王東會

(河北省冀州市交通運(yùn)輸局)

1 GPS技術(shù)測量簡介

GPS即全球定位系統(tǒng)，是美國軍方研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)是二十世紀(jì)七十年代開始設(shè)計、研制，該系統(tǒng)具有全球性、全天侯、連續(xù)性的特點(diǎn)，能給各類用戶提供高精度的三維坐標(biāo)和準(zhǔn)確的定位。我國從二十世紀(jì)九十年代也進(jìn)口了GPS接收機(jī)，同時展開了各方面的研究工作，而且將GPS技術(shù)引入到公路工程測量中。該系統(tǒng)是新形式的測量系統(tǒng)，不僅速度快、精度高、而且快捷方便，當(dāng)路線穿越山區(qū)地帶時，尤其是在山區(qū)便面雜草灌木叢生的地區(qū)時，若是采用常規(guī)的測量方法就會遇到很多困難，例如測站之間以及測站和測點(diǎn)之間無法通視，測量距離受到限制等等。而GPS技術(shù)的引用就完全解決了這些難題。這也是GPS技術(shù)目前得到廣泛應(yīng)用的一個重要原因。

2 GPS技術(shù)測量的特點(diǎn)以及注意事項(xiàng)

在公路設(shè)計行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備迅速的發(fā)展的今天，公路設(shè)計也已實(shí)現(xiàn)CAD化，部分軟件開發(fā)設(shè)計時也想做到與地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品相兼容。建立測量、設(shè)計、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈，采集的數(shù)據(jù)和路線的設(shè)計通過電腦軟件直接轉(zhuǎn)換設(shè)計而成，實(shí)現(xiàn)公路勘測設(shè)計內(nèi)業(yè)和外業(yè)的一體化，這也是高等級公路設(shè)計技術(shù)發(fā)展的趨勢。目前的技術(shù)條件下GPS技術(shù)的引入正好填補(bǔ)了這一空白，是最好的選擇。GPS技術(shù)具有的全天候、精度高和連續(xù)性等特點(diǎn)，是先進(jìn)的測量手段，已經(jīng)融入到社會發(fā)展的各領(lǐng)域。我國公路工程建設(shè)中，GPS主要用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測定外控點(diǎn)等。目前我國已逐步采用GPS技術(shù)建立線路首級高精度控制網(wǎng)。在較大范圍內(nèi)的誤差達(dá)到了常規(guī)測量方法難以實(shí)現(xiàn)的精度，同時大大提高了工作效率。GPS技術(shù)測量的主要特點(diǎn)以及注意事項(xiàng)如下:

(1)測站之間不需通視。測站與測站之間以及測站與測點(diǎn)之間相互通視是常規(guī)測量的一個難題，GPS技術(shù)的應(yīng)用解決了這一困難，基站和移動站之間是靠無線電波信號傳輸數(shù)據(jù)，在采集和放樣時更加方便靈活。但要注意的是測站上空必須空曠開闊，測站要盡量遠(yuǎn)離高壓電線、通訊塔、密林以及湖邊等，避免接收GPS衛(wèi)星信號受到干擾。

(2)操作簡單、效率高。GPS測量設(shè)備的自動化程度較高，設(shè)計很人性化，在測量時測量員的工作主要是進(jìn)行基站和移動站的架設(shè)，并連接儀器設(shè)備，量取基站距離地面的高度和設(shè)置儀器的相關(guān)數(shù)據(jù)，而衛(wèi)星信號的鏈接以及基準(zhǔn)站和移動站之間信號的鏈接都是由儀器自動搜索完成。尤其是減少了常規(guī)測量儀器在各個測點(diǎn)之間移動架設(shè)的時間，一次架設(shè)設(shè)備可以測量幾公里到十幾公里，降低測量人員的作業(yè)強(qiáng)度，大大提高工作效率。

(3)測量成果的質(zhì)量可靠。GPS測量數(shù)據(jù)的采集都是由系統(tǒng)自動采集并記錄，不存在讀數(shù)、記錄等人為因素產(chǎn)生的誤差，還避免了長距離測量時光線折射對儀器的影響，避免了風(fēng)吹動儀器晃動帶來的數(shù)據(jù)誤差，測量距離越長其優(yōu)越性越突出，其作業(yè)過程全部由微電子技術(shù)、微電腦技術(shù)控制，自動數(shù)據(jù)處理和平差計算。非常適合大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重地區(qū)和地形條件惡劣的山區(qū)等。

(4)GPS技術(shù)定位精確。GPS的實(shí)時動態(tài)定位模式在公路測量中的精度可達(dá)到1～3cm。每個測點(diǎn)都是獨(dú)立完成采集和放樣，不產(chǎn)生累計誤差，是常規(guī)測量儀器所無法達(dá)到的。但要注意的是，架設(shè)基準(zhǔn)站時位置要盡量高出移動站測區(qū)的高程，避免雷雨天氣或者天空云量較多的天氣，其儀器測量數(shù)據(jù)一定要在固定解的情況下測量。

(5)提供三維坐標(biāo)。GPS測量應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域就是進(jìn)行高程測量。特別是在當(dāng)前高等級公路逐漸向地形條件惡劣的山區(qū)發(fā)展的形勢下，GPS測量能克服常規(guī)的測量中所遇到的困難，在精確測定位平面位置的同時，還可以精確測定大地的高程。

3 GPS測量在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用在大比例地形圖的繪制

高等級公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行，用傳統(tǒng)方法測圖工作量大而且速度慢。而使用實(shí)時GPS動態(tài)測量，構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖，而且采集速度快，可以大大降低測圖的難度，既省時又省力。

3.2 進(jìn)行公路中線以及邊線的放樣

當(dāng)設(shè)計單位在完成了公路縱橫斷面的圖紙?jiān)O(shè)計后，接下來的就是由施工單位進(jìn)行復(fù)核以及施工放樣。其基本作業(yè)方法是:首先架設(shè)基準(zhǔn)站并連接發(fā)射電臺與移動站，基準(zhǔn)站和移動站信號自動鏈接后，進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的校驗(yàn)，然后將預(yù)先輸入到手簿里邊的路線曲線要素調(diào)出，接著就可以進(jìn)行任意樁號的放樣。當(dāng)手簿屏幕顯示的設(shè)計點(diǎn)位與桿位重合時，在桿位處打樁寫號即完成一個點(diǎn)的放樣。當(dāng)放樣點(diǎn)不在中線時，只要將要放樣點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到手簿就可以進(jìn)行放樣。每個點(diǎn)的放樣后能馬上測得其高程，每個點(diǎn)都是獨(dú)立完成的，不產(chǎn)生累計誤差。

3.3 快速進(jìn)行公路橫斷面測量

公路中線確定后，為了計算路基填挖方量就要測定公路橫斷面，用常規(guī)的測量儀器測量時很難準(zhǔn)確的確定某個樁號的橫斷面，尤其在彎道路段時更是不容易觀察，用GPS測量橫斷面時在手簿屏幕會自動形成該樁點(diǎn)的橫斷面線，我們只要按照屏幕顯示的線移動測點(diǎn)即可，非常直接快捷，其測點(diǎn)之快是常規(guī)測量方法所不能達(dá)到的。與傳統(tǒng)的測量方法相比較，實(shí)時GPS測量在精度、速度等各方面都具有很明顯的優(yōu)勢。

3.4 山區(qū)雜草灌木地區(qū)測量

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，高等級公路也逐漸向山區(qū)、重丘區(qū)拓展。由于這些地區(qū)人煙稀少，山體植被繁茂，雜草灌木叢生，在采用常規(guī)測量方法時就會遇到測站與測站或者與測點(diǎn)之間無法通視的困難。另外山腳或者山谷等不容易測量的地方也會受到視線限制，GPS測量客服了這些困難，并且攜帶方便，非常適合行走不方便的山區(qū)以及視線受阻的地區(qū)的測量。

4 結(jié)束語

GPS測量技術(shù)以其定位精度高、測站之間無需通視、操作簡單并能提供三維坐標(biāo)的特點(diǎn)，在道路施工測量中發(fā)揮了常規(guī)儀器無可比擬的作用。是公路勘測手段和作業(yè)方法的重大變革，極大地提高了測量的精度和效率，其廣泛使用一定會取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，有著廣闊的應(yīng)用前景。