基于GPS在大型土石方工程测量中的应用

杜亮

贵州交通职业技术学院

基于GPS在大型土石方工程测量中的应用

杜亮

贵州交通职业技术学院

基于当前我国社会经济高速发展的大背景之下，各项基础建设事业也取得了巨大的发展与进步，对于GPS技术的应用也愈发广泛。尤其是在大型工程项目的土石方测量中GPS技术作用价值巨大。本文简要介绍了GPS的应用原理，而后就GPS技术在土石方工程测量中的具体应用情况展开了深入探究，旨在为有关的大型土石方工程测量提供一些有价值的参考。

GPS；土石方工程；工程测量；应用

GPS技术诞生于上世纪70年代美国的军用卫星通讯技术，在历经了无数次的技术更迭与发展，现已成为在全球范围内应用最为广泛的一种卫星定位系统。在传统的工程测量过程中主要是以全站仪、水准仪与测距器等仪器设备来开展测量作业，而随着当前社会经济的快速发展各种大型工程施工项目越来越多，传统工程测量仪器已经难以满足于高精度的测量要求，取而代之的则是具有高效率、高精度的GPS测量技术。对此，本文就对GPS在大型土石方工程测量中的应用进行了分析。

一、GPS系统概述

全球定位系统（Global Postitioning System，GPS）是通过卫星定位，在全球范围内开展全天候24h的定位、导航服务，其有着高精度、高效率的优势特点，通过对GPS技术的应用实现了对地球社会信息化水平的大幅度提升，极大的促进了数字经济的快速发展。GPS技术现已在工程测量领域内得到了大规模的推广应用，尤其是在野外作业方面应用广泛，GPS技术在工程测量中的应用主要就包括了静态与动态两种定位应用，现具体分析如下：

（1）静态定位应用。静态定位即为需用到不少于2台接收设备来实现对卫星信号的接收，而后再针对有关数据信息进行处置，对各控制点的三维立体坐标予以精准计算处理，同时依据其中一点坐标位置来计算出另一点的坐标所在，静态定位技术在有着较高的定位精度水平，尤其是在野外工程测量当中有着十分广泛的应用。例如各种位移监测、定位测量、涵洞隧道定位等。

（2）动态定位应用。动态测量技术便是通过应用GPS信号来针对运动目标相较于某参考系位置、时间、运动速度等各项状态参数进行准确测量。通过安装于运动载体之上的GPS接收设备来测取GPS信号接收设备天线位置，即为动态定位。动态GPS定位技术的通过将两站点间的信号差别分别予以对比，再进行计算处理后获得各流动站点实时性的位置移动与坐标情况。

二、工程概况

本文试以某山体缺口综合治理工程为例展开研究，该工程项目所处位置为丘陵地带，工程治理采取爆破开采图石料实时回填施工，施工山坡处依据设计标准规划要能够被建为永久性边坡，植被覆盖率需达到80%以上，同时要建成护坡及排水沟渠，以实现对裸露山体的综合治理。此工程项目山顶标高365.21m，底部标高55m，落差超过310m，综合治理场地确定范围面积35.26万㎡。在整个工程项目施工过程中主要工程量包括：石方爆破开挖回填341万m3，土方开挖回填117万m3，光面预裂爆破8.7万㎡排水沟33622m，绿化覆盖面积15.76万㎡。

三、GPS在土石方工程测量中的应用

（一）GPS测量应用

鉴于本次工程项目施工地形为丘陵地带，高度落差超过310m，因此施工难度相对较大。若在此次工程测量中采取常规测量方法，则很难确保测量精度能够满足于标准要求，同时测量工作也将异常困难。对此，可在控制测量作业过程中应用GPS技术开展导线网测量并做好平差处理，充分应用GPS动态放样，如此一来不但能够大幅度缩短测量时间，同时还可实现对测量精度的有效保障。通过对GPS测量技术的应用为本次山体缺口综合治理工程奠定了坚实的基础。

（二）GPS测量特点

GPS测量技术有着十分显著的优势特性，现将之具体概括如下：

（1）全天候24h不间断作业施工，GPS观测不会受制于气候因素的限制影响，能够确保测量作业的持续、平稳进行。

（2）各测量站点之间无需做到完全通视，鉴于GPS定位测量技术是通过多台GPS接受设备同步针对太空卫星予以观测，并由此来得到各接收设备之间的基线向量，因而各个测量点间无需达到完全通视效果。

（3）不仅能够获得一般性的二维平面坐标点，还可测出坐标位置高程，实现坐标测量的三维立体效果，GPS能够同时对测量站点的三维立体坐标做到精准测定。而一般性的大地测量在进行平面与高程测量时需要用到不同的测量方法来分为两次进行测量，操作起来十分繁琐，GPS测量技术在这一方面优势显著。

（4）所需花费的测量时间相对较短，在开展快速化的静态定位测量作业时，若各流动站点和基准站点间隔距离＜15km，在流动站点中所需耗费的时间一般在2分钟内便可完成；同时动态定测测量流动站出发时在观测2分钟左右亦可达到精准定位效果，各个站点的观测时间往往仅需几秒便可完成对目标坐标点的观测。

（5）高定位精确性。经大量的实践检验表明，GPS技术的有着较高的定位精度，现已实现单机导航精度能够达到10m以内，综合定位精度能够达到厘米甚至是毫米级别，一般在民用领域内所开放应用的精度基本在10m左右。将GPS测量技术应用与工程精密测量定位作业中，1小时以上观测解的平面位置误差往往不足1mm。

（6）操作方法简单。GPS接收设备的持续改进也在很大程度上促使GPS测量的自动化程度有了大幅度的提升。在单个测量站点当中，测量人员仅需装设开关设备、量取设备高程以及对仪器工作状态进行监视即可。

结束语

总而言之，随着当前我国建筑工程行业的快速发展，对于测量精度也提出了更高的标准要求，对于GPS技术的应用也愈发普遍，其所具备的优势价值是传统测量设备所无可比拟的。不论是在大型桥梁工程施工亦或是对于误差精度有着高标准要求的高级工程施工，GPS技术均可提供高效、准确的定位服务。随着当前静态与动态两种GPS定位技术的日渐完备，相信在不久的将来，GPS技术必将拥有更加广阔的市场前景。

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杜亮（1981-），男，汉，湖北通城人，硕士研究生，讲师，工程测量、滑坡监测。