盧瑞峰

(張家口市人才交流服務(wù)中心)

淺談GPS在公路施工測(cè)量中的應(yīng)用

盧瑞峰

(張家口市人才交流服務(wù)中心)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，高速公路建設(shè)也得到了快速的發(fā)展，同時(shí)GPS定位測(cè)量技術(shù)在高速公路測(cè)量中發(fā)揮了巨大的作用，并充分發(fā)揮了它們的優(yōu)勢(shì)，其中GPS在許多勘察設(shè)計(jì)單位得到了廣泛普及;近些年隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，其在施工中也得到了大力的推廣。

GPS;公路測(cè)量;施工

1 概述

GPS是全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)的英文縮寫，最早是由美國國防部為滿足軍事需要而建立的。近年來，GPS精密定位技術(shù)已在我國得到廣泛應(yīng)用。在大地測(cè)量、工程測(cè)量與變形監(jiān)測(cè)、資源勘察等許多方面都取得了良好的效果和成功的經(jīng)驗(yàn)，在新世紀(jì)里，GPS導(dǎo)航與定位技術(shù)獲得進(jìn)一步的發(fā)展，應(yīng)用將更廣泛，效益回更顯著，將為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

2 GPS工作原理及技術(shù)特點(diǎn)

GPS(Global Positioning System)系統(tǒng)是一種采用距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它是以三角的定位原理來進(jìn)行定位的。它采用多星高軌測(cè)量體制，以接收機(jī)至GPS衛(wèi)星之間的距離作為基本觀測(cè)量。因此全球定位系統(tǒng)作為新一代導(dǎo)航與定位系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

2.1 測(cè)站之間無需通視

GPS點(diǎn)之間不要求相互通視，對(duì)GPS網(wǎng)的幾何圖形也沒有嚴(yán)格的要求，使得選點(diǎn)更加靈活方便，可以自由布設(shè)。

2.2 定位精度高

目前采用載波相位進(jìn)行相對(duì)定位，精度可達(dá)1ppm。

2.3 觀測(cè)速度快

目前，利用靜態(tài)定位方法，完成一條基線的相對(duì)定位所需要的觀測(cè)時(shí)間，根據(jù)要求的精度不同，一般約為1～3 h。如果采用快速靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，觀測(cè)時(shí)間可縮短至數(shù)分鐘。

2.4 功能齊全

GPS測(cè)量可同時(shí)測(cè)定測(cè)點(diǎn)的平面位置和高程。采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量還可以進(jìn)行施工放樣。

2.5 操作簡(jiǎn)便

GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，作業(yè)時(shí)在觀測(cè)中只需安置和開啟、關(guān)閉儀器、量取天線高、監(jiān)視儀器工作狀態(tài)及采集環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，而其他如捕獲、跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星和記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)等一系列測(cè)量工作均由儀器自動(dòng)完成。

2.6 全天候、全球性作業(yè)

由于GPS衛(wèi)星有24顆且分布合理，在地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間均可連續(xù)同步觀測(cè)到4顆以上衛(wèi)星，因此在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間均可實(shí)時(shí)地進(jìn)行GPS測(cè)量。一般不受天氣狀況的影響。

3 GPS系統(tǒng)在實(shí)際施工測(cè)量工作中的應(yīng)用

公路工程的施工測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的靜態(tài)定位功能和動(dòng)態(tài)測(cè)放功能兩大功能。靜態(tài)功能是通過GPS接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信息，重復(fù)觀測(cè)確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo);動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，建立基站與流動(dòng)站通過輸入控制參數(shù)把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣在地面上。動(dòng)態(tài)功能主要以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)技術(shù)為主要測(cè)量手段。

3.1 靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工測(cè)量中的應(yīng)用

靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)主要用于公路設(shè)計(jì)階段建立公路首級(jí)控制網(wǎng)，在施工測(cè)量中靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的還不是太廣泛，GPS靜態(tài)測(cè)量在施工測(cè)量中主要用于進(jìn)場(chǎng)前對(duì)設(shè)計(jì)提供的控制網(wǎng)中的導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核及加密工作，通過在設(shè)計(jì)時(shí)布設(shè)的GPS點(diǎn)上重新架設(shè)GPS接收機(jī)，觀測(cè)確定設(shè)計(jì)提供的該點(diǎn)的坐標(biāo)以校對(duì)其精度，如果采集的坐標(biāo)與設(shè)計(jì)提供的不滿足規(guī)范應(yīng)進(jìn)行平差，其次利用GPS靜態(tài)對(duì)設(shè)計(jì)提供不滿足施工需要的導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行加密。這樣可大大加快全線的施工測(cè)量速度。

3.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)技術(shù)在公路施工測(cè)量中的應(yīng)用

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(Real Time Kinematic——RTK)定位技術(shù)，是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破，動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測(cè)階段有著廣闊的應(yīng)用前景，可以布設(shè)各等級(jí)的路線帶狀平面控制網(wǎng)、、路線中線、構(gòu)造物等測(cè)放工作。在公路施工過程中，動(dòng)態(tài)測(cè)量可以進(jìn)行施工放樣，通過設(shè)立基站和流動(dòng)站，全程只作業(yè)一次可完成整個(gè)作業(yè)范圍內(nèi)的中線及結(jié)構(gòu)物放樣，還可以在駐地設(shè)立永久基站，這樣就可以隨時(shí)進(jìn)行施工放樣，大大的節(jié)約了時(shí)間，比全站儀省去一部分輔助測(cè)量工作，從而節(jié)約了施工成本。

4 結(jié)束語

GPS技術(shù)作為一種測(cè)量新技術(shù)已成功應(yīng)用于道路勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工放樣等道路工程測(cè)量的各個(gè)方面，顯著地提高了工程測(cè)量的效益，改變了傳統(tǒng)的測(cè)量作業(yè)模式和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，成為道路工程測(cè)量的一種主要方法，在某些困難工程地點(diǎn)成了一種不可替代的方法。

［1］張勤，李家權(quán).全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量原理及其數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ).

［2］徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，等.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用.

［3］聶讓.高等級(jí)公路測(cè)量.

U416.1

C

1008-3383(2012)03-0019-01

2012-01-11

盧瑞峰(1981-)，男，助理工程師，從事高速公路路基、橋梁等工程施工測(cè)量及工程計(jì)量。