GPS測量技術(shù)及其在公路施工中的應(yīng)用

王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

GPS測量技術(shù)及其在公路施工中的應(yīng)用

王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

先對GPS技術(shù)進行了概述，接著分析了GPS測量技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用，最后談到了要加強測量技術(shù)類人員的培養(yǎng)，提升GPS技術(shù)于公路測量上應(yīng)用。

GPS測量技術(shù)；公路施工；應(yīng)用

GPS給公路的施工提供一個嶄新定位的測量手段，GPS的定位技術(shù)具有成本低、速度快、精度高等優(yōu)點，并且應(yīng)用GPS的靜態(tài)相對的定位技術(shù)，可布設(shè)精密的工程控制網(wǎng)，可用于隧道施工控制、橋梁工程，使用GPS的實時動態(tài)(即RTK)類定位技術(shù)可進行各種橋梁動態(tài)的監(jiān)測和道路的施工放樣。

1 GPS概述

1.1 GPS的構(gòu)成

GPS是由用戶設(shè)備、地面監(jiān)控站以及空間衛(wèi)星星座這三部分所構(gòu)成的。GPS的用戶設(shè)備是由GPS的接收機、數(shù)據(jù)處理的軟件和它的終端設(shè)備組成。GPS的地面監(jiān)控站是由遍布于全球一個主要控制站、三個輔助站與五個監(jiān)測站所組成。GPS的空間衛(wèi)星星座是由21個工作衛(wèi)星與3顆在軌備用的衛(wèi)星所組成，這24顆衛(wèi)星平均分布于6個平面之內(nèi)。

1.2 GPS的定位系統(tǒng)特點。觀測時間短，定位精度高，觀測站之間無需通視，儀器的操作比較簡便，可全天候全球進行定位。

2 GPS測量技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

2.1 GPS的公路測量的準備工作

在應(yīng)用GPS實行公路測量的時候，需首先在測量工作之前做足基礎(chǔ)準備的工作，收集好公路工程的相關(guān)資料，準備好《公路隧道的勘測規(guī)程》、《公路橋位的勘測規(guī)程》、《公路的勘測規(guī)范》、《公路橋涵的施工技術(shù)規(guī)范》、《公路路基的施工技術(shù)規(guī)范》、工程的《招標文件》和施工設(shè)計的圖紙與測設(shè)的成果之類的資料。擬定測量作業(yè)的計劃，組織相關(guān)的測量人員于工程的設(shè)計方案進行分析評價。最終來選擇符合公路的工程特點GPS的測量技術(shù)來進行公路的工程測量。當前公路的工程測量里大多使用常規(guī)的靜態(tài)GPS類測量方式來進行公路的工程測量。伴隨實時動態(tài)類測量技術(shù)發(fā)展，實時動態(tài)類測量技術(shù)應(yīng)用逐漸地增多，向著公路的工程測量的主流方向來發(fā)展。

2.2 GPS靜態(tài)測量方式于施工中的應(yīng)用

2.2.1 GPS的點與線路初步的定位

當接到外業(yè)的測量任務(wù)以后，組織人員應(yīng)對路線走向進行一個初步勘察與了解，明白沿線GPS點的具體位置和情況，并調(diào)查路線的附近是否有高等級GPS點來進行聯(lián)測繼而進行復(fù)測的工作。

2.2.2 GPS的點控制網(wǎng)設(shè)計

GPS的控制網(wǎng)布設(shè)需根據(jù)公路的等級，沿線的地理環(huán)境、地形地貌與作業(yè)時的衛(wèi)星接收情況，精度上的要求多個因索來綜合考慮優(yōu)化的設(shè)計方案。這是由于GPS的控制網(wǎng)是公路首級的控制時，要采用其它的測量方法進行一定的加密，所以沿線須每5—10KM就布設(shè)一個相對通視GPS的點，從理論上來說GPS點在觀測時只需于3個GPS的點上布設(shè)GPS觀測儀與此同時觀測就可確定3個點坐標，依據(jù)公路測量的本身特點多采用4臺左右的接收機是，這可同時觀測到4個GPS的點，可以大大地加快全線測量的速度。

2.2.3 GPS的選點與埋石

GPS在選點時以選線和控制人員作為主要的依據(jù)，需選擇利于工作和以后的應(yīng)用點位;在埋石時需按規(guī)范化地要求來埋選標石，現(xiàn)場做好相關(guān)的點記工作。

2.2.4 布設(shè)GPS觀測儀以進行觀測

GPS點的觀測共同時間、其有效觀測的衛(wèi)星總數(shù)都應(yīng)滿足規(guī)范的要求，大多于外業(yè)觀測的時候需規(guī)定觀測的時間和有效的觀測衛(wèi)星數(shù)滿足規(guī)范的相應(yīng)等級上的要求。

2.2.5 處理GPS的觀測數(shù)據(jù)

在外業(yè)的觀測結(jié)束以后需把GPS的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機里，使用相應(yīng)軟件來進行數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)的分析，其過程一般分為基線的解算和校核、GPS的控制網(wǎng)的平差計算這兩步。每個型號接收機均配有相應(yīng)平差處理的軟件，不同的型號接收機與處理軟件，其生成數(shù)據(jù)的格式是不同的，要求此數(shù)據(jù)可通過國際的標準格式實行相互的轉(zhuǎn)換，繼而對不同格式數(shù)據(jù)的結(jié)果精度實行比較，來選擇平差結(jié)果的精度比較高軟件，而這也是在選擇相應(yīng)處理軟件時的方法，此外還需看軟件是否方便快捷、簡單易懂，如果能提供全面平差的報告就是最好的，實行人性化的調(diào)試，得到更優(yōu)的數(shù)據(jù)處理上的結(jié)果。

2.2.6 加密GPS的控制網(wǎng)

首級的GPS控制網(wǎng)需利用全站儀時測量附合導(dǎo)線方法來進行加密的工作，把路線依據(jù)GPS的分布來分成若干不同的段，每段需單獨進行附合的導(dǎo)線測量，以保證每段的附和導(dǎo)線均始于GPS點，也終于GPS點上。

2.3 GPS動態(tài)測量方式于施工中的應(yīng)用

公路施工的階段，需利用GPS的實時動態(tài)載波的相位差分的定位技術(shù)來完成傳統(tǒng)的測量方法里帶狀圖的測繪、像控點的測定、圖根加密的控制及施工放樣的測量之類的工作，于統(tǒng)一的坐標系下找出點位三維數(shù)據(jù)的信息，為當代的GPS技術(shù)發(fā)展重大的突破。因為它能實時地提供經(jīng)可靠性檢驗厘米級的精度測量成果，可顯著提高作業(yè)的效率，所以在公路工程上具有十分廣闊應(yīng)用的前景。于公路直線段就可以采用此種直線的定位功能:直線的定位常用于道路的放樣中。Stake測量可顯示的定線導(dǎo)航數(shù)據(jù)讓你快速的上線，到達待定的直線后，即會出現(xiàn)相應(yīng)On line提醒，可采集地面的高程與存儲點位的坐標。而在路線曲線段可采用手簿上曲線的放樣功能，設(shè)定好曲線，比如圓曲線或者緩和曲線的參數(shù)，邊線、中線等，相應(yīng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)能使你快速地引導(dǎo)上線。因為此種快速放樣的方法，不需要對講機來傳遞導(dǎo)航的數(shù)據(jù)與方向，使用流動站來導(dǎo)航畫面，可讓你輕松地上點，可極大提高公路的勘測效率。

當前，我國公路的施工過程里，依然未能擺脫傳統(tǒng)施工的測量模式與方法，這大大制約我國高等級的公路建設(shè)發(fā)展。因此今后公路的施工過程里，我們需多地采用GPS高科技的數(shù)字化這種工具，這就可有效加快公路的測量速度，并優(yōu)化施工的方案，提高公路的質(zhì)量。

2.4 常規(guī)GPS測量人技術(shù)于施工中的應(yīng)用

因為工程測量的技術(shù)條件上限制之類的原因，許多的工程使用常規(guī)的GPS測量情況十分常見。它的測量工作實施需測量部門于觀測以前根據(jù)工程的實際情況來制定觀測的計劃，確定觀測的時段數(shù)以及幾何精度因子、衛(wèi)星的高度截止角等，以之作為基礎(chǔ)來進行作業(yè)過程里儀器調(diào)度。實際的操作過程里，測量人員需首先檢查儀器的完好狀態(tài)、保障其有足夠電力的供應(yīng)，并且復(fù)核采集器的軟件情況。

3 加強測量技術(shù)類人員的培養(yǎng)，提升GPS技術(shù)于公路測量上應(yīng)用

經(jīng)過上述的論述我們可看出，雖然CPS于測量技術(shù)人員操作上的要求比較簡單，但它也需科學(xué)測量規(guī)劃來做基礎(chǔ)，用測量過程里嚴格的操作來完成測量的工作。這需測量企業(yè)或者相關(guān)部門要認識到測量技術(shù)人員于測量質(zhì)量上重要性，加大測量技術(shù)人員的培養(yǎng)和相關(guān)培訓(xùn)的工作，讓他們可熟練地掌握GPS的技術(shù)操作要點與要求，掌握GPS的測量儀器使用的方式，減少因為操作問題所造成誤差，提升測量的精準度，給公路工程施工奠定好的基礎(chǔ)。與此同時需認識GPS測量類技術(shù)于公路的測量工作應(yīng)用中重要性，積極地采用現(xiàn)代的測量技術(shù)來提高公路的工程測量的質(zhì)量，給公路的施工指明一個方向，促使我國的公路建設(shè)發(fā)展。

4 結(jié)論

現(xiàn)代的GPS的測量技術(shù)于公路測量上應(yīng)用大大提高公路工程的測量工作效率、提升公路工程的測量質(zhì)量。而GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢和較低測量通視的要求，讓它于現(xiàn)代公路的測量中應(yīng)用也越來越多，這對公路的測量技術(shù)人員也提出更高要求。這要求現(xiàn)代的公路測量人員需認識到自身的知識結(jié)構(gòu)的更新重要性，珍惜企業(yè)給自身提供培訓(xùn)的機會，積極努力提高自身的專業(yè)技術(shù)和測量新技術(shù)掌握，給現(xiàn)代的測量技術(shù)應(yīng)用打好基礎(chǔ)，同時也讓自身可緊跟時代的發(fā)展要求，適合現(xiàn)代的測量工作也奠定基礎(chǔ)。把測量人員的技術(shù)更新作為基礎(chǔ)，提高GPS的測量技術(shù)于現(xiàn)代的公路工程測量中應(yīng)用，提高我國的公路建設(shè)施工整體質(zhì)量提升。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.039