淺析道路工程中運用的GPS技術(shù)

李升亮

【摘 要】各種先進科學技術(shù)設(shè)備的出現(xiàn)，為我國道路工程行業(yè)的發(fā)展提供了寶貴的技術(shù)支持。在當前社會經(jīng)濟發(fā)展迅猛，道路工程項目不斷增多的今天，為了能夠進一步提高道路工程施工建設(shè)的質(zhì)量，強化工程項目建成水平，做好道路測量工作就變的尤為重要。在GPS技術(shù)廣泛應(yīng)用與各領(lǐng)域的今天，在道路工程的施工中科學的引進并使用GPS技術(shù)，將有效的提高道路工程施工的效率。所以，本文將針對在道路工程中GPS技術(shù)的運用進行簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】道路工程；GPS技術(shù)；實時測量；注意事項；一體化測量

0 引言

在道路工程的項目的建設(shè)中，GPS技術(shù)主要運用在道路工程施工過程的測量工作上。通過引進GPS技術(shù)，將有效的提高道路工程數(shù)據(jù)測量的準確性與可靠性，降低施工作業(yè)的強度、減少時間的使用，從而避免了項目建設(shè)中資金的過度消耗與資源的過度浪費問題。在進行道路的勘察設(shè)計中使用GPS技術(shù)是當前社會發(fā)展的必然趨勢，同時這對道路工程勘測技術(shù)的完善具有很大的幫助。

1 在道路工程中GPS技術(shù)的運用

1.1 道路工程中高精度控制網(wǎng)建立中GPS技術(shù)的運用

基于道路工程初期施工階段的要求，對道路施工的基本走向布設(shè)控制點、對平面與高程進行控制測量是GPS技術(shù)的初期任務(wù)，同時這將有助于提高路線圖測繪的精度、為施工放樣打下堅實的基礎(chǔ)。通過GPS技術(shù)可以靈活多變的對施工環(huán)境進行布網(wǎng)、快速觀測數(shù)據(jù)，天氣的變化一般不會影響測量工作的開展，也不會影響定位的精度，所以在當前道路工程中得以廣泛推廣使用。現(xiàn)如今我國滬寧高度等路段就采用了GPS高精度控制網(wǎng)絡(luò)。在實踐中發(fā)現(xiàn)其誤差精度較小，讓施工工期大幅度縮短，降低了經(jīng)費支出、實現(xiàn)了快速靜態(tài)定位目的。

1.2 在道路施工放樣中可以運用GPS技術(shù)

利用GPS技術(shù)進行實時動態(tài)測量是最新的技術(shù)應(yīng)用方式。該方法主要是通過在基準站安裝GPS接收機的方式對衛(wèi)星可以探測到的位置進行不間斷的觀察，并將手機的數(shù)據(jù)實時傳送到流動觀察站。然后通過流動觀察站上的GPS接收機接受實地數(shù)據(jù)與基準站實時數(shù)據(jù)，在通過電子薄相對定位原理，將流動站的實際動態(tài)三坐標計算出來。在進行道路勘察的應(yīng)用中，GPS技術(shù)主要可以完成頂線測量工作，在施工中可以同時進行放線、中樁、中平等多項工作，從而縮短了測量時間、提高了測量效率。相關(guān)方法為：①對于需要測量的路線，在確定控制點后將GPS接收機安置后，使其變成基準確性站，然后在流動測量的線路上在安置一臺GPS接收機，承擔基準的作用，然后在測得的點位進行施工打樁。②根據(jù)所設(shè)計的路線參數(shù)（圓曲線半徑、緩和曲線要素、交點坐標、起始方位角等），利用路線計算程序計算路線中樁的設(shè)計坐標（注：也可將路線計算程序計算路線中樁的設(shè)計坐標集成于GPS接收機所配套的電子手簿中，在現(xiàn)場輸入樁號，隨時計算坐標）。③將路線中樁的設(shè)計坐標從微機中傳輸?shù)诫娮邮植尽＂墚斄鲃诱緶y設(shè)完成后，應(yīng)將具體的參考點好輸入到設(shè)備內(nèi)，通過設(shè)備計算將桿位與樁位的施工方向、地點、距離顯示出來，然后將桿向相關(guān)方向移動，帶顯示器上桿位與設(shè)計點位發(fā)生重合后，將打樁號刻印再次就行。之后按照這個順序逐一的進行。⑤對于確定的施工樁位，要做好設(shè)備的備份記錄，將所有樁位的高程數(shù)據(jù)完整的記錄在設(shè)備儲存器中。⑥同業(yè)傳輸至計算機，利用路線CAD軟件進行縱斷的設(shè)計和繪圖。利用RTK技術(shù)定位進行中線測量不受通視條件的影響，速度快，并可達到厘米級的定位精度，完全可以滿足《公路勘測規(guī)范》樁位允許誤碼差事要求，在路線勘測中具有較高的研究推廣價值。

2 道路工程一體化測量可使用GPS技術(shù)進行引導

2.1 對道路工程一體化測量想法的分析

GPS系統(tǒng)可以將實時測量變成現(xiàn)實，他的數(shù)據(jù)測量精度高、速度快，值得進行使用。一般GPS技術(shù)可以廣泛的使用在道路工程勘察大部分項目中，可以有效的對數(shù)字化帶狀地圖、線路土石方、鋪攤作業(yè)等進行準確的樁位測量以及施工驗收。與此同時，通過GPS技術(shù)的使用，將實現(xiàn)道路工程高程系統(tǒng)與測量坐標之間的相互轉(zhuǎn)換，提高測量的效率與準確性。

2.2 可以采用GPS技術(shù)實現(xiàn)道路工程一體化測量

采用數(shù)量適宜的GPS機器，按照合理的測量方法進行操作：一般若只有2臺機器，應(yīng)分別將其安置在測量路線上，彼此應(yīng)間隔18公里左右，有利于衛(wèi)星信號接收和無線電信號發(fā)送的開闊高地上，作為參考站A與B（不必考慮它們是否已知點），提前兩三分鐘開機，通過實時CPS測量方法將A站的WGS84地心坐標準傳遞給B站，隨后即可同時開始招待參考站的任務(wù)；其余的2臺設(shè)備可以在40公里范圍之內(nèi)擔任流動站的功能，基于帶寬測量地形圖的情況，做好中線與木樁的間距測量與位置確定，通過彼此間數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)三坐標確定。若設(shè)備之間的誤差在±3cm左右，那么應(yīng)取平均差值進行計算；若還有其他機器可以使用，可以讓其測量施工路段沿線的控制已知網(wǎng)點。如果只有4臺接收機可供使用的話，這種聯(lián)測只能由分擔流動點測理任務(wù)的兩臺接收機在施測過程中就近順便完成。在完成一段作業(yè)任務(wù)后，A站向線路的延伸方向遷站到C點，并保持B點不動。B、C相距15～20公里左右。同樣C點坐標由B點通實時傳遞獲得。然后將第五段方式重復操作，實現(xiàn)第二段道路施工測量工作，后續(xù)工作復制上述方法。

雖然所有的點均含有2個差異已知點測量平差值，數(shù)據(jù)的精度標準也在設(shè)計的范圍里面，但若參考站坐標發(fā)生測量或傳遞誤差，勢必會在流動點位坐標差的大量計算中呈現(xiàn)出來。所以采用GPS測量技術(shù)所得到的測量數(shù)據(jù)的可靠性、精準性非常高，相關(guān)數(shù)據(jù)無需二次處理，只要基于平面高程已經(jīng)掌握的坐標進行匹配轉(zhuǎn)換即可，然后將點位輸出做成圖標，并通過坐標的換算、高程系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)字化，實現(xiàn)最終路線模型的設(shè)計，將施工所需材料用量計算而出。接著就能夠在GPS技術(shù)的引導下進行線路的施工、樁柱的測設(shè)與竣工驗收。通過采用GPS技術(shù)進行道路工程的勘察設(shè)計，將有效的縮短施工周期、減輕施工員工的勞動量，降低資金的投入。

3 在道路工程中應(yīng)用GPS技術(shù)的注意事項

GPS技術(shù)在道路工程運用中具有操作便捷、誤差小、測量耗時短、自動化程度高、精度高、不受天氣影響等眾多的優(yōu)點。但是傳統(tǒng)的RTK測量技術(shù)得自己架設(shè)基站，而且流動站與基準站間的距離區(qū)間為3～5km，最大的數(shù)據(jù)信號距離為15km，若超過了5km的距離，數(shù)據(jù)信號就顯得很不穩(wěn)定，從而就會影響到測量的精準度。除此之外，RTK的測量成果精準度還受到坐標系轉(zhuǎn)換精度、基準站的點位精度、基線解算精度、量測誤差以及GPS觀測誤差源的影響。在進行基準站的設(shè)置過程中，設(shè)置人員應(yīng)做好施工環(huán)境狀況的檢查，需要盡可能的避開四周存在的干擾物體，保證架設(shè)的位置與以已知點為圓心半徑在200m的范圍內(nèi)沒有任何的電臺發(fā)射站等強電磁波發(fā)射源；若施工路段存在高壓線，基準站的架設(shè)必須在其50m開外的位置。若存在特殊的情況，切勿強行進行施工。面對特殊情況應(yīng)第一時間上報領(lǐng)導，并與技術(shù)組人員結(jié)合經(jīng)緯儀等測量設(shè)備進行數(shù)據(jù)測量，在測量中可以使用解析法對局部實現(xiàn)精準勘測。實際上，只要勘測位置符合測量標準，那么GPS測量技術(shù)的三維測量結(jié)果精度還是相當可靠、準確的，相關(guān)數(shù)據(jù)精度不會對道路工程施工造成任何負面影響。

4 結(jié)束語

在道路工程的施工建設(shè)中廣泛的運用GPS技術(shù)，將有效的提高數(shù)據(jù)測量的精度，縮短測量、放線等工作所需的時間，降低人力、物力、財力資本的投入，提高道路工程建設(shè)的經(jīng)濟性指標。同時GPS技術(shù)的使用可縮小測量誤差，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸，有效的提高道路勘察設(shè)計的精度，提高道路施工的質(zhì)量，提高道路工程的經(jīng)濟效益與社會效益。

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[責任編輯：王偉平]