GPS测量技术在湘江学校项目中的应用

刘峰俊

摘 要：随着建筑工程的飞跃式发展，测量放样及测设工作在施工全周期内的作用越来越明显，定位放线的精准与否对工程质量、工程工期及工程验收移交等都有较大的影响。在工程测量中运用GPS测量技术，不仅能够提高工作效率，而且能够使测量数据更加精确，随着工程施工技术的快速发展，基于GPS的RTK测量技术在工程测量中运用会越来越广泛。

关键词：GPS 测量技术；工程测量；应用

中图分类号：O329                                   文献标识码：A                                文章编号：2096-6903（2024）02-0085-03

1 工程概况

湘江学校是大泽湖·海归小镇先行启动的一所九年一贯制学校，东至潇湘北路，西至雅旺路，南至对家塘路，北至南塘路。项目总用地面积92 738.25 m2（合139.11亩），净用地面积64 892.07 m2（合97.34亩），总建筑面积67 798.59 m2。

拟定项目规模为72班，其中小學48班，初中24班，可容纳学生人数3 360人，规划有门卫室、教学楼、艺术综合楼、食堂体育馆、地下室、运动场及相关配套设施。地上总建筑面积45 931.46 m2，地下总建筑面积21 966.20 m2。建筑规划高度23.5 m。本工程为多层建筑，建筑设计使用年限50年，艺术综合楼是框剪结构，其余全部是框架结构。

2GPS测量技术介绍

GPS测量是利用两台GPS接收机接受空间轨道上4颗以上GPS卫星发射的载波信号，通过一定的计算方法，求出两台GPS接收机天线相位中心的距离，从而计算出三维坐标。基于GPS的RTK测量技术用 GPS进行点位放样同全站仪放样相同，都是必须有2个以上的控制点。传统全站仪放样三个控制点之间必须通视，而 GPS可在不通视的情况下进行点位的放样，这是全站仪放样无法实现的。

和全站仪测量放样相比较，采用基于GPS的RTK测量技术具有以下优点[1]：①定位精度高；②观测时间短；③测站间无需通视；④可同时测量三维坐标；⑤操作简单；⑥可全天候作业。

3 准备工作

3.1 施工测量的前期准备工作

资料准备要在项目工程测量工作实施前，搜集分析整理与项目测量工作相关的资料，包括建设单位提供的测量控制点相关资料、工程地质勘察报告、施工图及相关变更文件、长沙大泽湖湘江学校测量施工方案、现场管线布置及建筑物、临建设施的相关资料。

测量仪器及工器具配置需要在项目开工前按照要求对测量仪器进行检定和校正，确保精度满足使用要求。本项目所使用的测量仪器设备如表1所示。

3.2 GPS测量控制网的布设要求

具体有以下5点：①根据GPS接收机种类和数量、项目现场地形、控制精度要求以及已有测量资料进行综合布设。②首级网布设时，应联测2个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点。③如采用GPS进行控制网布设，而后期采用全站仪进行测绘放样，则在控制网的布设中应顾及控制点的分布及位置，以便后期全站仪测绘放样。④控制点应选在开阔地带，控制点周围不应有干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体。⑤充分利用符合要求的原有控制点。

3.3 控制点的复测

根据《长沙市望城区国信测绘有限公司》提供的坐标、高程控制点，湘江学校坐标控制点信息如表2所示。

控制点平面布置如图1所示。经过项目复核，控制点点位精度满足控制要求，建设单位提供的坐标控制点I1、I2、I3满足湘江学校测量放线要求。

3.4 建立各楼施工定位控制网

根据项目的建设要求及结合施工现场的具体情况，利用通过规划审核通过的总平面布置图，布设各楼栋的轴线控制点，并通过轴线控制点，进行各楼栋的平面控制，1#、2#楼栋控制网如图2所示。

4 放样步骤

4.1 基准站部分

在基准站点上架设好基座支架，然后将基站主机用连接器安装在基座之上，基准站架设点可以架在已知点或未知点上[2]，这两种架法都可以使用，仅校正参数时操作步骤有所差异。

安置发射天线和电台，将天线用连接器安装在另一脚架上，将电台安放在脚架的一侧，然后用电源电缆将主机、电台和蓄电池接好，在操作过程中应注意主机和电台上的接口一一对应。

打开主机，如用内置电台，主机上的提示灯规律性地每秒钟闪1次，表明基准站开始正常工作。如用外挂大电台，电台上的提示灯规律性地每秒钟闪1次，表明基准站开始正常工作。

4.2 移动站部分

4.2.1 移动站安装

将移动站主机连接在手持对中杆上，将手簿固定在对中杆便于操作的位置，并将手簿的天线安装完毕。

4.2.2 主机与手簿操作

轻按主机电源键，主机自动进行初始化和搜索卫星，当主机上的指示灯开始１s闪１次，此时表明主机已接受到基准站信号。按住操作手簿2s，便可打开手簿。

4.2.3 手簿软件操作

双击手簿桌面上“工程之星”软件图标，启动“工程之星”软件。

启动软件后，软件通过蓝牙方式自动和主机连通。如果未自动连接，则可通过手动步骤连接主机，具体步骤为：设置→连接仪器→选中“输入端口：0”→点击“连接”。

软件和主机连接成功后，主机会自动匹配基准站发射时使用的频道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有差分信号在闪动，并在左上角有相应的数字显示，数字应和电台上显示的数字相同。如果自动搜索不成功，可通过手动步骤连接基准站，具体步骤为：设置→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”即可[3]。

主机和基准站连接成功后，在手簿上点击“新建工程”选项，完善工程相关信息，最后点击“确定”，工程新建完毕。

4.3 控制点进行校正

GPS点位校正可利用校正向导进行校正，分为基准站架在已知点上和基准站架在未知点上两种情况。

基准站架在已知点上，可使用“基准站架设在已知点”功能，输入已知点的三维坐标信息，然后点击“校正”，然后根据提示信息进行进一步操作，检查符合要求后单击“确定”按钮则完成点的校正工作。

基准站架在未知点上，选择“基准站架设在未知点”功能，输入当前移动站的三维坐标信息，然后将移动站放置在已知点上点击“校正”便完成校正工作。

4.4 采集数据或放样

4.4.1 采集数据

其步骤如下：在手簿上点击碎部测量→将对中杆对立在需测的点上，在坐标采集页面输入点名，仪器高等消息，然后点击采集按键，进入坐标保存页面→完成该点数据采集。采集完成后，可以在手簿上查看所采集的所有测量点坐标信息，也可以对采集的点进行编辑修改属性等。

4.4.2 点放样

其步骤如下：手簿上点击测量→选择点放样→在放样界面输入待放样点的坐标数据，点击确定→根据手簿界面提示，待誤差满足项目放样点精度要求时，放木桩→完成该点放样工作。

利用南方S12RTK放样完毕后，需用钢尺对放样点位的精度进行复核，允许偏差如表3所示。

4.5 数据传输

通过外置存储卡将手簿中的数据传出到电脑上，将数据卡安放在手簿中，在“工程之星”软件中选择“文件输出”，选择要输出的文件，然后输入一个文件名，最后点转换，手簿上提示转换成功之后，退出工程之星，然后将数据卡中的数据拷入电脑桌。

也可通过数据线将手簿与电脑连接，传输手簿中的数据至电脑端。

5 注意事项

GPS测量结果的精度，取决于多方面因素的影响，在施工过程中，应注意以下事项。

第一，测量需要让建设单位提交测量控制点，原则上不少于3个，对3个点进行联测后能复核出控制点偏差情况。

第二，基准站架设选择。基准站架设位置选择主要看周围是否环境开阔，是否有池塘、河流、湖泊等大面积水源，是否有大功率的发射设备，比如移动或者电信的基站，地形海拔高度等多方面因素。基准站架设还要考虑电台的信号是否能覆盖整个测区，会不会有建筑物或者植物遮挡信号等。

第三，基准站用外挂电台时，基准站要设置成外置模式，基准站不需放入锂电池。接线的顺序是外挂电台先接上天线，将基准站接上电源线，电台接上电源线，电源线和外挂电台天线全部接好后再通电，然后基准站和外挂电台开机。

6结束语

通过长沙大泽湖湘江学校学校项目RTK的运用，其高度的集成化和易操作性使其工作效率是传统全站仪的2～3倍，且节约人工，使工程测量变得简单且高效。RTK测量技术在以后工程测量中应当被广泛运用，从而使我国工程测量技术向着更有利的方向发展。

参考文献

[1] 方剑峰.关于GPS-RTK技术在工程测量中的应用思考[J].建材与饰，2020（19）：242+244.

[2] 蒋爱山.GPS-RTK技术在工程测量中的应用[J].科技资讯，2019，17（32）：50-51.

[3] 任康伟.GPS-RTK测量在公路勘察设计中的应用[J].科学之友，2012（17）：44.