GPS測量技術及其在公路施工中的應用

王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

GPS測量技術及其在公路施工中的應用

王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

先對GPS技術進行了概述，接著分析了GPS測量技術在公路施工中的應用，最后談到了要加強測量技術類人員的培養，提升GPS技術于公路測量上應用。

GPS測量技術；公路施工；應用

GPS給公路的施工提供一個嶄新定位的測量手段，GPS的定位技術具有成本低、速度快、精度高等優點，并且應用GPS的靜態相對的定位技術，可布設精密的工程控制網，可用于隧道施工控制、橋梁工程，使用GPS的實時動態(即RTK)類定位技術可進行各種橋梁動態的監測和道路的施工放樣。

1 GPS概述

1.1 GPS的構成

GPS是由用戶設備、地面監控站以及空間衛星星座這三部分所構成的。GPS的用戶設備是由GPS的接收機、數據處理的軟件和它的終端設備組成。GPS的地面監控站是由遍布于全球一個主要控制站、三個輔助站與五個監測站所組成。GPS的空間衛星星座是由21個工作衛星與3顆在軌備用的衛星所組成，這24顆衛星平均分布于6個平面之內。

1.2 GPS的定位系統特點。觀測時間短，定位精度高，觀測站之間無需通視，儀器的操作比較簡便，可全天候全球進行定位。

2 GPS測量技術在公路施工中的應用

2.1 GPS的公路測量的準備工作

在應用GPS實行公路測量的時候，需首先在測量工作之前做足基礎準備的工作，收集好公路工程的相關資料，準備好《公路隧道的勘測規程》、《公路橋位的勘測規程》、《公路的勘測規范》、《公路橋涵的施工技術規范》、《公路路基的施工技術規范》、工程的《招標文件》和施工設計的圖紙與測設的成果之類的資料。擬定測量作業的計劃，組織相關的測量人員于工程的設計方案進行分析評價。最終來選擇符合公路的工程特點GPS的測量技術來進行公路的工程測量。當前公路的工程測量里大多使用常規的靜態GPS類測量方式來進行公路的工程測量。伴隨實時動態類測量技術發展，實時動態類測量技術應用逐漸地增多，向著公路的工程測量的主流方向來發展。

2.2 GPS靜態測量方式于施工中的應用

2.2.1 GPS的點與線路初步的定位

當接到外業的測量任務以后，組織人員應對路線走向進行一個初步勘察與了解，明白沿線GPS點的具體位置和情況，并調查路線的附近是否有高等級GPS點來進行聯測繼而進行復測的工作。

2.2.2 GPS的點控制網設計

GPS的控制網布設需根據公路的等級，沿線的地理環境、地形地貌與作業時的衛星接收情況，精度上的要求多個因索來綜合考慮優化的設計方案。這是由于GPS的控制網是公路首級的控制時，要采用其它的測量方法進行一定的加密，所以沿線須每5—10KM就布設一個相對通視GPS的點，從理論上來說GPS點在觀測時只需于3個GPS的點上布設GPS觀測儀與此同時觀測就可確定3個點坐標，依據公路測量的本身特點多采用4臺左右的接收機是，這可同時觀測到4個GPS的點，可以大大地加快全線測量的速度。

2.2.3 GPS的選點與埋石

GPS在選點時以選線和控制人員作為主要的依據，需選擇利于工作和以后的應用點位;在埋石時需按規范化地要求來埋選標石，現場做好相關的點記工作。

2.2.4 布設GPS觀測儀以進行觀測

GPS點的觀測共同時間、其有效觀測的衛星總數都應滿足規范的要求，大多于外業觀測的時候需規定觀測的時間和有效的觀測衛星數滿足規范的相應等級上的要求。

2.2.5 處理GPS的觀測數據

在外業的觀測結束以后需把GPS的數據導入計算機里，使用相應軟件來進行數據處理與數據的分析，其過程一般分為基線的解算和校核、GPS的控制網的平差計算這兩步。每個型號接收機均配有相應平差處理的軟件，不同的型號接收機與處理軟件，其生成數據的格式是不同的，要求此數據可通過國際的標準格式實行相互的轉換，繼而對不同格式數據的結果精度實行比較，來選擇平差結果的精度比較高軟件，而這也是在選擇相應處理軟件時的方法，此外還需看軟件是否方便快捷、簡單易懂，如果能提供全面平差的報告就是最好的，實行人性化的調試，得到更優的數據處理上的結果。

2.2.6 加密GPS的控制網

首級的GPS控制網需利用全站儀時測量附合導線方法來進行加密的工作，把路線依據GPS的分布來分成若干不同的段，每段需單獨進行附合的導線測量，以保證每段的附和導線均始于GPS點，也終于GPS點上。

2.3 GPS動態測量方式于施工中的應用

公路施工的階段，需利用GPS的實時動態載波的相位差分的定位技術來完成傳統的測量方法里帶狀圖的測繪、像控點的測定、圖根加密的控制及施工放樣的測量之類的工作，于統一的坐標系下找出點位三維數據的信息，為當代的GPS技術發展重大的突破。因為它能實時地提供經可靠性檢驗厘米級的精度測量成果，可顯著提高作業的效率，所以在公路工程上具有十分廣闊應用的前景。于公路直線段就可以采用此種直線的定位功能:直線的定位常用于道路的放樣中。Stake測量可顯示的定線導航數據讓你快速的上線，到達待定的直線后，即會出現相應On line提醒，可采集地面的高程與存儲點位的坐標。而在路線曲線段可采用手簿上曲線的放樣功能，設定好曲線，比如圓曲線或者緩和曲線的參數，邊線、中線等，相應導航數據能使你快速地引導上線。因為此種快速放樣的方法，不需要對講機來傳遞導航的數據與方向，使用流動站來導航畫面，可讓你輕松地上點，可極大提高公路的勘測效率。

當前，我國公路的施工過程里，依然未能擺脫傳統施工的測量模式與方法，這大大制約我國高等級的公路建設發展。因此今后公路的施工過程里，我們需多地采用GPS高科技的數字化這種工具，這就可有效加快公路的測量速度，并優化施工的方案，提高公路的質量。

2.4 常規GPS測量人技術于施工中的應用

因為工程測量的技術條件上限制之類的原因，許多的工程使用常規的GPS測量情況十分常見。它的測量工作實施需測量部門于觀測以前根據工程的實際情況來制定觀測的計劃，確定觀測的時段數以及幾何精度因子、衛星的高度截止角等，以之作為基礎來進行作業過程里儀器調度。實際的操作過程里，測量人員需首先檢查儀器的完好狀態、保障其有足夠電力的供應，并且復核采集器的軟件情況。

3 加強測量技術類人員的培養，提升GPS技術于公路測量上應用

經過上述的論述我們可看出，雖然CPS于測量技術人員操作上的要求比較簡單，但它也需科學測量規劃來做基礎，用測量過程里嚴格的操作來完成測量的工作。這需測量企業或者相關部門要認識到測量技術人員于測量質量上重要性，加大測量技術人員的培養和相關培訓的工作，讓他們可熟練地掌握GPS的技術操作要點與要求，掌握GPS的測量儀器使用的方式，減少因為操作問題所造成誤差，提升測量的精準度，給公路工程施工奠定好的基礎。與此同時需認識GPS測量類技術于公路的測量工作應用中重要性，積極地采用現代的測量技術來提高公路的工程測量的質量，給公路的施工指明一個方向，促使我國的公路建設發展。

4 結論

現代的GPS的測量技術于公路測量上應用大大提高公路工程的測量工作效率、提升公路工程的測量質量。而GPS測量技術的優勢和較低測量通視的要求，讓它于現代公路的測量中應用也越來越多，這對公路的測量技術人員也提出更高要求。這要求現代的公路測量人員需認識到自身的知識結構的更新重要性，珍惜企業給自身提供培訓的機會，積極努力提高自身的專業技術和測量新技術掌握，給現代的測量技術應用打好基礎，同時也讓自身可緊跟時代的發展要求，適合現代的測量工作也奠定基礎。把測量人員的技術更新作為基礎，提高GPS的測量技術于現代的公路工程測量中應用，提高我國的公路建設施工整體質量提升。

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[2]周建鄭.GPS定位測量.黃河水利出版社,2010[3]李強.GPS測量技術的實施中的管理要點.公路工程,2009

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[5]孫曙光.公路施工測量新技術.測繪時代,2010

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.039