GPS在公路施工中的應(yīng)用

摘要：文章通過(guò)對(duì)GPS在公路施工中的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)測(cè)量方式的介紹，提出了GPS在公路施工中的新方法，對(duì)GPS在公路施工中的發(fā)展進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：GPS；公路施工；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U412.24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）20-0144-01

GPS為公路施工提供了一個(gè)嶄新的定位測(cè)量手段，GPS定位技術(shù)具有精度高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于橋梁工程、隧道的施工控制，應(yīng)用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)進(jìn)行各種道路施工放樣，橋梁的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

1GPS簡(jiǎn)介

①GPS構(gòu)成。GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)。GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備等組成。

②GPS定位系統(tǒng)的特點(diǎn)。定位精度高，觀測(cè)時(shí)間短，測(cè)站間無(wú)需通視，儀器操作簡(jiǎn)便，全球全天候定位。

2GPS靜態(tài)測(cè)量方式在施工中的應(yīng)用

GPS靜態(tài)測(cè)量方式主要是 建立公路施工首級(jí)控制網(wǎng)，與傳統(tǒng)的三角測(cè)量和導(dǎo)線測(cè)量相比，用GPS建立公路勘測(cè)首級(jí)控制網(wǎng)有以下主要特點(diǎn):相對(duì)平面定位精度較高，一般可達(dá)幾個(gè)ppm的精度; 作業(yè)速度較快，平均每天可觀測(cè)10～15個(gè)點(diǎn)左右；經(jīng)濟(jì)效益好，外業(yè)投入的人員較少，因而用GPS建立公路施工首級(jí)控制網(wǎng)的費(fèi)用僅相當(dāng)于常規(guī)方法的1/4左右。為了減少投影變形，方便施工放樣，一般采用測(cè)區(qū)平均子午線為中央子午線，即采用獨(dú)立坐標(biāo)系。施工中，建立收集施工控制網(wǎng)時(shí)，先進(jìn)行控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)，即首先對(duì)控制網(wǎng)有一個(gè)網(wǎng)形狀的布置，點(diǎn)的連接應(yīng)如何進(jìn)行都是技術(shù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。技術(shù)設(shè)計(jì)完成后就需要實(shí)地進(jìn)行選點(diǎn)，為防止施工階段對(duì)GPS點(diǎn)位的損壞，GPS點(diǎn)位一般應(yīng)選在施工影響范圍以外，以便長(zhǎng)期保存；GPS點(diǎn)間至少要有一個(gè)通視方向，按照公路GPS 測(cè)量規(guī)范的要求，為了便于后續(xù)導(dǎo)線測(cè)量（附合導(dǎo)線）的順利進(jìn)行，在GPS點(diǎn)布設(shè)時(shí)，應(yīng)每隔5 km左右設(shè)置一對(duì)相互通視的GPS點(diǎn)（兩點(diǎn)間距應(yīng)在300 m以上）；GPS網(wǎng)布網(wǎng)作業(yè)選點(diǎn)時(shí)，為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量，要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開(kāi)闊，在10°~15°高度角以上不能有成片的障礙物。 為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾，在測(cè)站周?chē)s200 m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。 為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用，測(cè)站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方。 選點(diǎn)完成后，就要進(jìn)行外業(yè)的觀測(cè)，外業(yè)觀測(cè)過(guò)程中需要注意。外業(yè)觀測(cè)完成后，就需要對(duì)外業(yè)觀測(cè)所得到的基線向量進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并對(duì)由合格的基線向量所構(gòu)建成的GPS基線向量網(wǎng)進(jìn)行平差解算，得出網(wǎng)中各點(diǎn)的坐標(biāo)成果。如果需要利用GPS測(cè)定網(wǎng)中各點(diǎn)的正高或正常高，還需要進(jìn)行高程擬合。還要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，即根據(jù)整個(gè)GPS網(wǎng)的布設(shè)及數(shù)據(jù)處理情況，進(jìn)行全面的技術(shù)總結(jié)。

3GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方式在施工中的應(yīng)用

在公路施工階段，主要是利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分定位技術(shù)RTK來(lái)完成傳統(tǒng)測(cè)量方法中的圖根加密控制、像控點(diǎn)測(cè)定、帶狀圖測(cè)繪以及施工放樣測(cè)量等工作，并在統(tǒng)一坐標(biāo)系下提供點(diǎn)位的三維數(shù)據(jù)信息，是當(dāng)代GPS技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大突破。由于它能實(shí)時(shí)提供經(jīng)過(guò)可靠性檢驗(yàn)的厘米級(jí)精度的測(cè)量成果，顯著地提高了作業(yè)效率，因而在公路工程中有著廣闊的應(yīng)用前景。在公路的直線段可以采用RTK的直線定位功能：直線定位最常用于道路放樣。Stake to line測(cè)量顯示出的定線導(dǎo)航數(shù)據(jù)能使你快速上線，一旦到達(dá)待定直線，便出現(xiàn)On the line提示，便可存儲(chǔ)點(diǎn)位坐標(biāo)，采集地面高程。在路線的曲線段可以采用RTK手簿上的曲線放樣功能，先設(shè)定好曲線，如圓曲線或緩和曲線參數(shù)，中線、邊線等，導(dǎo)航數(shù)據(jù)將使你快速引導(dǎo)上線。由于快速RTK用于放樣，無(wú)需對(duì)講機(jī)傳遞導(dǎo)航數(shù)據(jù)和方向，流動(dòng)站導(dǎo)航畫(huà)面，讓你輕松上點(diǎn)，大大提高公路勘測(cè)效率。

目前，我國(guó)的公路施工過(guò)程中仍然沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的施工測(cè)量模式和方法，制約了我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展。所以在今后的公路施工過(guò)程中，要更多采用GPS的高科技數(shù)字化工具，這樣可以有效的加快公路測(cè)量速度，優(yōu)化施工方案，提高公路質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭東.GPS-RTK在公路施工中的應(yīng)用初探[J].科學(xué)之友，

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