探讨如何运用GPS系统提高施工测量的精度和效率

□何宝瑞（河南省山河宾馆有限责任公司）

1 工程概况

南水北调中线工程辉县段第七施工标段，本标段设计桩号为Ⅳ108+000～Ⅳ115+900，标段长度7.90 km，渠道过水断面呈梯形，设计底宽为20～15.50m，堤顶宽5m。渠道边坡系数为1:2,设计纵坡为1/20000～1/28000。标段内共有各种建筑物16座，其中:河渠交叉建筑2座，节制闸、退水闸各1座，左岸排水建筑2座，分水闸1座，公路桥7座，生产桥2座。主要工程量有土石方开挖431万m3、土石方回填75万m3、混凝土浇筑16.10万m3、钢筋制作安装9134 t、砌石2.77万m3。南水北调工程在施工测量过程中，主要存在的难题是，施工战线长，施工作业面多，工程量大，施工强度高，测量精度要求高，外部环境复杂。另外就是工程大部分征地拆迁设计多个村庄，为了尽量减少征地，采用GPS定位系统测量技术是个很经济合理的选择。

2 控制测量

2.1 测量控制点选取

要想把控制测量搞好，首先就要解决测量控制点的选取。测量控制点的选取主要是根据工程分布情况及现场情况进行选点。考虑到GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，以及尽量减少对土地的占用，选点时应考虑：每个点最好与某一点通视，以便后续测量工作中的使用。测量控制点的选取上也是有要求的，首先在测量控制点周围高度角15°以上不得有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；其次测量控制点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；再次测量控制点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；最后在选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。并做好保护，一般都是浇筑混凝土墩，用油漆写上桩号标识。

2.2 学习测量RTK原理，并绘制作业流程图

为了更好的使用GPS系统进行测设，针对仪器的操作要点及GPS-RTK的原理进行了培训，特邀中海达集团的专业技术人员，对测量人员进行培训，并现场测设、多次复核，使专业技术人员透彻的了解RTK的测量原理，为以后传帮带做好准备，并为开拓GPS测量方法提供技术支持。同时不定期组织测量人员进行学习，以便提高专业技能。通过详细阅读仪器使用说明书，并根据平面控制测量的特点以及测设实验中所遇到的一些问题，编制了GPS-RTK作业流程：基准站选择→参数转换→基准站设置（包括仪器架设、初始化测量、无线电台链接）→利用手薄输入基准站平面坐标及转换参→流动站上已知点进行检核测量→流动站进行施工测量→流动站观测中或结束后上已知点再次进行检核→出成果。

2.3 基准站选择及装备GPRS手机卡

经过多次现场勘测，找出接收信号较好，场地开阔的地方设立基准站，基站用混凝土浇筑成固定装置。固定装置采用底面为1m×1m，顶面0.40m×0.40m，高1.50m的砖砌结构，顶部预埋GPS基站固定装置。通过静态观测确定固定基站的坐标，这样在测设时无需多次架设。购买中国移动GPRS上网卡3张，分别装在1个基站、2个移动站内。通过设置后，RTK测量时，移动站通过无线数据与基站有效连接。

2.4 优化计算转换参数

利用平面控制测量观测数据，加入选定的基准站。通过中海达公司配套软件，反复测量、计算与校核，优化出计算转换参数-布尔莎7参数。此参数包含3个平移参数、3个旋移参数，1个尺度参数，具体参数如下：

转换模型：布尔莎7参数

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

通过在已知5点上的9次校核（制出校核表）,其中最大点位误差为1.80 cm。

3 测量效果显著

采用GPS定位系统，通过静态观测进行工程平面控制网布设，有效提高了施测精度，最低点位误差<2 cm。然后根据这些布设进行渠道原始地面断面测量，按每20m一个断面进行观测。交付的渠道永久占地2.50 km，测量精度达到1.60 cm，比原计划采用的全站仪进行控制测量和断面测量提前20 d，原本需要16个测量人员才能完成的测设，现在8个人就可以完成，大大提高了效率。

4 结束语

GPS系统定位测设，因其准确快速，较少多次导点，受到青睐，不仅仅在平面布设，施工测量领域广泛运用，在其他领域也有非常广阔的发展前景。GPS系统在施工中能达到较高的精度和较快的进度，但是如何恰到好处的运用，是施工需要努力解决的首要问题。在施工中不断总结经验，不断提高工作效率，以便更好的完成业主交付的任务，更好的服务于社会。