場地的地形圖，我們就可以根據地形狀況和需求功能設計拌合站及臨時駐地的平面圖，從節約資金及環保方面考慮，場區平整時要充分考慮土石方調配平衡，充分利用場區及挖坡區域土石方資源，以節省工程造價[3]。據此我們圍繞拌合站為中心進行設計，依坡勢建立四級臺階。經過精心設計只需23545m2，減少臨時用地3222m2，節約資金18萬元。

4 利用CASS軟件對大臨土地平整設計及計算

由DTM模型來計算土方量是根據實地測量的地面點坐標（X、Y、Z）和設計高程，通過生成三角網來計算每一個三棱錐的填挖方量，最后累計到指定范圍內的填方和挖方的土方量，并繪出填挖分界線。把拌合站、存料區、鋼筋加工區和生活辦公區等4個功能區設計平面圖合并到已繪制的地形圖上。為盡量減少土石方工程量，所以也據此設計了4個高程。用鼠標點取“工程應用”菜單下“DTM法土方計算”子菜單中的“依圖上的三角網計算”，輸入平整的目標高程，然后在圖上選取三角網，回車后屏幕上就顯示填挖方量，同時圖上會繪出所分析的三角網、填挖方的分界線。

據此方法逐步進行高度對應填挖土方量進行比選，最終確定各個功能區的高差。材料場和拌合站為第一臺階，高差為1.12m，拌合站和鋼筋加工場為第二臺階高差0.76m，鋼筋加工場和辦公生活區為第三個臺階高0.83m。設計高差精確到cm，每1cm可影響土方236m3的填挖。經過優化計算，大臨施工減少了70800m3的開挖，提前17天完成了拌合站及其他臨建建設。

5 結語

GPS-RTK測量技術，可快速采集數據，不受距離、場地等限制，沒有誤差累積；CASS軟件系統可自動繪制出填挖平衡線，而且可以采集填挖平衡線上的點位坐標，現場進行放樣，便于施工[4]。采用RTK測量結合CASS軟件技術進行場地平整設計，計算土石方工程量簡單、快捷、計算準確，不但提高了施工效率，而且經濟效益明顯，值得在其他土石方開挖施工中推廣應用。

參考文獻

[1] 盧耀方.利用RTK技術和南方CASS軟件測量和計算路基土方工程量方法的解析[J].甘肅科技，2016（12）：67-68.

[2] 高秀娟，應用GPS RTK進行公路土方工程測量及計算[J].黑龍江科技信息，2010（34）：20.

[3] 蔡劍波，羅勝.深圳某工廠土方平衡工程設計實例分析[J].市政技術，2010（5）：130-132.

[4] 張本平.基于全站儀和CASS軟件的土石方量計算[J].科技創新導報，2011（23）：120-122.