薛玉影+余去非+薛微

摘要GPS具有作業(yè)效率高、操作簡(jiǎn)單、定位精度高等特點(diǎn)，因此在道路工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。筆者對(duì)GPS的組成和特點(diǎn)進(jìn)行介紹，并結(jié)合具體的工程實(shí)例，簡(jiǎn)要探討GPS在道路測(cè)量工程中的應(yīng)用，希望能對(duì)類似工程起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞GPS；道路工程；地形測(cè)量

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0120-01

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)。是繼美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)定位的方式是以高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置為依據(jù)，根據(jù)空間距離交會(huì)的方式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，確定待測(cè)點(diǎn)實(shí)際位置。GPS的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下方面：測(cè)站之間不需要進(jìn)行通視，測(cè)量作業(yè)的效率非常高；定位精度高，同時(shí)可以提高測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；儀器操作簡(jiǎn)單，工作成果的質(zhì)量高；在任何時(shí)間、地點(diǎn)、氣候條件下均可進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)也不受距離的限制；觀測(cè)時(shí)間較短，可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量；可以在道路工程較多領(lǐng)域中應(yīng)用。

1工程概況

本工程為某市一一級(jí)公路測(cè)量工程。該道路為雙向4車道一級(jí)公路。本工程的道路全長(zhǎng)為34.51 km。在全路段內(nèi)一共有7座大橋、2座人性天橋、1座立交橋以及113道涵洞。

2GPS在道路工程中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 GPS靜態(tài)控制測(cè)量應(yīng)用

當(dāng)進(jìn)行GPS靜態(tài)控制測(cè)量時(shí)，可以無(wú)需要求通視，測(cè)量精度高，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)控制點(diǎn)快速的測(cè)定。因此在施工控制測(cè)量中，可以采用GPS靜態(tài)控制測(cè)量技術(shù)對(duì)全線導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，從而確?？刂凭W(wǎng)的精度，滿足施工要求。

本工程其中某合同段在進(jìn)行施工時(shí)，正處于冬寒季節(jié)，溫度較低，同時(shí)該路段穿越村莊，通視較差。因此本工程采取GPS對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行復(fù)核工作。從GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，本工程在進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)核工作時(shí)，分為技術(shù)設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施以及數(shù)據(jù)處理等三個(gè)階段。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，最終可以知道導(dǎo)線精度滿足施工要求。

2.2 RTK在地形測(cè)量中的應(yīng)用

GPS靜態(tài)型相對(duì)定位系統(tǒng)需要花費(fèi)時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的定位，因此在進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理之后，如果出現(xiàn)精度無(wú)法滿足要求的情況，就要及時(shí)進(jìn)行返工測(cè)量。采取RTK技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)定位的有效對(duì)策。

采用RTK測(cè)量技術(shù)可以極大的提高工程放樣、地形測(cè)土以及控制測(cè)量作業(yè)等外業(yè)的工作效率。本工程其中某合同段在進(jìn)行GPS應(yīng)用的時(shí)候，采取的就是RTK-GPS測(cè)量定位技術(shù)。該測(cè)量技術(shù)的精度比較高，能夠達(dá)到厘米級(jí)，能夠很好的滿足道路工程測(cè)量的需要，因此在道路工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。RTK-GPS在道路工程測(cè)量中建立控制網(wǎng)的具體的作業(yè)流程如下：室內(nèi)設(shè)計(jì)→外業(yè)施測(cè) →常規(guī)方法檢測(cè)→成果檢查整理。

2.2.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)

以工程項(xiàng)目原有的導(dǎo)線控制為依據(jù)，選擇不能少于4個(gè)四等控制點(diǎn)作為一個(gè)作業(yè)單元，進(jìn)行一級(jí)控制點(diǎn)的布設(shè)，具體要求如下：精度比較高，導(dǎo)線點(diǎn)要穩(wěn)固，無(wú)樹(shù)木遮擋，視野開(kāi)闊，并在其附近不存在高壓電。

2.2.2 外業(yè)施測(cè)

要確定不能少于6個(gè)原導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行初始化，為了確保校核文件能很好的與所測(cè)地形進(jìn)行擬合，要求所選擇的導(dǎo)線控制點(diǎn)必須均勻的分別在全線內(nèi)，在校核文件中，導(dǎo)線控制點(diǎn)的數(shù)量與處理的精度成正比。當(dāng)導(dǎo)線控制點(diǎn)校核之后，即可任意在全線內(nèi)布置GPS基站，不但可以方便進(jìn)行實(shí)地放樣工作，同時(shí)也可以確保測(cè)量的精度。作業(yè)過(guò)程如下：在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)線控制點(diǎn)的加密時(shí)，可以直接對(duì)初始化的結(jié)果進(jìn)行檢查，當(dāng)對(duì)流動(dòng)站進(jìn)行架設(shè)時(shí)，可以采用快速對(duì)中支架實(shí)現(xiàn)精確對(duì)中。通常情況下衛(wèi)星的數(shù)量應(yīng)在5顆以上；測(cè)量時(shí)間應(yīng)控制在1min以上；水平的存儲(chǔ)限差控制為10 mm，而垂直則為20 mm，當(dāng)解算出的固定解滿足要求之后即可進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.2.3 常規(guī)方法檢測(cè)

當(dāng)對(duì)加密的施工控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核時(shí)，可以采用全站儀和水準(zhǔn)儀。采用全站儀對(duì)施工控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)誤差在2~10 mm以內(nèi)，滿足施工精度的要求；采用水準(zhǔn)儀對(duì)高程進(jìn)行復(fù)核，其誤差在-10~10 mm之間，滿足路基施工要求。

2.2.4 成果檢查整理

對(duì)于加密的施工控制點(diǎn)，應(yīng)采用RTK-GPS測(cè)量技術(shù)進(jìn)行3次的測(cè)量。

1）原地面土石方量復(fù)核。采用RTK-GPS測(cè)量技術(shù)，在全路線內(nèi)架設(shè)GPS基站，可以實(shí)現(xiàn)2臺(tái)GPS流動(dòng)站的同時(shí)測(cè)量，解決了山區(qū)視線條件差的問(wèn)題，同時(shí)所需的工作人員較少，只需5人。通常情況下一個(gè)流動(dòng)站在一天內(nèi)可以完成0.8~1.5 km的測(cè)量作業(yè)，其工作效率是常規(guī)的全站儀和鋼尺作業(yè)的3倍以上。

2）RTK-GPS實(shí)地放樣。當(dāng)在前期對(duì)橋樁的地理位置、路線走向以及公路征地范圍進(jìn)行確定時(shí)，施工放樣作業(yè)需要采用GPS進(jìn)行測(cè)量。采用“1+2”系列的RTK-GPS測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)2臺(tái)流動(dòng)站的同時(shí)作業(yè)，其作業(yè)范圍為基準(zhǔn)為中心的2 km范圍內(nèi)。這樣可以很好的節(jié)約人力和物力，實(shí)現(xiàn)快速和精確的測(cè)量。在山區(qū)路基施工中，地形起伏較大，通常情況下坡腳線較遠(yuǎn)，采用GPS測(cè)量技術(shù)可以很好的根據(jù)設(shè)計(jì)要求測(cè)定出填方坡腳線，并實(shí)時(shí)現(xiàn)實(shí)坐標(biāo)和高程，這樣可以方便的進(jìn)行邊坡的調(diào)整，同時(shí)還節(jié)約了大量的人力和物力。當(dāng)對(duì)涵洞進(jìn)行實(shí)地放樣時(shí)，采用GPS測(cè)量技術(shù)可以無(wú)需進(jìn)行連續(xù)架站，可以直接獲得高程數(shù)據(jù)。

3施工常見(jiàn)問(wèn)題以及解決措施

1）GPS接受信號(hào)穩(wěn)定性問(wèn)題。采用GPS測(cè)量技術(shù)在實(shí)際作業(yè)中可能出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定的問(wèn)題，或者出現(xiàn)某個(gè)區(qū)域精度偏差的問(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題可以采用的措施為：在進(jìn)行GPS點(diǎn)選擇時(shí)，盡量避開(kāi)樹(shù)木遮擋多的位置，同時(shí)地勢(shì)盡量高些。在進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，避免出現(xiàn)基站點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)的問(wèn)題。

2）測(cè)量時(shí)段對(duì)GPS精度的影響。當(dāng)全天的不同時(shí)段內(nèi)，GPS所接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)不同，其測(cè)量精度也不同。因此在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，要認(rèn)真統(tǒng)計(jì)施工區(qū)域衛(wèi)星數(shù)量，并且盡量選擇衛(wèi)星數(shù)量多的時(shí)段內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。

3）GPS測(cè)量精度優(yōu)化。可以提高GPS定位精度的措施為：選用性能可靠的GPS接收機(jī)設(shè)備；加強(qiáng)測(cè)量人員的專業(yè)水平；優(yōu)化工程測(cè)量方案；采用GPS與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行相互的校核。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了追求更快速有效、更精確的道路測(cè)量，GPS逐漸廣泛地應(yīng)用到道路測(cè)量當(dāng)中。文章通過(guò)結(jié)合筆者從事多年的道路測(cè)量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合具體的工程實(shí)例，針對(duì)道路測(cè)量中應(yīng)用GPS的具體實(shí)施展開(kāi)探討，同時(shí)總結(jié)出道路測(cè)量中的有關(guān)注意事項(xiàng)，為同行提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李艷紅.道路測(cè)量中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展探究[J].科技與企業(yè)，2013（04）.

[2]郭井剛.淺談GPS在道路測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2009（08）.

endprint