杜亮

貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于GPS在大型土石方工程測量中的應(yīng)用

杜亮

貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于當前我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的大背景之下，各項基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)也取得了巨大的發(fā)展與進步，對于GPS技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。尤其是在大型工程項目的土石方測量中GPS技術(shù)作用價值巨大。本文簡要介紹了GPS的應(yīng)用原理，而后就GPS技術(shù)在土石方工程測量中的具體應(yīng)用情況展開了深入探究，旨在為有關(guān)的大型土石方工程測量提供一些有價值的參考。

GPS；土石方工程；工程測量；應(yīng)用

GPS技術(shù)誕生于上世紀70年代美國的軍用衛(wèi)星通訊技術(shù)，在歷經(jīng)了無數(shù)次的技術(shù)更迭與發(fā)展，現(xiàn)已成為在全球范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的工程測量過程中主要是以全站儀、水準儀與測距器等儀器設(shè)備來開展測量作業(yè)，而隨著當前社會經(jīng)濟的快速發(fā)展各種大型工程施工項目越來越多，傳統(tǒng)工程測量儀器已經(jīng)難以滿足于高精度的測量要求，取而代之的則是具有高效率、高精度的GPS測量技術(shù)。對此，本文就對GPS在大型土石方工程測量中的應(yīng)用進行了分析。

一、GPS系統(tǒng)概述

全球定位系統(tǒng)（Global Postitioning System，GPS）是通過衛(wèi)星定位，在全球范圍內(nèi)開展全天候24h的定位、導(dǎo)航服務(wù)，其有著高精度、高效率的優(yōu)勢特點，通過對GPS技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了對地球社會信息化水平的大幅度提升，極大的促進了數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展。GPS技術(shù)現(xiàn)已在工程測量領(lǐng)域內(nèi)得到了大規(guī)模的推廣應(yīng)用，尤其是在野外作業(yè)方面應(yīng)用廣泛，GPS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用主要就包括了靜態(tài)與動態(tài)兩種定位應(yīng)用，現(xiàn)具體分析如下：

（1）靜態(tài)定位應(yīng)用。靜態(tài)定位即為需用到不少于2臺接收設(shè)備來實現(xiàn)對衛(wèi)星信號的接收，而后再針對有關(guān)數(shù)據(jù)信息進行處置，對各控制點的三維立體坐標予以精準計算處理，同時依據(jù)其中一點坐標位置來計算出另一點的坐標所在，靜態(tài)定位技術(shù)在有著較高的定位精度水平，尤其是在野外工程測量當中有著十分廣泛的應(yīng)用。例如各種位移監(jiān)測、定位測量、涵洞隧道定位等。

（2）動態(tài)定位應(yīng)用。動態(tài)測量技術(shù)便是通過應(yīng)用GPS信號來針對運動目標相較于某參考系位置、時間、運動速度等各項狀態(tài)參數(shù)進行準確測量。通過安裝于運動載體之上的GPS接收設(shè)備來測取GPS信號接收設(shè)備天線位置，即為動態(tài)定位。動態(tài)GPS定位技術(shù)的通過將兩站點間的信號差別分別予以對比，再進行計算處理后獲得各流動站點實時性的位置移動與坐標情況。

二、工程概況

本文試以某山體缺口綜合治理工程為例展開研究，該工程項目所處位置為丘陵地帶，工程治理采取爆破開采圖石料實時回填施工，施工山坡處依據(jù)設(shè)計標準規(guī)劃要能夠被建為永久性邊坡，植被覆蓋率需達到80%以上，同時要建成護坡及排水溝渠，以實現(xiàn)對裸露山體的綜合治理。此工程項目山頂標高365.21m，底部標高55m，落差超過310m，綜合治理場地確定范圍面積35.26萬㎡。在整個工程項目施工過程中主要工程量包括：石方爆破開挖回填341萬m3，土方開挖回填117萬m3，光面預(yù)裂爆破8.7萬㎡排水溝33622m，綠化覆蓋面積15.76萬㎡。

三、GPS在土石方工程測量中的應(yīng)用

（一）GPS測量應(yīng)用

鑒于本次工程項目施工地形為丘陵地帶，高度落差超過310m，因此施工難度相對較大。若在此次工程測量中采取常規(guī)測量方法，則很難確保測量精度能夠滿足于標準要求，同時測量工作也將異常困難。對此，可在控制測量作業(yè)過程中應(yīng)用GPS技術(shù)開展導(dǎo)線網(wǎng)測量并做好平差處理，充分應(yīng)用GPS動態(tài)放樣，如此一來不但能夠大幅度縮短測量時間，同時還可實現(xiàn)對測量精度的有效保障。通過對GPS測量技術(shù)的應(yīng)用為本次山體缺口綜合治理工程奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（二）GPS測量特點

GPS測量技術(shù)有著十分顯著的優(yōu)勢特性，現(xiàn)將之具體概括如下：

（1）全天候24h不間斷作業(yè)施工，GPS觀測不會受制于氣候因素的限制影響，能夠確保測量作業(yè)的持續(xù)、平穩(wěn)進行。

（2）各測量站點之間無需做到完全通視，鑒于GPS定位測量技術(shù)是通過多臺GPS接受設(shè)備同步針對太空衛(wèi)星予以觀測，并由此來得到各接收設(shè)備之間的基線向量，因而各個測量點間無需達到完全通視效果。

（3）不僅能夠獲得一般性的二維平面坐標點，還可測出坐標位置高程，實現(xiàn)坐標測量的三維立體效果，GPS能夠同時對測量站點的三維立體坐標做到精準測定。而一般性的大地測量在進行平面與高程測量時需要用到不同的測量方法來分為兩次進行測量，操作起來十分繁瑣，GPS測量技術(shù)在這一方面優(yōu)勢顯著。

（4）所需花費的測量時間相對較短，在開展快速化的靜態(tài)定位測量作業(yè)時，若各流動站點和基準站點間隔距離＜15km，在流動站點中所需耗費的時間一般在2分鐘內(nèi)便可完成；同時動態(tài)定測測量流動站出發(fā)時在觀測2分鐘左右亦可達到精準定位效果，各個站點的觀測時間往往僅需幾秒便可完成對目標坐標點的觀測。

（5）高定位精確性。經(jīng)大量的實踐檢驗表明，GPS技術(shù)的有著較高的定位精度，現(xiàn)已實現(xiàn)單機導(dǎo)航精度能夠達到10m以內(nèi)，綜合定位精度能夠達到厘米甚至是毫米級別，一般在民用領(lǐng)域內(nèi)所開放應(yīng)用的精度基本在10m左右。將GPS測量技術(shù)應(yīng)用與工程精密測量定位作業(yè)中，1小時以上觀測解的平面位置誤差往往不足1mm。

（6）操作方法簡單。GPS接收設(shè)備的持續(xù)改進也在很大程度上促使GPS測量的自動化程度有了大幅度的提升。在單個測量站點當中，測量人員僅需裝設(shè)開關(guān)設(shè)備、量取設(shè)備高程以及對儀器工作狀態(tài)進行監(jiān)視即可。

結(jié)束語

總而言之，隨著當前我國建筑工程行業(yè)的快速發(fā)展，對于測量精度也提出了更高的標準要求，對于GPS技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)普遍，其所具備的優(yōu)勢價值是傳統(tǒng)測量設(shè)備所無可比擬的。不論是在大型橋梁工程施工亦或是對于誤差精度有著高標準要求的高級工程施工，GPS技術(shù)均可提供高效、準確的定位服務(wù)。隨著當前靜態(tài)與動態(tài)兩種GPS定位技術(shù)的日漸完備，相信在不久的將來，GPS技術(shù)必將擁有更加廣闊的市場前景。

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[4]龍運堅,董黎明.GPS-RTK在土石方工程中的應(yīng)用探討[J].中國科技縱橫,2013,(8).

杜亮（1981-），男，漢，湖北通城人，碩士研究生，講師，工程測量、滑坡監(jiān)測。