基于GPS在大型土石方工程測量中的應用

杜亮

貴州交通職業技術學院

基于GPS在大型土石方工程測量中的應用

杜亮

貴州交通職業技術學院

基于當前我國社會經濟高速發展的大背景之下，各項基礎建設事業也取得了巨大的發展與進步，對于GPS技術的應用也愈發廣泛。尤其是在大型工程項目的土石方測量中GPS技術作用價值巨大。本文簡要介紹了GPS的應用原理，而后就GPS技術在土石方工程測量中的具體應用情況展開了深入探究，旨在為有關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；應用

GPS技術誕生于上世紀70年代美國的軍用衛星通訊技術，在歷經了無數次的技術更迭與發展，現已成為在全球范圍內應用最為廣泛的一種衛星定位系統。在傳統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備來開展測量作業，而隨著當前社會經濟的快速發展各種大型工程施工項目越來越多，傳統工程測量儀器已經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。對此，本文就對GPS在大型土石方工程測量中的應用進行了分析。

一、GPS系統概述

全球定位系統（Global Postitioning System，GPS）是通過衛星定位，在全球范圍內開展全天候24h的定位、導航服務，其有著高精度、高效率的優勢特點，通過對GPS技術的應用實現了對地球社會信息化水平的大幅度提升，極大的促進了數字經濟的快速發展。GPS技術現已在工程測量領域內得到了大規模的推廣應用，尤其是在野外作業方面應用廣泛，GPS技術在工程測量中的應用主要就包括了靜態與動態兩種定位應用，現具體分析如下：

（1）靜態定位應用。靜態定位即為需用到不少于2臺接收設備來實現對衛星信號的接收，而后再針對有關數據信息進行處置，對各控制點的三維立體坐標予以精準計算處理，同時依據其中一點坐標位置來計算出另一點的坐標所在，靜態定位技術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用。例如各種位移監測、定位測量、涵洞隧道定位等。

（2）動態定位應用。動態測量技術便是通過應用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參數進行準確測量。通過安裝于運動載體之上的GPS接收設備來測取GPS信號接收設備天線位置，即為動態定位。動態GPS定位技術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，施工山坡處依據設計標準規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用

（一）GPS測量應用

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，可在控制測量作業過程中應用GPS技術開展導線網測量并做好平差處理，充分應用GPS動態放樣，如此一來不但能夠大幅度縮短測量時間，同時還可實現對測量精度的有效保障。通過對GPS測量技術的應用為本次山體缺口綜合治理工程奠定了堅實的基礎。

（二）GPS測量特點

GPS測量技術有著十分顯著的優勢特性，現將之具體概括如下：

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

（2）各測量站點之間無需做到完全通視，鑒于GPS定位測量技術是通過多臺GPS接受設備同步針對太空衛星予以觀測，并由此來得到各接收設備之間的基線向量，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測量技術在這一方面優勢顯著。

（4）所需花費的測量時間相對較短，在開展快速化的靜態定位測量作業時，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分鐘內便可完成；同時動態定測測量流動站出發時在觀測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。經大量的實踐檢驗表明，GPS技術的有著較高的定位精度，現已實現單機導航精度能夠達到10m以內，綜合定位精度能夠達到厘米甚至是毫米級別，一般在民用領域內所開放應用的精度基本在10m左右。將GPS測量技術應用與工程精密測量定位作業中，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接收設備的持續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，測量人員僅需裝設開關設備、量取設備高程以及對儀器工作狀態進行監視即可。

結束語

總而言之，隨著當前我國建筑工程行業的快速發展，對于測量精度也提出了更高的標準要求，對于GPS技術的應用也愈發普遍，其所具備的優勢價值是傳統測量設備所無可比擬的。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技術均可提供高效、準確的定位服務。隨著當前靜態與動態兩種GPS定位技術的日漸完備，相信在不久的將來，GPS技術必將擁有更加廣闊的市場前景。

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