淺談高鐵精密工程GPS控制測量的問題分析

【摘要】在當(dāng)今的高鐵精密工程的施工過程中，GPS的控制測量有著相當(dāng)重要的地位，是保證工程施工精度的主要途徑。本文從我國的高鐵建設(shè)現(xiàn)狀出發(fā)，對高鐵精密工程中GPS控制測量技術(shù)的應(yīng)用情況與應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了探討，并以GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的逐級布設(shè)為基礎(chǔ)，分析了在高鐵精密工程GPS控制測量技術(shù)的應(yīng)用過程中應(yīng)該注意的問題，為我國高鐵精密工程GPS控制測量水平提高提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】高鐵精密工程；GPS控制測量；問題分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)腳步的加快，高鐵的建設(shè)已經(jīng)步入了新一輪的高潮。目前，我國許多地方的高鐵都已經(jīng)通車，該交通途徑已經(jīng)成為了人們出行旅游時的重要組成部分。而對于高鐵這種現(xiàn)代化交通工具來說，在修建過程中需要尤其注意控制其施工精度，通過高精度的施工，來保證高鐵通車后的快速性、平穩(wěn)性以及安全性，讓人們能夠更加舒適地使用該交通途徑。而為了保證高鐵工程的精度，需要在GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的支持下，進(jìn)行施工設(shè)計的相關(guān)測量，從而讓施工的精度達(dá)到mm級別。本文以我國的高鐵建設(shè)情況為分析基礎(chǔ)，對其中GPS控制測量技術(shù)展開了討論。

一、高鐵精密工程GPS控制測量技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點(diǎn)

目前，GPS控制測量技術(shù)在我國的高鐵精密工程中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，是工程施工全過程實(shí)現(xiàn)高精度的主要措施。在最開始，該技術(shù)還并沒有應(yīng)用到高鐵的建設(shè)領(lǐng)域，但在其他領(lǐng)域已經(jīng)得到了較為成熟的應(yīng)用。比如說舉世矚目的三峽工程，其周圍的地形測量以及大壩的變形監(jiān)測就應(yīng)用了GPS控制測量技術(shù)，這也是我國GPS控制測量技術(shù)能夠?qū)⒕瓤刂频?mm左右的典型工程，非常具有代表性。另外，我國的秦山核電站以及大亞灣核電站的建設(shè)過程中也應(yīng)用了GPS控制測量技術(shù)，這是該技術(shù)在我國的工程建設(shè)中早期應(yīng)用的典型代表，工程的施工精度同樣可以達(dá)到mm級別，其中秦山核電站的施工精度甚至可以達(dá)到0.1mm級別，其施工精度非常高。而隨著GPS控制測量技術(shù)在多個領(lǐng)域的成熟應(yīng)用以及高鐵建設(shè)規(guī)模的逐漸增大與建設(shè)要求的逐漸提升，該技術(shù)逐漸應(yīng)用到高鐵精密工程之中，比如說京滬高鐵、滬蓉高鐵以及滬杭高鐵等就是我國目前較為典型的高鐵線路，在其建設(shè)過程中應(yīng)用了GPS控制測量技術(shù)，讓高鐵通車后的列車運(yùn)行能夠非常安全穩(wěn)定及舒適。而之所以GPS控制測量技術(shù)在高鐵精密工程中能夠得到如此廣泛的應(yīng)用，和該技術(shù)在工程測量過程中所具有的特點(diǎn)有著密不可分的聯(lián)系。經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用總結(jié)發(fā)現(xiàn)，GPS控制測量技術(shù)在高鐵精密工程中應(yīng)用的特點(diǎn)包括了以下幾個方面：

（一）可實(shí)現(xiàn)高精度的工程測量 對于高鐵精密工程來說，在軌道鋪設(shè)、螺紋安裝等施工流程中施工精度往往需要達(dá)到mm級別，甚至在某些細(xì)節(jié)部位需要比mm級別的精度更高。而目前，能夠?qū)崿F(xiàn)如此高精度的工程測量的控制測量網(wǎng)絡(luò)，通過GPS可以非常高質(zhì)量地完成。通過逐級布網(wǎng)的方式，測量精度完全可以達(dá)到mm級別，甚至能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過mm級別的精度。

（二）GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)速度快 與傳統(tǒng)的控制測量網(wǎng)絡(luò)相比，通過GPS，控制測量網(wǎng)絡(luò)可以在非常短的時間內(nèi)布設(shè)完成。特別是一些地形較為復(fù)雜的區(qū)域，在原有的控制測量網(wǎng)絡(luò)丟失或者原網(wǎng)絡(luò)的精度達(dá)不到要求時，需要對控制測量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行加密。如果使用傳統(tǒng)方法，難免需要進(jìn)行長期的實(shí)地考察，網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)速度十分緩慢。而在使用了GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的布網(wǎng)技術(shù)之后，網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)速度可以提升許多，極大地提高了高精度工程測量的效率。

（三）點(diǎn)位誤差均勻 在許多傳統(tǒng)的控制測量網(wǎng)絡(luò)中，點(diǎn)位誤差不均勻的問題十分突出，對高精度的工程測量造成了很大的干擾，更進(jìn)一步影響到了實(shí)際的高精度施工。而GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)位誤差十分均勻，可以將其作為國家級別的控制測量網(wǎng)絡(luò)。在我國，目前大多數(shù)地區(qū)都已經(jīng)擁有了GPS支持下的控制測量網(wǎng)絡(luò)，為高精度工程的測量與施工提供了必要的條件。

二、高鐵精密工程GPS控制測量中的注意問題

當(dāng)今的高鐵精密工程的測量與施工過程中，GPS控制測量技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用。而要讓該技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，則需要從根本上入手，以控制測量網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)為分析基礎(chǔ)，對各級控制測量網(wǎng)絡(luò)布設(shè)過程中應(yīng)該注意的問題進(jìn)行深入分析。因此，根據(jù)不同級別的控制測量網(wǎng)絡(luò)，GPS控制測量技術(shù)在高鐵精密工程的應(yīng)用過程中需要注意的問題主要包括了以下幾點(diǎn)：

（一）基礎(chǔ)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)應(yīng)注意的問題 基礎(chǔ)GPS控制網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)高鐵精密工程測量與施工的必要條件，也是GPS控制測量技術(shù)應(yīng)用的核心。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，要注意將基礎(chǔ)控制網(wǎng)絡(luò)的GPS點(diǎn)打入到基巖的內(nèi)部，從而保持控制點(diǎn)的穩(wěn)定性以及高精度，避免控制網(wǎng)點(diǎn)因為受到外界的干擾而消失或者發(fā)生移位。基礎(chǔ)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)由于是最高一級的控制網(wǎng)，因此兩個控制點(diǎn)之間的距離通常在10km以上，但為了保證控制測量網(wǎng)絡(luò)的精度，其控制點(diǎn)之間的距離不超過15km。一般情況下，基礎(chǔ)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)是在國家坐標(biāo)系統(tǒng)或者地方城市坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立的，所以要注意以國家坐標(biāo)系統(tǒng)或者地方城市的坐標(biāo)系統(tǒng)來計算其約束平差。

（二）首級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)注意的問題 首級GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)建立在基礎(chǔ)控制網(wǎng)之上，并且是下一級控制測量網(wǎng)絡(luò)建立的關(guān)鍵影響因素，因此需要尤其注意對其控制點(diǎn)之間的距離進(jìn)行控制。由于首級GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)相對于一項高鐵精密工程來說，仍然屬于范圍較大的控制網(wǎng)絡(luò)，因此其相鄰控制網(wǎng)點(diǎn)的距離一般都保持在1km以上，但為了保證控制網(wǎng)絡(luò)的精度，相鄰控制點(diǎn)的距離又不能超過3km。在大多數(shù)時候，高鐵精密工程中的首級GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的相鄰控制點(diǎn)距離保持在2km左右。

（三）二級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)注意的問題 二級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)能夠滿足高鐵工程施工過程中較為基礎(chǔ)的一部分施工內(nèi)容，比如說打樁、支墩以及蓋梁施工等等。因此，在布設(shè)二級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的時候，控制點(diǎn)之間的距離要保持在300m左右，讓施工過程中的一些基礎(chǔ)內(nèi)容能夠在二級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)下就較好地完成。

（四）精調(diào)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)注意的問題 精調(diào)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)對高鐵精密工程的測量與施工有著最為直接的影響，比如說軌道板的精密施工以及軌道精調(diào)施工，就需要在精調(diào)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的支持下才能夠完成高精度的工作。一般精調(diào)GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)是在二級施工GPS控制測量網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密所得到的，相鄰控制點(diǎn)之間的距離注意保持在數(shù)米左右，具體的密度根據(jù)實(shí)際的施工要求而定。

三、結(jié)束語

從上文可以看出，在高鐵精密工程中，需要注意的GPS控制測量的問題主要是控制網(wǎng)絡(luò)的密度的問題，要注意合理控制網(wǎng)絡(luò)密度，在不同級別的控制網(wǎng)中，都需要具有相應(yīng)的控制措施，以此來實(shí)現(xiàn)控制測量網(wǎng)絡(luò)的功能需求以及精度需求。隨著我國GPS控制測量技術(shù)的革新，在高鐵工程甚至許多其他精密工程中，該技術(shù)將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，為我國的建設(shè)事業(yè)發(fā)展帶來全新的面貌。

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