GPS測量技術(shù)在湘江學(xué)校項(xiàng)目中的應(yīng)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(shè)工作在施工全周期內(nèi)的作用越來越明顯，定位放線的精準(zhǔn)與否對工程質(zhì)量、工程工期及工程驗(yàn)收移交等都有較大的影響。在工程測量中運(yùn)用GPS測量技術(shù)，不僅能夠提高工作效率，而且能夠使測量數(shù)據(jù)更加精確，隨著工程施工技術(shù)的快速發(fā)展，基于GPS的RTK測量技術(shù)在工程測量中運(yùn)用會越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：GPS 測量技術(shù)；工程測量；應(yīng)用

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

1 工程概況

湘江學(xué)校是大澤湖·海歸小鎮(zhèn)先行啟動的一所九年一貫制學(xué)校，東至瀟湘北路，西至雅旺路，南至對家塘路，北至南塘路。項(xiàng)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(xiàng)目規(guī)模為72班，其中小學(xué)48班，初中24班，可容納學(xué)生人數(shù)3 360人，規(guī)劃有門衛(wèi)室、教學(xué)樓、藝術(shù)綜合樓、食堂體育館、地下室、運(yùn)動場及相關(guān)配套設(shè)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(shè)計(jì)使用年限50年，藝術(shù)綜合樓是框剪結(jié)構(gòu)，其余全部是框架結(jié)構(gòu)。

2GPS測量技術(shù)介紹

GPS測量是利用兩臺GPS接收機(jī)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(jì)算方法，求出兩臺GPS接收機(jī)天線相位中心的距離，從而計(jì)算出三維坐標(biāo)。基于GPS的RTK測量技術(shù)用 GPS進(jìn)行點(diǎn)位放樣同全站儀放樣相同，都是必須有2個以上的控制點(diǎn)。傳統(tǒng)全站儀放樣三個控制點(diǎn)之間必須通視，而 GPS可在不通視的情況下進(jìn)行點(diǎn)位的放樣，這是全站儀放樣無法實(shí)現(xiàn)的。

和全站儀測量放樣相比較，采用基于GPS的RTK測量技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)[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(biāo)；⑤操作簡單；⑥可全天候作業(yè)。

3 準(zhǔn)備工作

3.1 施工測量的前期準(zhǔn)備工作

資料準(zhǔn)備要在項(xiàng)目工程測量工作實(shí)施前，搜集分析整理與項(xiàng)目測量工作相關(guān)的資料，包括建設(shè)單位提供的測量控制點(diǎn)相關(guān)資料、工程地質(zhì)勘察報(bào)告、施工圖及相關(guān)變更文件、長沙大澤湖湘江學(xué)校測量施工方案、現(xiàn)場管線布置及建筑物、臨建設(shè)施的相關(guān)資料。

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

3.2 GPS測量控制網(wǎng)的布設(shè)要求

具體有以下5點(diǎn)：①根據(jù)GPS接收機(jī)種類和數(shù)量、項(xiàng)目現(xiàn)場地形、控制精度要求以及已有測量資料進(jìn)行綜合布設(shè)。②首級網(wǎng)布設(shè)時，應(yīng)聯(lián)測2個以上高等級國家控制點(diǎn)或地方坐標(biāo)系的高等級控制點(diǎn)。③如采用GPS進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)，而后期采用全站儀進(jìn)行測繪放樣，則在控制網(wǎng)的布設(shè)中應(yīng)顧及控制點(diǎn)的分布及位置，以便后期全站儀測繪放樣。④控制點(diǎn)應(yīng)選在開闊地帶，控制點(diǎn)周圍不應(yīng)有干擾接收衛(wèi)星信號的干擾源或強(qiáng)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(diǎn)。

3.3 控制點(diǎn)的復(fù)測

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

控制點(diǎn)平面布置如圖1所示。經(jīng)過項(xiàng)目復(fù)核，控制點(diǎn)點(diǎn)位精度滿足控制要求，建設(shè)單位提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)I1、I2、I3滿足湘江學(xué)校測量放線要求。

3.4 建立各樓施工定位控制網(wǎng)

根據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)要求及結(jié)合施工現(xiàn)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(shè)各樓棟的軸線控制點(diǎn)，并通過軸線控制點(diǎn)，進(jìn)行各樓棟的平面控制，1#、2#樓棟控制網(wǎng)如圖2所示。

4 放樣步驟

4.1 基準(zhǔn)站部分

在基準(zhǔn)站點(diǎn)上架設(shè)好基座支架，然后將基站主機(jī)用連接器安裝在基座之上，基準(zhǔn)站架設(shè)點(diǎn)可以架在已知點(diǎn)或未知點(diǎn)上[2]，這兩種架法都可以使用，僅校正參數(shù)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(cè)，然后用電源電纜將主機(jī)、電臺和蓄電池接好，在操作過程中應(yīng)注意主機(jī)和電臺上的接口一一對應(yīng)。

打開主機(jī)，如用內(nèi)置電臺，主機(jī)上的提示燈規(guī)律性地每秒鐘閃1次，表明基準(zhǔn)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(zhǔn)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(jī)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(jī)與手簿操作

輕按主機(jī)電源鍵，主機(jī)自動進(jìn)行初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)主機(jī)上的指示燈開始１s閃１次，此時表明主機(jī)已接受到基準(zhǔn)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(biāo)，啟動“工程之星”軟件。

啟動軟件后，軟件通過藍(lán)牙方式自動和主機(jī)連通。如果未自動連接，則可通過手動步驟連接主機(jī)，具體步驟為：設(shè)置→連接儀器→選中“輸入端口：0”→點(diǎn)擊“連接”。

軟件和主機(jī)連接成功后，主機(jī)會自動匹配基準(zhǔn)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(yīng)的數(shù)字顯示，數(shù)字應(yīng)和電臺上顯示的數(shù)字相同。如果自動搜索不成功，可通過手動步驟連接基準(zhǔn)站，具體步驟為：設(shè)置→電臺設(shè)置→在“切換通道號”后選擇與基準(zhǔn)站電臺相同的通道→點(diǎn)擊“切換”即可[3]。

主機(jī)和基準(zhǔn)站連接成功后，在手簿上點(diǎn)擊“新建工程”選項(xiàng)，完善工程相關(guān)信息，最后點(diǎn)擊“確定”，工程新建完畢。

4.3 控制點(diǎn)進(jìn)行校正

GPS點(diǎn)位校正可利用校正向?qū)нM(jìn)行校正，分為基準(zhǔn)站架在已知點(diǎn)上和基準(zhǔn)站架在未知點(diǎn)上兩種情況。

基準(zhǔn)站架在已知點(diǎn)上，可使用“基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)”功能，輸入已知點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，然后點(diǎn)擊“校正”，然后根據(jù)提示信息進(jìn)行進(jìn)一步操作，檢查符合要求后單擊“確定”按鈕則完成點(diǎn)的校正工作。

基準(zhǔn)站架在未知點(diǎn)上，選擇“基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)”功能，輸入當(dāng)前移動站的三維坐標(biāo)信息，然后將移動站放置在已知點(diǎn)上點(diǎn)擊“校正”便完成校正工作。

4.4 采集數(shù)據(jù)或放樣

4.4.1 采集數(shù)據(jù)

其步驟如下：在手簿上點(diǎn)擊碎部測量→將對中桿對立在需測的點(diǎn)上，在坐標(biāo)采集頁面輸入點(diǎn)名，儀器高等消息，然后點(diǎn)擊采集按鍵，進(jìn)入坐標(biāo)保存頁面→完成該點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。采集完成后，可以在手簿上查看所采集的所有測量點(diǎn)坐標(biāo)信息，也可以對采集的點(diǎn)進(jìn)行編輯修改屬性等。

4.4.2 點(diǎn)放樣

其步驟如下：手簿上點(diǎn)擊測量→選擇點(diǎn)放樣→在放樣界面輸入待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊確定→根據(jù)手簿界面提示，待誤差滿足項(xiàng)目放樣點(diǎn)精度要求時，放木樁→完成該點(diǎn)放樣工作。

利用南方S12RTK放樣完畢后，需用鋼尺對放樣點(diǎn)位的精度進(jìn)行復(fù)核，允許偏差如表3所示。

4.5 數(shù)據(jù)傳輸

通過外置存儲卡將手簿中的數(shù)據(jù)傳出到電腦上，將數(shù)據(jù)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(diǎn)轉(zhuǎn)換，手簿上提示轉(zhuǎn)換成功之后，退出工程之星，然后將數(shù)據(jù)卡中的數(shù)據(jù)拷入電腦桌。

也可通過數(shù)據(jù)線將手簿與電腦連接，傳輸手簿中的數(shù)據(jù)至電腦端。

5 注意事項(xiàng)

GPS測量結(jié)果的精度，取決于多方面因素的影響，在施工過程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

第一，測量需要讓建設(shè)單位提交測量控制點(diǎn)，原則上不少于3個，對3個點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測后能復(fù)核出控制點(diǎn)偏差情況。

第二，基準(zhǔn)站架設(shè)選擇?；鶞?zhǔn)站架設(shè)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(shè)備，比如移動或者電信的基站，地形海拔高度等多方面因素?；鶞?zhǔn)站架設(shè)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(zhǔn)站用外掛電臺時，基準(zhǔn)站要設(shè)置成外置模式，基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)站和外掛電臺開機(jī)。

6結(jié)束語

通過長沙大澤湖湘江學(xué)校學(xué)校項(xiàng)目RTK的運(yùn)用，其高度的集成化和易操作性使其工作效率是傳統(tǒng)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(shù)在以后工程測量中應(yīng)當(dāng)被廣泛運(yùn)用，從而使我國工程測量技術(shù)向著更有利的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 蔣愛山.GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)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(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友，2012（17）：44.