GPS技術在公路工程測量中的應用

謝建武

摘要：在我國工程測量技術快速發展的同時，一定程度上帶動了GPS技術的創新與進步，然而，要想在理論同實踐的過程中充分發揮該技術的優勢，就應該進一步對其進行研究。現階段，在公路工程當中，由于受到工程線路長并且測量時間不充足以及施工質量的要求較高等因素的影響，使得具備精準、便捷、快速等特點的GPS技術不斷被應用于實踐當中，并且已經逐漸代替了原有的測量技術。所以，由此看來，GPS技術已經成為目前公路測量工作中十分重要的測量技術。

關鍵詞：GPS技術；公路工程測量；應用

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0206-02

在當今社會背景下，對公路高等級與高安全性的需求逐漸增加，所以，公路工程在測量的精度與速度方面的要求也不斷提高。雖然原有測量技術可以對公路工程進行多項測量，然而，在較為特殊的地區，就很難完成測量工作。基于此，GPS技術逐漸出現在公路工程的測量中。

一、GPS技術概述

1.GPS技術概念。GPS，也就是全球定位系統，起源于上世紀70年代的美國。該系統集全天候、全球性與連續性的特征于一體，并且在坐標定位作業中展現其極大的優勢。我國在其研發后期將其應用于國內的坐標測量與定位的工作中。到目前為止，該技術逐漸被完善與創新，并且被廣泛應用在社會各種領域中，其中，最值得提到的就是在公路工程測量工作中的應用[1]。在此基礎上，GPS技術的實際應用不僅為公路工程中存在的難題提供了有效的解決措施，同時也積極地推動了我國公路工程測量工作的進一步發展。

2.GPS系統的組成。該系統由三部分組成，即空間衛星系統、地面監控系統以及用戶接受系統。其中，空間衛星系統的任務就是信息采集與發送，而地面監控系統則是接受并處理上述系統所發送的信息，并有效管理與控制空間衛星，而后按照實際的需求來制定衛星，保證調控工作的質量。用戶接受系統屬于GPS系統中的最終結構，其主要的任務就是驗證并定位衛星所發送的信號。

3.GPS測量技術的特點。GPS測量技術是集便捷操作、高精準度、全天候作業以及觀測時間短等特點于一身的高科技技術，并且在測量工作中應用該技術具有明顯的優勢，最明顯的就是無需對通視條件進行考慮。因為，在實際的測量工作中，首先應需要考慮的就是測量站間的通視條件，所以，運用GPS測量技術比較便捷，僅僅需要該系統接收相應的衛星信號就可以獲取測量的結果[2]。該技術可以對任何環境進行觀測，并且不需要對時間與天氣等因素進行考慮，能夠實現連續工作，全天候的作業，還可以為其提供詳細的三維坐標。進行平面測站的工作時，也可以準確地測量出目標地面的高程。該測量技術具有高精度的定位功能，并且可以在遠距離范圍內確保測量結果的準確程度。這種測量的技術觀測的時間不長，并且實際的操作很簡單很便捷。與此同時，利用該技術構建控制網的時候，每個測站點所需要的時間在30～40分鐘之間，但是，如果使用該技術快速靜態定位的方法，就可以有效地縮短觀測的時間，最快僅僅需要兩秒鐘。因為GPS測量技術的自動化操作功能比較強大，所以可以連續并且自動接收衛星信號。在科學技術水平不斷提高的背景下，GPS接收機的自動化水平也不斷提高，設備的體積逐漸變小，但是，其具備的功能卻越來越多，使用起來十分便捷。尤其是在外業測量的過程中，工作人員僅需把GPS的接收機天線對準中心，保證設備平穩，并開啟其電源的開關就可以獲取精準的觀測數據信息，同時，還能夠對所獲取的數據進行合理地分析與處理，并計算其具體的三維坐標，進而為后期的測量工作提供夯實的基礎。

二、公路工程測量中的GPS測量技術

1.動態GPS測量技術。動態的GPS測量技術就是實時動態的定位技術，該技術的精準度與工作效率都比較高。該技術就是利用載波相位所觀測的數值進行實時差分技術，這也是該技術重要的創新研究，并且在公路工程的測量工作中被廣泛應用。實時動態定位主要有流動站與基準，而保證其測量工作順利開展的方式就是無線通訊數據的構建。通過這種方式就可以使使用者實時監測待測點數據觀測的質量和基線計算的結果，將其精準度的要求進行整合，確定觀測的時間，有效提高工作的效率。這種測量技術在整個過程中都不用考慮通視度，并且測量的時間僅在1～3秒之間，精準度能夠達到10～30毫米[3]。

2.靜態GPS測量技術。該測量技術在公路工程的測量工作中同樣被廣泛應用，首先需要對路線進行勘察，并選擇合適的地址。尤其是進行外業測量的時候，應安排工作人員對路線走向進行初步的勘察，并仔細觀察沿線能夠當作GPS點的位置。而后，應設計GPS點的控制網，與公路的等級以及沿線實際的地物地形等因素進行綜合考慮，進而保證GPS控制網的科學合理性。此外，應合理選擇GPS點與埋石，按照相關設計要求進行選點工作，保證其他測量方法更好的拓展與聯測。基于此，應合理設置儀器并進行觀測。在外業觀測的工作中，應保證觀測的時間不低于半個小時，并且觀測有效的衛星數量要多于四個。與此同時，還應該對所觀測的數據進行處理，使用合理的數據處理軟件，對數據的質量進行分析與處理。應該對GPS的控制網進行加密，利用全站儀附合導線的方法對控制網的操作進行首級加密。并根據GPS實際的分布情況將路線進行劃分，針對各段分別進行導線的附和測量工作，保證將GPS點當作控制網加密工作的起點與終點。最后，應嚴格計算導線的點坐標與平差。

三、GPS技術在公路工程測量中的具體應用

1.大比例公路地形圖的繪制。在公路工程的測量工作中，大比例地形圖的繪制十分重要。一般來講，等級較高的公路地形圖，其實際的比例尺通常都是1∶1000，或者是1∶2000。傳統大比例尺地形圖的繪制工作比較復雜，步驟較多，并且在進行實際測量的時候需要先對其進行碎部測量，在將其集中以后完成地形圖的繪制工作，所以，這種繪制方法比較麻煩，并且還需要耗費大量的人力與物力，繪制時間較長。這對于大部分的高等級公路工程建設來講，很難滿足其實際建設的需要。但是，運用GPS測量技術僅僅需要收集地形整體中的碎部點坐標與其實際的屬性信息，就可以在室內以最短的時間來繪制大比例的地形圖[4]。與傳統的繪制方法相比，應用GPS測量技術的采集速度與繪制的速度都比較快，并且所需時間較短，一定程度上減少了人力與物力的投入，在現代公路工程的測量工作中應用具有一定的可行性。

2.建設控制網。在公路工程中運用GPS測量技術來建設控制網在目前是比較常見的。具體表現在，將GPS點當作公路工程測量工作的控制點，并且應保證各個控制點間的距離控制在5～10千米。與此同時，為了使各控制點可以更加協調，就需要在相鄰的控制點間合理設置紅外測距導線加密。這種測量方法的最明顯優勢就是，GPS測量技術可以在短時間內收集到所控制范圍內的全部信息數據，同時，迅速將其發送至總控制中心處，確保控制網可以更好地對整個公路工程進行有效地控制。

3.測量人煙稀少密林地區的地形。公路工程的傳統測量工作必須要保證所測量的地區具備開闊的視野條件，并且該區域的水平方向需要具有較高的透視度。然而，在我國現代化進程不斷深入的背景下，大部分等級較高的公路向人煙稀少的山區方向發展。然而，該區域的居民較少，并且還存在較多的茂密樹林。在此基礎上，該區域的地勢十分崎嶇，并且水平方向通視度很低。所以，在對該區域進行測量的時候，如果應用傳統測量方法，就具有一定的難度。但是，如果應用GPS測量技術進行測量的話，就不必考慮區域地勢或者是密林等方面的問題，這樣就可以縮短測量工作的時間。

4.測量公路工程的中線。在公路工程的測量工作中，中線的測量也具有重要的作用，而且，在進行大比例尺地形圖的定線工作中，公路的中線是不可或缺的標定點。現階段，在進行公路中線測量的時候，通常運用的GPS測量技術就是RTK動態測量技術。在實際的測量過程中，最重要的就是根據公路工程的具體情況來制定科學合理的中線路線。而后，將所制定好的中線路線輸入到具體的計算機中。最后，通過計算機來進行加樁工作，完成公路工程的中線制定工作[5]。

5.測量公路工程的橫斷面。公路工程的橫斷面測量與中線的測量相同，都是公路工程實際建設過程中重要的測量工作。一般來講，在完成公路中線測量工作以后才可以進行橫斷面的測量工作，并且將其實際的測量結果當作公路路基填挖方量的計算依據。然而，應用傳統測量儀器對公路全部樁號的橫斷面進行測量，不僅要投入較多的人力與物力，而且測量的難度也比較大，所以，要想獲取準確的數據信息具有一定的困難。但是，應用GPS測量技術就可以對全部樁號進行一次性的測量，利用計算機的屏幕來拉長并移動橫斷面，進而保證測量工作的便捷。

四、結束語

綜上所述，公路工程的類型與種類多種多樣，故此在實際建設的過程中為了更好地保證公路工程的施工安全，就應該嚴格進行公路工程的測量工作。但是，因為公路工程的地形與地勢具有一定的差異，同時，在公路工程的質量方面，人們有不同的需求，所以，傳統的測量技術很難符合高等級公路工程的測量要求。然而，GPS測量技術本身的測量速度較快、數據信息準確、實際操作簡單、可以進行精準定位，并且能夠進行實時監控，所消耗的人力與物力都不多，所以，在公路工程的測量工作中被廣泛應用，一定程度上推動了我國公路工程測量工作的發展與進步。

參考文獻：

[1]盧海軍，關玲.GPS技術在公路工程測量當中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2012，（3）：42-43.

[2]王東會.GPS技術在公路工程測量中的應用分析[J].黑龍江交通科技，2013，（5）：63-63.

[3]盧海濤.GPS技術在公路工程測量中的應用分析[J].黑龍江交通科技，2013，36（2）：74.

[4]任濤，許林祥.GPS技術在公路工程測量中的應用分析[J].商品與質量·建筑與發展，2014，（11）：167-167.

[5]楊志向，梁俊峰.論GPS技術在公路工程測量中的應用[J].建筑工程技術與設計，2014，（36）：370-370.