祖磊

（寧夏科立誠(chéng)工程監(jiān)理有限公司寧夏銀川　750001）

GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

祖磊

（寧夏科立誠(chéng)工程監(jiān)理有限公司寧夏銀川750001）

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，GPS測(cè)量技術(shù)取得了一定的進(jìn)展，其在公路施工中的應(yīng)用得到越來越廣泛的應(yīng)用，為公路順利施工提供了巨大的便利和數(shù)據(jù)參考。

GPS測(cè)量技術(shù)；公路施工；應(yīng)用

前言

GPS測(cè)量技術(shù)是一種全新的探測(cè)技術(shù)手段，它具有高速度、低成本、高精準(zhǔn)度等特點(diǎn)，現(xiàn)今已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到建筑工程的領(lǐng)域當(dāng)中，為建筑工程提供了可靠的數(shù)據(jù)參考以及便利。使用GPS的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)還可以對(duì)道路的施工放樣以及對(duì)橋梁的動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。利用GPS靜態(tài)相對(duì)的定位技術(shù)，還可以布置精密的工程監(jiān)控網(wǎng)，可用于橋梁工程以及隧道施工的控制當(dāng)中。本文主要是講述了GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的具體應(yīng)用。

1　GPS的含義與特點(diǎn)

1.1GPS定位系統(tǒng)的的特性

該系統(tǒng)在觀測(cè)定位擁有很高的精準(zhǔn)度，觀測(cè)站之間不需要通視，且觀測(cè)所用的時(shí)間短，儀器在操作時(shí)簡(jiǎn)單方便，還可以全球全天候來進(jìn)行定位探測(cè)[1]。

1.2GPS的組成

GPS的構(gòu)造可以分為地面監(jiān)控站、空間衛(wèi)星星座以及用戶設(shè)備等三個(gè)重要的部分。地面監(jiān)控是由三個(gè)輔助站、五個(gè)監(jiān)測(cè)站以及遍布全球的每一個(gè)控制站來組成的[2]。空間衛(wèi)星星座由三顆在軌備用的衛(wèi)星以及二十一個(gè)工作的衛(wèi)星來組成的，這二十四顆衛(wèi)星在六個(gè)平面之內(nèi)均勻的分布著。用戶設(shè)備由數(shù)據(jù)出來的相關(guān)軟件以及終端設(shè)備、GPS的接收機(jī)來組成的[3]。

2　GPS測(cè)量技術(shù)公路的工作準(zhǔn)備

在使用GPS測(cè)量技術(shù)公路之前，需要做好一切足夠的準(zhǔn)備，把關(guān)于公路工程的各種有關(guān)資料收集準(zhǔn)備好，一般來說這些資料主要包括以下：《公路的勘測(cè)規(guī)范》、《公路路基的施工技術(shù)規(guī)范》、《公路橋涵的施工技術(shù)范》《公路隧道的勘測(cè)規(guī)程》以及施工設(shè)計(jì)的圖紙、工程的招標(biāo)文件等等。把測(cè)量的整個(gè)計(jì)劃制定出來，把所有參與工程測(cè)量的工作人員組織起來，一起分析和探討各個(gè)工作細(xì)節(jié)，最后商討確定出選用測(cè)量符合公路特點(diǎn)的GPS測(cè)量技術(shù)。從當(dāng)前的情況來看，大多數(shù)都是使用靜態(tài)測(cè)量的來對(duì)公路的工程進(jìn)行測(cè)量，但是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)類測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，已經(jīng)漸漸的替代靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，被廣泛的運(yùn)用在公路工程的探測(cè)中[4]。

3　GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的實(shí)際應(yīng)用

一般來說，GPS測(cè)量技術(shù)手段可以分為以下三種（如圖1）：

3.1GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)在公路施工中的實(shí)際應(yīng)用

圖1　

3.1.1關(guān)于GPS點(diǎn)線路的初具體定位

每當(dāng)街道測(cè)量工作的任務(wù)結(jié)束之后，應(yīng)該要組織人員對(duì)于測(cè)量的路線的大概走向進(jìn)行一個(gè)初步勘察和了解，掌握沿線GPS點(diǎn)的具體情況和位置，并且要做好相關(guān)的調(diào)查，明確附近是否存在高等級(jí)的GPS來進(jìn)行聯(lián)測(cè)，從而進(jìn)行復(fù)測(cè)的工作。

3.1.2關(guān)于GPS的點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)的設(shè)計(jì)

GPS的點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)的布置需要按照公路不同的等級(jí)沿線的地形地貌、地理環(huán)境與作業(yè)時(shí)的衛(wèi)星接收情況，在精度方面需要要求多個(gè)因素來進(jìn)行綜合考慮，確定出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。這是因?yàn)镚PS的監(jiān)控網(wǎng)是由公路的首級(jí)控制的，需要使用其它的測(cè)量手段來進(jìn)行加密，所以在沿線必須要每隔5～10km就布置一個(gè)相對(duì)同時(shí)的GPS點(diǎn)[5]。從理論的角度來分析，GPS點(diǎn)在進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候只需要三個(gè)GPS點(diǎn)來布置GPS觀測(cè)儀，與此同時(shí)，就可確定出觀測(cè)的三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)公路測(cè)量自身具備的特點(diǎn)所使用大約四臺(tái)左右的接收機(jī)，這個(gè)時(shí)候可以同時(shí)觀測(cè)到四個(gè)GPS點(diǎn)，可以在很大的程度上來提高前線測(cè)量的速度[6]。

3.1.3關(guān)于GPS的觀測(cè)儀器的的布置

GPS點(diǎn)的觀測(cè)衛(wèi)星的總數(shù)以及觀測(cè)的共同時(shí)間都應(yīng)該要符合規(guī)范的需求，大多在進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)的時(shí)候，來規(guī)定有效的觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量以及觀測(cè)時(shí)間從而來符合規(guī)范的對(duì)應(yīng)的等級(jí)上的要求。

3.1.4關(guān)于GPS點(diǎn)的埋石和選點(diǎn)

在進(jìn)行GPS選點(diǎn)的時(shí)候，要把人員的控制和選線當(dāng)做主要的依據(jù)，所選擇的點(diǎn)一定要方便日后的工作以及應(yīng)用的點(diǎn)位，在進(jìn)行埋石的時(shí)候，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)化的要求對(duì)標(biāo)石進(jìn)行埋選，并在現(xiàn)場(chǎng)做好記錄工作。

3.1.5關(guān)于GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理

當(dāng)觀測(cè)任務(wù)完成之后，需要把收集到GPS數(shù)據(jù)輸入電腦，同時(shí)要使用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，該過程一般來說可以分為基線的解算和校核、GPS的監(jiān)控網(wǎng)的平差計(jì)算這兩個(gè)步驟[7]。在每個(gè)型號(hào)的接收機(jī)上都會(huì)配置有對(duì)應(yīng)的平差處理的軟件。型號(hào)不同的處理軟件，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與格式也是有所差異的，規(guī)定此數(shù)據(jù)可以按早國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來進(jìn)行相互交換，從而選擇平差結(jié)構(gòu)的精度比較高的軟件，同時(shí)這也是在選擇相應(yīng)處理軟件的一種方法。同時(shí)，還需要看看軟件是否操作簡(jiǎn)單、易懂等等，如果可以提供出全面的平差的報(bào)告那么就是最好的，進(jìn)行人性化的調(diào)試，從而得出更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)。

3.1.6關(guān)于GPS監(jiān)控網(wǎng)的加密

在首級(jí)的GPS監(jiān)控網(wǎng)需要借助全站儀時(shí)測(cè)量附合導(dǎo)線的手段來把加密的工作做好。按照GPS的分部來把路線相應(yīng)的分成幾段，對(duì)每一段進(jìn)行單獨(dú)的附合的導(dǎo)線的測(cè)量，確保每一段的附合與導(dǎo)線開始于GPS的點(diǎn)上，也結(jié)束于GPS點(diǎn)上。

3.2GPS實(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在公路施工中的實(shí)際應(yīng)用

在公路的施工過程中，需要借助GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波的相位差分的定位技術(shù)，從而順利完成傳統(tǒng)的測(cè)量手段里帶狀圖的測(cè)量，例如對(duì)圖根加密的控制、控點(diǎn)的測(cè)定以及施工放樣的測(cè)量等等[8]。在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下把點(diǎn)位三維數(shù)據(jù)的信息找出來，成為現(xiàn)今GPS技術(shù)發(fā)展一項(xiàng)重大的突破。因?yàn)樗梢噪S時(shí)隨地的把檢驗(yàn)厘米級(jí)別的高精準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果可靠的提供出來，可以在很大的程度上提高作業(yè)的效率。為此，被廣泛的應(yīng)用在公路工程當(dāng)中。在公路的直線段就可以使用這種直線的定位功能：在道路的放樣中經(jīng)常會(huì)用到直線的定位。Stake進(jìn)行測(cè)量，可以把定線導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示出來，從而讓你快速的上線，等到到達(dá)待定的直線之后，立刻會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的Oline的提醒，此時(shí)，可以對(duì)存儲(chǔ)點(diǎn)位以及地面的高程的坐標(biāo)進(jìn)行踩點(diǎn)。而在路線曲線段上，可以使用手簿上曲線的放樣功能，把曲線設(shè)定好，例如圓的曲線或者是緩和曲線的邊線、中線以及參數(shù)等等，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)可以使你加快引導(dǎo)上線。為此，這種快速方樣的方式，不需要借助到對(duì)將來把導(dǎo)航的數(shù)據(jù)與方向進(jìn)行傳遞，采用流動(dòng)站來把畫面導(dǎo)航出來，可以讓你輕易的地上點(diǎn)，從而大大的提高了公路勘測(cè)的效率。

當(dāng)前，在我國(guó)公路施工過程當(dāng)中，仍然沒有完全摒棄傳統(tǒng)施工的測(cè)量模式與方法，這給我國(guó)高等級(jí)的公路快速建設(shè)發(fā)展產(chǎn)生了阻礙。為此，在今后公路的施工過程當(dāng)中，我們需多采用GPS高科技的數(shù)字化這種工具加快公路的測(cè)量速度，并對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，從根本上來提高公路的質(zhì)量。

3.3一般GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的具體應(yīng)用

在過去，GPS測(cè)量技術(shù)受到限制，所以很多公路工程只能使用一般GPS測(cè)量技術(shù)。這種測(cè)量技術(shù)很難要工作人員根據(jù)工程的實(shí)際情況來來制定出下一步的測(cè)量計(jì)劃，衛(wèi)星的高度截止角、幾何精度因子、觀測(cè)的時(shí)段等等。在實(shí)際的技術(shù)操作過程當(dāng)中，測(cè)量的人員必須要儀器進(jìn)行檢查，確保完好無損好，保證其可以提供出足夠的電力，并且要重新對(duì)采集器的軟件的情況進(jìn)行復(fù)核[9]。

4　加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培養(yǎng)力度，提高他們的技測(cè)量能力

以上所述我們可以知道，雖然GPS測(cè)量技術(shù)操作起來簡(jiǎn)單便捷，但是也還是需要一定的科學(xué)測(cè)量水平和知識(shí)來作為基礎(chǔ)的，在測(cè)量的時(shí)候，必須要確保測(cè)量人員具備豐富的測(cè)量知識(shí)、測(cè)量經(jīng)驗(yàn)、測(cè)量技術(shù)才能夠確保測(cè)量出來的結(jié)果具有可靠性。為此，有關(guān)部門應(yīng)該要在人才培養(yǎng)的方面引起高度的重視，加強(qiáng)對(duì)該類技術(shù)人員的培養(yǎng)，要求他們除了要掌握豐富的GPS測(cè)量技術(shù)知識(shí)以外，還必須要高度熟悉GPS測(cè)量技術(shù)操作的流程，在實(shí)際的操作過程當(dāng)中，盡量避免出現(xiàn)誤差，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，為下一步的工作提供正確的指導(dǎo)依據(jù)。

5　結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今的GPS測(cè)量技術(shù)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用在公路施工過程中，為公路施工帶來了巨大的便利和有效的數(shù)據(jù)參考。今后，有關(guān)部門應(yīng)該還要不斷的對(duì)該技術(shù)進(jìn)行探索，使之更加完善，在日后的工程事業(yè)提供起到更大的促進(jìn)作用，從根本上來提高我國(guó)工程建筑的最終質(zhì)量。

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1673-0038（2015）26-0314-02

2015-3-25

祖磊（1984-），男，助理工程師，大專，主要從事公路施工技術(shù)測(cè)量工作。