GPS在高速公路測量中的應(yīng)用解析

劉運剛

摘 要：美國發(fā)明的全球定位系統(tǒng)具有高精度，運行速度快等特點，廣泛應(yīng)用于測量的領(lǐng)域。隨著技術(shù)逐漸的完善，應(yīng)用的領(lǐng)域在逐漸的變寬，廣泛應(yīng)用于公路的工程中。本篇文章對口的特點以及發(fā)展的狀態(tài)進(jìn)行簡要的分析，對該項技術(shù)應(yīng)用于公路的工程進(jìn)行簡單的探析。

關(guān)鍵詞：公路；測量；探析

高速公路是當(dāng)前我國社會發(fā)展中極為重要的一種交通運輸方式，尤其是隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快，高速公路的作用也越來越突出，這也就表現(xiàn)為當(dāng)前我國高速公路工程項目的施工建設(shè)越來越頻繁；對于高速公路項目的施工建設(shè)來說，勘察是極為重要的一個方面，只有保障勘測的準(zhǔn)確性，才能夠為后續(xù)的設(shè)計施工打好基礎(chǔ)，提升高速公路的應(yīng)用價值，而這種勘測工作對于相關(guān)技術(shù)手段也就提出了更高的要求，其中GPS技術(shù)手段的應(yīng)用就能夠在高速公路的勘測中發(fā)揮出較為理想的作用和價值，其應(yīng)用的優(yōu)勢也是極為突出的。

1 工程概況

某高速公路改擴建工程項目多處于山區(qū)，其地形主要以丘陵為主，這也就給具體的勘測工作增大了難度，普通的實地勘測手段很難達(dá)到較為理想的測量效果，在準(zhǔn)確性和實施難度方面都是極為突出的。在該工程項目的勘測過程中，就充分的運用了GPS技術(shù)手段，并且也發(fā)揮出了較為理想的作用和效果。

2 控制網(wǎng)的設(shè)計和測量

2.1 控制網(wǎng)的設(shè)計

對于該工程項目勘測過程中GPS技術(shù)的應(yīng)用來說，控制網(wǎng)的布置是極為重要的一個方面，這種控制網(wǎng)的布置主要就是圍繞著GPSE級網(wǎng)的布設(shè)進(jìn)行控制，在具體的布設(shè)過程中可以直接按照GPSC級點進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計，也可以通過先構(gòu)建GPSD級網(wǎng)，然后在此基礎(chǔ)之上再進(jìn)行GPSE級網(wǎng)的構(gòu)建。在整個的控制網(wǎng)設(shè)計過程中，必須要遵循一些基本的設(shè)計原則，比如“分級布網(wǎng)、逐級控制”就是其中最為典型的一個基本原則。

2.2 控制網(wǎng)的測量

2.2.1 控制點的密度及點位選埋。在整個的控制網(wǎng)布置完成之后，就應(yīng)該重點針對這一控制網(wǎng)進(jìn)行有效地測量，這一測量環(huán)節(jié)是極為核心的，其直接關(guān)系到整個GPS技術(shù)的應(yīng)用效果，對于這種測量過程來說，首先應(yīng)該控制好點位的選擇問題，保障控制點的選擇具備較為理想的應(yīng)用效果，才能夠提升其最終的測量價值和效果。詳細(xì)分析來看，在控制點的選定中需要把握好以下幾點：（1）明確需要布設(shè)的控制點有哪些，這是保障其后續(xù)測量全面性的關(guān)鍵所在；（2）對于具體的控制點選擇來說，一般應(yīng)該控制在整個工程項目線路中心線的50m之外，如此才能夠較好的保障其成像效果，；（3）對于具體的控制點布設(shè)來說，還應(yīng)該重點針對相應(yīng)的間距進(jìn)行嚴(yán)格的控制，其實也就是針對控制點的密度進(jìn)行有效地控制，合理的確定相關(guān)密度才能夠保障最終的勘測準(zhǔn)確性，一般來說，對于控制點的設(shè)定應(yīng)該在線路兩側(cè)間隔設(shè)定，并且對于具體的間距也應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的限定，具體到GPSE級網(wǎng)中來說，其間距應(yīng)該在500m以內(nèi)才能夠提升其最終的勘測效果，避免出現(xiàn)勘測不準(zhǔn)確問題；（4）對于這種控制點的布設(shè)來說，一般不需要進(jìn)行通視的控制，這也是GPS技術(shù)應(yīng)用的一個重要優(yōu)勢體現(xiàn)，但是對于一些特殊位置點的布設(shè)來說，同樣需要引起高度的重視；（5）針對確定好的控制點進(jìn)行編號也是極為重要的一環(huán)，尤其是對于GPSD級點以及GPSE級點的編號來說，必須要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計，確保其具備著較為理想的合理性和清晰效果；（6）對于這些控制點的選擇和使用還應(yīng)該重點從實地繪制方面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這種實地繪制直接關(guān)系到后續(xù)的測量應(yīng)用效果，尤其是對于CAD文件數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地保存和管理。

2.2.2 觀測儀器。對于該高速公路測量過程中，GPS技術(shù)的應(yīng)用還應(yīng)該重點從觀測儀器方面進(jìn)行有效地控制和把關(guān)，一般來說，在這種GPS技術(shù)操作過程中，主要應(yīng)用到的觀測儀器就是GPS接收機，本工程應(yīng)用到了4臺雙頻GPS接收機。

2.2.3 GPS外業(yè)觀測。（1）制定合理的調(diào)度計劃是保障GPS外業(yè)觀測準(zhǔn)確性和合理性的首要前提，必須要得到較好的控制和優(yōu)化。（2）選擇恰當(dāng)?shù)腉PS外業(yè)觀測方法，本工程主要運用靜態(tài)定位法。（3）在GPS外業(yè)觀測作業(yè)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集應(yīng)滿足如表1所示的技術(shù)參數(shù)要求。（4）在每一時段內(nèi)進(jìn)行觀測時，作業(yè)人員應(yīng)（4）在每一時段內(nèi)進(jìn)行觀測時，作業(yè)人員應(yīng)據(jù)之間的互差應(yīng)控制在3mm以內(nèi)，同時取兩次測量高度的平均值作為天線的最后高度。

3 GPS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理分析

3.1 基線解算

對于相關(guān)GPS控制網(wǎng)所測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理需要重點做好基線的結(jié)算工作，這種基線結(jié)算主要就是指圍繞著具體的控制點進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，一般來說，在具體的基線解算中主要就是合理的運用廠商提供的相關(guān)軟件來進(jìn)行處理。

3.2 基線檢核

對于基線的檢核也是GPS技術(shù)應(yīng)用中比較突出的一個方面，這種基線的檢核主要就是為了提升相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性，尤其是對于相關(guān)誤差進(jìn)行嚴(yán)格的控制和把關(guān)，一般來說，相關(guān)誤差在GPSE級網(wǎng)中應(yīng)該控制在10mm以內(nèi)才能夠滿足高速公路設(shè)計施工的基本需求。具體到檢核過程中，還應(yīng)該重點針對獨立環(huán)檢核進(jìn)行全面的控制，通過三邊環(huán)和五邊環(huán)的檢核來不斷提升其檢核的效果，保障其能夠滿足于線差的要求。

3.3 GPSD級網(wǎng)平差計算

在本工程GPSD級網(wǎng)內(nèi)，一共存在23個點，91條獨立基線，其平均的邊長為5.77km，弦長的精度為±5.86cm。

3.3.1 D級網(wǎng)無約束平差。本工程GPSD級網(wǎng)以WGS-84成果作為基準(zhǔn)進(jìn)行三維無約束平差，最后計算得到的最弱點為GGD001點位的中誤差為1.89cm，最弱邊則為GD011-GD013邊長相對中誤差為1/767000。

3.3.2 D級網(wǎng)二維約束平差。在D級網(wǎng)二維約束平差計算中，計算得到的最弱點為GD002，點位的中誤差為0.79cm最弱邊為GD011-GD013，邊長相對中誤差為1/442000。

3.4 GPSE級網(wǎng)平差計算

在本工程GPSE級網(wǎng)內(nèi)，一共存在64個點，204條獨立基線，其平均的邊長為1.06km弦長的精度為±1.46cm。（1）E級網(wǎng)無約束平差在E級網(wǎng)三維約束平差計算中，計算得到的最弱點為5923，點位中誤差為3.49cm，最弱邊為GE039_GE056基線，邊長的相對中誤差為1/114000。（2）E級網(wǎng)二維約束平差。在E級網(wǎng)二維約束平差計算中，計算得到的最弱點為重合點E604，點位的中誤差為1.35cm最弱邊為GE023-GE022基線，基線的邊長為0.409km邊長的相對中誤差為1/59000。

4 結(jié)語

隨著高速公路建設(shè)復(fù)雜化，對高速公路測量的精度以及工期提出更高要求，采用常規(guī)的測量手段布網(wǎng)難度大，作業(yè)工程量大，同時周期往往較長，而且也無法充分滿足精度的要求。通過采取GPS測量技術(shù)則可以達(dá)到取長補短的作用。

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