GPS在工程測量中的應用

薛玉影+余去非+薛微

摘要GPS具有作業效率高、操作簡單、定位精度高等特點，因此在道路工程測量中廣泛應用。筆者對GPS的組成和特點進行介紹，并結合具體的工程實例，簡要探討GPS在道路測量工程中的應用，希望能對類似工程起到借鑒作用。

關鍵詞GPS；道路工程；地形測量

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0120-01

北斗衛星導航系統是我國自行研制的全球衛星定位與通信系統。是繼美國全球衛星定位系統和俄羅斯全球衛星導航系統之后第三個成熟的衛星導航系統。GPS系統定位的方式是以高速運動的衛星瞬間位置為依據，根據空間距離交會的方式來進行計算，確定待測點實際位置。GPS的應用優勢表現在以下方面：測站之間不需要進行通視，測量作業的效率非常高；定位精度高，同時可以提高測點的三維坐標；儀器操作簡單，工作成果的質量高；在任何時間、地點、氣候條件下均可進行測量，同時也不受距離的限制；觀測時間較短，可實現快速測量；可以在道路工程較多領域中應用。

1工程概況

本工程為某市一一級公路測量工程。該道路為雙向4車道一級公路。本工程的道路全長為34.51 km。在全路段內一共有7座大橋、2座人性天橋、1座立交橋以及113道涵洞。

2GPS在道路工程中的實際應用

2.1 GPS靜態控制測量應用

當進行GPS靜態控制測量時，可以無需要求通視，測量精度高，同時還能實現對控制點快速的測定。因此在施工控制測量中，可以采用GPS靜態控制測量技術對全線導線點進行復核，從而確保控制網的精度，滿足施工要求。

本工程其中某合同段在進行施工時，正處于冬寒季節，溫度較低，同時該路段穿越村莊，通視較差。因此本工程采取GPS對導線進行復核工作。從GPS靜態測量技術特點出發，本工程在進行導線復核工作時，分為技術設計、外業實施以及數據處理等三個階段。通過對測量數據的處理，最終可以知道導線精度滿足施工要求。

2.2 RTK在地形測量中的應用

GPS靜態型相對定位系統需要花費時間對數據進行處理，不能實現實時的定位，因此在進行內業處理之后，如果出現精度無法滿足要求的情況，就要及時進行返工測量。采取RTK技術是一種能夠實現實時定位的有效對策。

采用RTK測量技術可以極大的提高工程放樣、地形測土以及控制測量作業等外業的工作效率。本工程其中某合同段在進行GPS應用的時候，采取的就是RTK-GPS測量定位技術。該測量技術的精度比較高，能夠達到厘米級，能夠很好的滿足道路工程測量的需要，因此在道路工程測量中廣泛應用。RTK-GPS在道路工程測量中建立控制網的具體的作業流程如下：室內設計→外業施測 →常規方法檢測→成果檢查整理。

2.2.1 室內設計

以工程項目原有的導線控制為依據，選擇不能少于4個四等控制點作為一個作業單元，進行一級控制點的布設，具體要求如下：精度比較高，導線點要穩固，無樹木遮擋，視野開闊，并在其附近不存在高壓電。

2.2.2 外業施測

要確定不能少于6個原導線控制點進行初始化，為了確保校核文件能很好的與所測地形進行擬合，要求所選擇的導線控制點必須均勻的分別在全線內，在校核文件中，導線控制點的數量與處理的精度成正比。當導線控制點校核之后，即可任意在全線內布置GPS基站，不但可以方便進行實地放樣工作，同時也可以確保測量的精度。作業過程如下：在施工現場進行導線控制點的加密時，可以直接對初始化的結果進行檢查，當對流動站進行架設時，可以采用快速對中支架實現精確對中。通常情況下衛星的數量應在5顆以上；測量時間應控制在1min以上；水平的存儲限差控制為10 mm，而垂直則為20 mm，當解算出的固定解滿足要求之后即可進行存儲。

2.2.3 常規方法檢測

當對加密的施工控制點進行復核時，可以采用全站儀和水準儀。采用全站儀對施工控制點的坐標進行復核，發現誤差在2~10 mm以內，滿足施工精度的要求；采用水準儀對高程進行復核，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

對于加密的施工控制點，應采用RTK-GPS測量技術進行3次的測量。

1）原地面土石方量復核。采用RTK-GPS測量技術，在全路線內架設GPS基站，可以實現2臺GPS流動站的同時測量，解決了山區視線條件差的問題，同時所需的工作人員較少，只需5人。通常情況下一個流動站在一天內可以完成0.8~1.5 km的測量作業，其工作效率是常規的全站儀和鋼尺作業的3倍以上。

2）RTK-GPS實地放樣。當在前期對橋樁的地理位置、路線走向以及公路征地范圍進行確定時，施工放樣作業需要采用GPS進行測量。采用“1+2”系列的RTK-GPS測量技術可以實現2臺流動站的同時作業，其作業范圍為基準為中心的2 km范圍內。這樣可以很好的節約人力和物力，實現快速和精確的測量。在山區路基施工中，地形起伏較大，通常情況下坡腳線較遠，采用GPS測量技術可以很好的根據設計要求測定出填方坡腳線，并實時現實坐標和高程，這樣可以方便的進行邊坡的調整，同時還節約了大量的人力和物力。當對涵洞進行實地放樣時，采用GPS測量技術可以無需進行連續架站，可以直接獲得高程數據。

3施工常見問題以及解決措施

1）GPS接受信號穩定性問題。采用GPS測量技術在實際作業中可能出現信號不穩定的問題，或者出現某個區域精度偏差的問題，針對這一問題可以采用的措施為：在進行GPS點選擇時，盡量避開樹木遮擋多的位置，同時地勢盡量高些。在進行測量放樣時，避免出現基站點過遠的問題。

2）測量時段對GPS精度的影響。當全天的不同時段內，GPS所接收的衛星數據不同，其測量精度也不同。因此在進行GPS測量時，要認真統計施工區域衛星數量，并且盡量選擇衛星數量多的時段內進行測量。

3）GPS測量精度優化?？梢蕴岣逩PS定位精度的措施為：選用性能可靠的GPS接收機設備；加強測量人員的專業水平；優化工程測量方案；采用GPS與傳統測量技術相結合的方式進行相互的校核。

4 結束語

隨著科學技術的不斷發展，為了追求更快速有效、更精確的道路測量，GPS逐漸廣泛地應用到道路測量當中。文章通過結合筆者從事多年的道路測量實踐經驗，同時結合具體的工程實例，針對道路測量中應用GPS的具體實施展開探討，同時總結出道路測量中的有關注意事項，為同行提供參考借鑒。

參考文獻

[1]李艷紅.道路測量中GPS測繪技術的應用及其發展探究[J].科技與企業，2013（04）.

[2]郭井剛.淺談GPS在道路測量中的應用研究[J].科技創新與應用，2009（08）.

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