吳平

（甘肅省甘南公路管理局，甘肅　合作 747000）

GPSRTK技術(shù)在高等級(jí)公路施工的應(yīng)用

吳平

（甘肅省甘南公路管理局，甘肅合作 747000）

文章結(jié)合公路施工實(shí)踐，對(duì)用GPSRTK技術(shù)和常規(guī)測(cè)量技術(shù)比較，分析GPSRTK技術(shù)用于道路施工測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)。重點(diǎn)介紹GPSRTK技術(shù)在道路工程中應(yīng)用施工測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，以推動(dòng)傳統(tǒng)的道路施工測(cè)量方法的更新。

GPSRTK技術(shù)；高等級(jí)公路；施工

GPS技術(shù)是由美國(guó)研制，以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)能為全球提供全天侯、連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置，可滿足多方面的需求，目前GPS技術(shù)己廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)繪、城鎮(zhèn)規(guī)劃等多領(lǐng)域井發(fā)揮巨大作用，GPS技術(shù)在道路工程的應(yīng)用主要集中在導(dǎo)線控制測(cè)量上和勘測(cè)設(shè)計(jì)中，GPSRTK技術(shù)作為GPS二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，在設(shè)計(jì)勘察中，已大范圍應(yīng)用，但在施工中應(yīng)用不多。就GPSRTK技術(shù)與常規(guī)測(cè)量技術(shù)在臨夏至大河家公路中的應(yīng)用實(shí)際比較。

1　常規(guī)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用分析

由于道路工程一般都具有帶狀特點(diǎn)，因而在以往道路的施工中，利用各級(jí)控制點(diǎn)，采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行中線測(cè)量、邊線放樣、計(jì)算各個(gè)樁位的填挖工作量、線路土石方、路面鋪裝施工測(cè)量、里程樁標(biāo)定和道路竣工驗(yàn)收測(cè)量。常規(guī)測(cè)量需要控制點(diǎn)，而控制點(diǎn)要求都在視線較好的地方，所以公路改建中，基本上控制點(diǎn)都在公路上，在測(cè)量中，控制點(diǎn)容易丟失，經(jīng)常補(bǔ)測(cè)。受到交通車(chē)輛阻礙，經(jīng)常一輛車(chē)停在測(cè)量視線處，很長(zhǎng)時(shí)間找人挪車(chē)。測(cè)量組人員也較多，一組基本8人左右，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，生產(chǎn)成本居高不下。

2　GPSRTK技術(shù)在實(shí)際工程的具體應(yīng)用和比較

臨夏至大河家改建公路采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)段起點(diǎn)為臨夏市，途經(jīng)紅臺(tái)鄉(xiāng)、營(yíng)灘鄉(xiāng)、癿藏梁、終點(diǎn)大河家鎮(zhèn)，本標(biāo)段至別藏梁為止，全長(zhǎng)18.8km．沿線村莊密布，車(chē)流量較大，別藏梁段樹(shù)木較多，視線容易阻礙。根據(jù)業(yè)主安排，項(xiàng)目部與2011年12月進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行征地線測(cè)量，采用2臺(tái)全站儀，兩組人員同時(shí)測(cè)量，每組安排8人左右，一輛車(chē)，在征地線測(cè)量中，由于過(guò)往車(chē)輛較多，房屋沿線密布，進(jìn)度較慢，尤其在視線受阻處，需要打出轉(zhuǎn)點(diǎn)，方能完成邊線布設(shè)。改建公路基本是原路的加寬和彎道的取直。所以測(cè)量班組基本都在公路路面范圍內(nèi)活動(dòng)，雖然采取多種安全預(yù)防措施，如穿黃馬甲，加強(qiáng)安全教育，測(cè)量段立標(biāo)志牌和警示燈等措施，但過(guò)往車(chē)輛車(chē)速較高，安全隱患極大。經(jīng)常通行車(chē)輛插肩而過(guò)，在放線中，如履薄冰。全站儀測(cè)量要視線暢通，別藏梁段樹(shù)木林立，山坡雪多陡峭，短短的1km路用了6d時(shí)間，方才完成了任務(wù)。組員忽上忽下，也都筋疲力。合計(jì)20d時(shí)間方才完成了18.8km的征地線放線工作。

2012年3月，項(xiàng)目部進(jìn)場(chǎng)復(fù)線中，原征地線需要重新布設(shè)。本次測(cè)量中，采用拓普康GPSRTK儀器，該儀器使用方便，只有看見(jiàn)天空，便可以設(shè)置基準(zhǔn)站，所以可以不在公路上設(shè)站，安全有了極大的保障，流動(dòng)站單人操作，動(dòng)態(tài)顯示填挖值和離路中線寬度及樁號(hào)，如房屋遮擋處和復(fù)雜地形處，立點(diǎn)及測(cè)，不考慮視線通視。儀器的智能化讓測(cè)量非常簡(jiǎn)單便利，短短5d完成了原來(lái)常規(guī)儀器20d的測(cè)量任務(wù)，別藏梁段用了半天時(shí)間，就高精度的完成任務(wù)，人員也較少，5人可完成去年18人的工作量，測(cè)量?jī)x器遠(yuǎn)離了公路，所以安全上極大的保障。

GPSRTK儀器具備較強(qiáng)的測(cè)量功能，可方便地實(shí)測(cè)量數(shù)字化，可同時(shí)一次完成傳統(tǒng)測(cè)量方法中的放線、中樁、中平等工作，大大提高作業(yè)效率。在該路段的施工工程當(dāng)中，基本作業(yè)方法如下，首先在準(zhǔn)備中，進(jìn)行路線定線數(shù)據(jù)設(shè)置，把路線的交點(diǎn)坐標(biāo)及緩和曲線和圓曲線參數(shù)和縱斷面等數(shù)據(jù)輸入到手持手簿。以后測(cè)量過(guò)程中只需架設(shè)好基準(zhǔn)站，首先在一個(gè)位置比較開(kāi)闊的控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站接收機(jī)，通過(guò)手簿與基準(zhǔn)站接收機(jī)連接，輸入基準(zhǔn)站的編號(hào)和海拔高，接收機(jī)覘標(biāo)高，設(shè)置好基準(zhǔn)站，然后選擇附近另一個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合要求后，即可開(kāi)始放樣。在手簿里選擇好路線編碼，即可在手簿里動(dòng)態(tài)顯示實(shí)際樁號(hào)，流動(dòng)站的標(biāo)高和離路基中線寬度。三維數(shù)據(jù)方便的提供給測(cè)量者，通過(guò)簡(jiǎn)單的填挖值和中線寬度相關(guān)計(jì)算，算出坡腳線，根據(jù)導(dǎo)航圖的指示，移動(dòng)移動(dòng)站至計(jì)算寬度的位置即可，在橋梁和涵洞等構(gòu)造物放樣中。在流動(dòng)站的測(cè)設(shè)操作下，只要輸入要測(cè)設(shè)的點(diǎn)號(hào)，然后按解算鍵，顯示屏可用時(shí)顯示當(dāng)前桿位于和到設(shè)計(jì)樁位的方向與距離，移動(dòng)桿位；當(dāng)屏幕顯示桿位與設(shè)計(jì)點(diǎn)位重合時(shí)，在桿位處打樁寫(xiě)號(hào)即可。這樣逐樁進(jìn)行，可快速在地面上敷設(shè)放樣點(diǎn)。

3　GPSRTK測(cè)量成果的質(zhì)量控制

GPSRTK測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中必須進(jìn)行質(zhì)量控制。其方法主要有以下兩種：①已知點(diǎn)檢核比較法：在布測(cè)控制網(wǎng)的過(guò)程中，利用水準(zhǔn)儀、靜態(tài)GPS以及全站儀測(cè)出水準(zhǔn)點(diǎn)、GPS點(diǎn)以及導(dǎo)線點(diǎn)，其次使用RTK測(cè)量出控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)并對(duì)其做比較檢核，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)采取合理有效的措施予以解決。②重測(cè)檢核比較法：在每次初始化成功之后，首先重新測(cè)量?jī)傻饺齻€(gè)較高精度的控制點(diǎn)，確認(rèn)正確之后才能夠進(jìn)行RTK測(cè)量。實(shí)踐中采用GPSRTK儀器和全站儀和水準(zhǔn)儀測(cè)量的數(shù)據(jù)比較，高差誤差一般在3～5cm之間，最大為7cm；平面誤差一般在1～2cm之間，最大為2cm。完全滿足路基施工測(cè)量的精度要求。在和等控制點(diǎn)的校核中，平面誤差在1cm以內(nèi)。完全滿足規(guī)范要求

4　結(jié)語(yǔ)

GPSRTK代替常規(guī)測(cè)量是可行的，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。

1）可充分發(fā)揮GPS不需點(diǎn)間通視的優(yōu)勢(shì)，使選點(diǎn)工作更加靈活和方便，特別是在建筑物密集、植被茂密，通視條件較差地區(qū)，在很多地區(qū)，受視線阻礙的影響，常規(guī)測(cè)量常常費(fèi)用較大和效率較慢。采用GPSRTK技術(shù)代替常規(guī)測(cè)量可不受等以上等要素的限制，，經(jīng)濟(jì)效益顯著，在臨夏至大河家公路的施工測(cè)量中，在一年施工比較和考核中，使用GPSRTK儀器減少了一個(gè)測(cè)量組和8人左右及一臺(tái)車(chē)輛，預(yù)計(jì)一年測(cè)量費(fèi)用減少20萬(wàn)左右。

2）GPSRTK設(shè)站一次就能夠測(cè)量完3km半徑的測(cè)區(qū)，在很大程度上減少了測(cè)量器的設(shè)站次數(shù)以及傳統(tǒng)測(cè)量需要的控制點(diǎn)數(shù)量，移動(dòng)站一個(gè)人進(jìn)行操作就行，因而沒(méi)有較高的勞動(dòng)強(qiáng)度，而會(huì)有就快的作業(yè)速度，從而使得工作效率得到提高，便于施工進(jìn)度不受測(cè)量的影響，平均工作效率提高2倍以上。

3）由于GPSRTK儀器設(shè)點(diǎn)不受許多因素的影響，設(shè)置基準(zhǔn)站比較靈活，可以在避免交通車(chē)輛影響的地方設(shè)點(diǎn)，流動(dòng)站也遠(yuǎn)離公路，在需要測(cè)量的地方直接測(cè)量，不會(huì)發(fā)生交通事故，所以安全上的風(fēng)險(xiǎn)極大的降低。

4）施工過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量和比較，平面定位可以達(dá)到厘米級(jí)，其測(cè)量成果完全能滿足公路施工測(cè)量的要求。

不足之處，由于必須收到三顆以上衛(wèi)星的信號(hào)，在隧道等無(wú)法看見(jiàn)天空的地方不能應(yīng)用，在橋梁的樁基鋼筋定位中，也無(wú)法收到信號(hào)，不能測(cè)量?？傊?，GPSRTK技術(shù)不僅能達(dá)到較高的平面測(cè)量精度，而且大大提高了測(cè)量的工作效率，隨著GPSRTK技術(shù)的提高，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用到施工測(cè)量工作中?？纱蟠鬁p輕了測(cè)量人員的內(nèi)外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，因此GPSRTK技術(shù)在公路施工中有廣闊的應(yīng)用前景和具有重要的應(yīng)用。

［1］王勇智.GPS測(cè)量技術(shù)［M］.中國(guó)電力出版社，2003．

［2］王惠南.GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用［M］.甘肅科技，2009（8）．

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