GPS測量技術在湘江學校項目中的應用

劉峰俊

摘 要：隨著建筑工程的飛躍式發(fā)展，測量放樣及測設工作在施工全周期內的作用越來越明顯，定位放線的精準與否對工程質量、工程工期及工程驗收移交等都有較大的影響。在工程測量中運用GPS測量技術，不僅能夠提高工作效率，而且能夠使測量數據更加精確，隨著工程施工技術的快速發(fā)展，基于GPS的RTK測量技術在工程測量中運用會越來越廣泛。

關鍵詞：GPS 測量技術；工程測量；應用

中圖分類號：O329? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0085-03

1 工程概況

湘江學校是大澤湖·海歸小鎮(zhèn)先行啟動的一所九年一貫制學校，東至瀟湘北路，西至雅旺路，南至對家塘路，北至南塘路。項目總用地面積92 738.25 m2（合139.11畝），凈用地面積64 892.07 m2（合97.34畝），總建筑面積67 798.59 m2。

擬定項目規(guī)模為72班，其中小學48班，初中24班，可容納學生人數3 360人，規(guī)劃有門衛(wèi)室、教學樓、藝術綜合樓、食堂體育館、地下室、運動場及相關配套設施。地上總建筑面積45 931.46 m2，地下總建筑面積21 966.20 m2。建筑規(guī)劃高度23.5 m。本工程為多層建筑，建筑設計使用年限50年，藝術綜合樓是框剪結構，其余全部是框架結構。

2GPS測量技術介紹

GPS測量是利用兩臺GPS接收機接受空間軌道上4顆以上GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波信號，通過一定的計算方法，求出兩臺GPS接收機天線相位中心的距離，從而計算出三維坐標?；贕PS的RTK測量技術用 GPS進行點位放樣同全站儀放樣相同，都是必須有2個以上的控制點。傳統全站儀放樣三個控制點之間必須通視，而 GPS可在不通視的情況下進行點位的放樣，這是全站儀放樣無法實現的。

和全站儀測量放樣相比較，采用基于GPS的RTK測量技術具有以下優(yōu)點[1]：①定位精度高；②觀測時間短；③測站間無需通視；④可同時測量三維坐標；⑤操作簡單；⑥可全天候作業(yè)。

3 準備工作

3.1 施工測量的前期準備工作

資料準備要在項目工程測量工作實施前，搜集分析整理與項目測量工作相關的資料，包括建設單位提供的測量控制點相關資料、工程地質勘察報告、施工圖及相關變更文件、長沙大澤湖湘江學校測量施工方案、現場管線布置及建筑物、臨建設施的相關資料。

測量儀器及工器具配置需要在項目開工前按照要求對測量儀器進行檢定和校正，確保精度滿足使用要求。本項目所使用的測量儀器設備如表1所示。

3.2 GPS測量控制網的布設要求

具體有以下5點：①根據GPS接收機種類和數量、項目現場地形、控制精度要求以及已有測量資料進行綜合布設。②首級網布設時，應聯測2個以上高等級國家控制點或地方坐標系的高等級控制點。③如采用GPS進行控制網布設，而后期采用全站儀進行測繪放樣，則在控制網的布設中應顧及控制點的分布及位置，以便后期全站儀測繪放樣。④控制點應選在開闊地帶，控制點周圍不應有干擾接收衛(wèi)星信號的干擾源或強烈反射衛(wèi)星信號的物體。⑤充分利用符合要求的原有控制點。

3.3 控制點的復測

根據《長沙市望城區(qū)國信測繪有限公司》提供的坐標、高程控制點，湘江學校坐標控制點信息如表2所示。

控制點平面布置如圖1所示。經過項目復核，控制點點位精度滿足控制要求，建設單位提供的坐標控制點I1、I2、I3滿足湘江學校測量放線要求。

3.4 建立各樓施工定位控制網

根據項目的建設要求及結合施工現場的具體情況，利用通過規(guī)劃審核通過的總平面布置圖，布設各樓棟的軸線控制點，并通過軸線控制點，進行各樓棟的平面控制，1#、2#樓棟控制網如圖2所示。

4 放樣步驟

4.1 基準站部分

在基準站點上架設好基座支架，然后將基站主機用連接器安裝在基座之上，基準站架設點可以架在已知點或未知點上[2]，這兩種架法都可以使用，僅校正參數時操作步驟有所差異。

安置發(fā)射天線和電臺，將天線用連接器安裝在另一腳架上，將電臺安放在腳架的一側，然后用電源電纜將主機、電臺和蓄電池接好，在操作過程中應注意主機和電臺上的接口一一對應。

打開主機，如用內置電臺，主機上的提示燈規(guī)律性地每秒鐘閃1次，表明基準站開始正常工作。如用外掛大電臺，電臺上的提示燈規(guī)律性地每秒鐘閃1次，表明基準站開始正常工作。

4.2 移動站部分

4.2.1 移動站安裝

將移動站主機連接在手持對中桿上，將手簿固定在對中桿便于操作的位置，并將手簿的天線安裝完畢。

4.2.2 主機與手簿操作

輕按主機電源鍵，主機自動進行初始化和搜索衛(wèi)星，當主機上的指示燈開始１s閃１次，此時表明主機已接受到基準站信號。按住操作手簿2s，便可打開手簿。

4.2.3 手簿軟件操作

雙擊手簿桌面上“工程之星”軟件圖標，啟動“工程之星”軟件。

啟動軟件后，軟件通過藍牙方式自動和主機連通。如果未自動連接，則可通過手動步驟連接主機，具體步驟為：設置→連接儀器→選中“輸入端口：0”→點擊“連接”。

軟件和主機連接成功后，主機會自動匹配基準站發(fā)射時使用的頻道。如果自動搜頻成功，則軟件主界面左上角會有差分信號在閃動，并在左上角有相應的數字顯示，數字應和電臺上顯示的數字相同。如果自動搜索不成功，可通過手動步驟連接基準站，具體步驟為：設置→電臺設置→在“切換通道號”后選擇與基準站電臺相同的通道→點擊“切換”即可[3]。

主機和基準站連接成功后，在手簿上點擊“新建工程”選項，完善工程相關信息，最后點擊“確定”，工程新建完畢。

4.3 控制點進行校正

GPS點位校正可利用校正向導進行校正，分為基準站架在已知點上和基準站架在未知點上兩種情況。

基準站架在已知點上，可使用“基準站架設在已知點”功能，輸入已知點的三維坐標信息，然后點擊“校正”，然后根據提示信息進行進一步操作，檢查符合要求后單擊“確定”按鈕則完成點的校正工作。

基準站架在未知點上，選擇“基準站架設在未知點”功能，輸入當前移動站的三維坐標信息，然后將移動站放置在已知點上點擊“校正”便完成校正工作。

4.4 采集數據或放樣

4.4.1 采集數據

其步驟如下：在手簿上點擊碎部測量→將對中桿對立在需測的點上，在坐標采集頁面輸入點名，儀器高等消息，然后點擊采集按鍵，進入坐標保存頁面→完成該點數據采集。采集完成后，可以在手簿上查看所采集的所有測量點坐標信息，也可以對采集的點進行編輯修改屬性等。

4.4.2 點放樣

其步驟如下：手簿上點擊測量→選擇點放樣→在放樣界面輸入待放樣點的坐標數據，點擊確定→根據手簿界面提示，待誤差滿足項目放樣點精度要求時，放木樁→完成該點放樣工作。

利用南方S12RTK放樣完畢后，需用鋼尺對放樣點位的精度進行復核，允許偏差如表3所示。

4.5 數據傳輸

通過外置存儲卡將手簿中的數據傳出到電腦上，將數據卡安放在手簿中，在“工程之星”軟件中選擇“文件輸出”，選擇要輸出的文件，然后輸入一個文件名，最后點轉換，手簿上提示轉換成功之后，退出工程之星，然后將數據卡中的數據拷入電腦桌。

也可通過數據線將手簿與電腦連接，傳輸手簿中的數據至電腦端。

5 注意事項

GPS測量結果的精度，取決于多方面因素的影響，在施工過程中，應注意以下事項。

第一，測量需要讓建設單位提交測量控制點，原則上不少于3個，對3個點進行聯測后能復核出控制點偏差情況。

第二，基準站架設選擇。基準站架設位置選擇主要看周圍是否環(huán)境開闊，是否有池塘、河流、湖泊等大面積水源，是否有大功率的發(fā)射設備，比如移動或者電信的基站，地形海拔高度等多方面因素。基準站架設還要考慮電臺的信號是否能覆蓋整個測區(qū)，會不會有建筑物或者植物遮擋信號等。

第三，基準站用外掛電臺時，基準站要設置成外置模式，基準站不需放入鋰電池。接線的順序是外掛電臺先接上天線，將基準站接上電源線，電臺接上電源線，電源線和外掛電臺天線全部接好后再通電，然后基準站和外掛電臺開機。

6結束語

通過長沙大澤湖湘江學校學校項目RTK的運用，其高度的集成化和易操作性使其工作效率是傳統全站儀的2～3倍，且節(jié)約人工，使工程測量變得簡單且高效。RTK測量技術在以后工程測量中應當被廣泛運用，從而使我國工程測量技術向著更有利的方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 方劍峰.關于GPS-RTK技術在工程測量中的應用思考[J].建材與飾，2020（19）：242+244.

[2] 蔣愛山.GPS-RTK技術在工程測量中的應用[J].科技資訊，2019，17（32）：50-51.

[3] 任康偉.GPS-RTK測量在公路勘察設計中的應用[J].科學之友，2012（17）：44.