GPS技術在高速公路測繪工作中的應用

梁進鋒

（中交二公局第一工程有限公司，湖北武漢 430000）

隨著建設事業的不斷發展，公路設計和建設工作愈發向著數字化的方向發展，部分設計和施工軟件的應用對數字化測繪產品的依賴較高。高速公路項目開展過程中，建立從勘測到后期管理的系統化數據管理系統，減少數據輸入、轉抄等中間環節，是促進高速公路設計建設技術進一步發展的關鍵。在當前高速公路建設中，GPS的應用克服了傳統測量方法的缺陷，有助于提高公路建設質量水平和效益水平，GPS技術的應用是公路測量的重大進步。

1 常規測量方法的缺陷

所有公路線路都是帶狀或條狀，傳統測量技術應用常規導向方法進行測繪，如附合導線、閉合導線、結點導線。針對長達隧道、大規模或者特大規模橋梁，常應用現行鎖或者三角網等測繪形式。

（1）導線長度無法滿足要求。

測繪過程對導線長度有非常嚴格的規定，對于高速公路，導線長度必須達到以及導線要求，在實際測繪作業中，這類要求難以達到，經常出現超規范測繪。

（2）系統不兼容。

測繪工作中，搜集的起算點數量較多，且不同的起算點形式混合在一起，難以滿足系統兼容性問題，對測繪質量產生較大的影響。

（3）無法找到關聯測點。

為了促進經濟建設，部分地區進行了重新的規劃和建設，使得原有的一些建筑物被拆除或破壞，在這些區域進行測繪時，找不到關聯測點，無法保證公路測繪質量。

（4）通視難度大。

地面通視難度大，不能保證常規測繪工作的正常實施。常規測繪的測繪控制點一般要求設置在距路線的300 m范圍內，所以地面通視難度較大，尤其是大范圍密林附近，給常規性測繪工作的開展帶來較大的阻力。

2 工程概況

本文工程施工段全長約11.570 km，正線占線路總長的70%，總長8 071 m；該路段中包含橋梁13座，橋梁總長度為2 725 m，橋梁長度占線路全長的24%；隧道1座，長度771 m，占線路總長的6.57%。

包含服務區1處、互通1處、涵洞18個、通道14個、天橋1個；該工程段的總造價約6.5億元，該路段工程施工應用的測繪技術為GPS技術。

項目建設指標如表1所示，主要的測試儀器和質檢設備如表2所示。

表1 項目建設指標

表2 主要測試儀器及質檢設備

3 試析在高速公路中應用GPS測繪技術

GPS測繪技術在高速公路測繪工作中的應用主要有兩種形式，即GPS靜態定位與動態測放。前者主要是通過反復接受衛星信息觀測某個位置的三維坐標完成測繪。后者主要是利用衛星系統建立控制參數，在地面上實地放樣已知三維坐標點。

3.1 GPS點控制網的設計

根據高速公路每一個標段的實際線路情況建立GPS控制網，設計人員可以根據該控制網對設計方案進行調整和優化。在高速公路測繪控制工作中，GPS控制網是非常關鍵的內容。本項目中，布設相互通視GPS點的時候，沿著路線每隔5～10 km的距離為最佳，可以有效保證測繪質量，提高測繪速度。

另外，在GPS選點、埋石過程中，都應嚴格控制選線和工作人員，并且嚴格按照相關規范，合理設置選點和埋石部位。在GPS控制網加密中，應該根據GPS點將路線分隔成若干段分別開展測量，保證各個路段的導線都能在GPS點上開始和結束[1]。

3.2 GPS測量技術中的靜態定位功能

在設計高速公路時，應配合應用GPS測量技術和公路首級控制網進行設計，為了更好地將GPS測量技術中的靜態定位功能充分發揮出來，不僅為公路設計提供正確的導線點，還應當做好復合和加密。

另外，在設計高速公路時，需要重新布設GPS點，可以給出相應導線點的坐標，并保證坐標的精確程度，如果導線點坐標精度不達標，需要先做平差，再確定數據，提高數據精確度。

3.3 在動態測放測量技術中的動態測量功能

動態測放功能的發揮必須借助GPS測量技術與數據傳輸技術的相互結合，該功能屬于典型的技術定位范疇。應用GPS技術的動態測量功能，可以科學合理地布置不同等級線路的平面控制網絡，同時還可以完成路線中線等方面的測放，尤其是高速公路正式施工時，必須應用動態測放功能做好前期的施工放樣工作。

除此之外，還可以借助基站或者流動站的優勢進行測繪，如果施工條件和施工時間允許，施工團隊還可以建設永久性基站，保證施工放樣工作的實時性。永久性基站的應用一般不會受到環境、時間等方面因素的影響，對于節約作業時間、保證項目效益具有積極的意義。

3.4 應用GPS進行公路路線控制測量

GPS接收機是高速公路線路測繪測量工作中經常應用的設備之一，是一種非常重要的設備。應用該設備的時候，務必保證設備性能的穩定性和可靠性，GPS接收機的檢驗內容主要有一般性檢驗、實測檢驗和通電檢驗。

隨著國內高速公路建設水平的不斷提升，我國公路建設企業開始應用GPS接收機，市面上常見的GPS接收機主要有兩種類型，即單頻與雙頻。雙頻接收機的應用不受時間和地點的影響，邊長超過20 km，也可以有效消除電力誤差給點位坐標所帶來的影響。實際測繪中，工作人員可以在較短的時間完成整周模糊值的計算，節省了公路觀測時間，提高了公路測繪效率。

3.5 GPS技術在加密控制點的應用

在加密控制點工作中，GPS技術的應用要求工作人員必須提高控制點的布設密度，控制點的布設精密程度也會得到顯著提升。實際測繪工作很容易受到原有平面網絡中控制點的影響，使得GPS技術的測繪精度有所降低。為了降低或者消除這類影響，可以提前應用GPS技術做好控制點的定位，準確找出坐標點，完成加密[2]。

3.6 GPS技術導線控制和測量在植被茂密地區的應用

高速公路測繪工作在實際進行中，會遇到各種地形，在不同的地形區域中，測繪工作的難易程度也存在差異，如植被茂密區在高速公路測繪工作中經常遇到，針對這類區域的測繪，傳統常規測繪方法的應用難度較大，無法保證準確率，如果應用GPS導線控制測量方法應用，可以有效解決通視困難的問題，提高測繪結果的準確性和測繪工作的效率。

首先保證視距，提前確定視距，根據既定的視距設置GPS控制點，采取必要的措施對確定的控制點進行通視加密處理，完成上述工作后，可以在兩個相鄰的控制點范圍內開展放線測量工作。針對植被比較茂盛的區域，上述方法同樣適用[3]。

4 GPS在公路測量中應用前景

（1）GPS測繪技術操作過程簡便，測繪結果精度較高，不容易受到外界因素的影響，即使在大地點破壞、地形條件復雜的地區也可以應用。

（2）GPS測繪技術的應用幾乎不受人為因素的影響，不僅可以提高測繪結果的精準程度，還可以提高測繪工作的工作效率。所有的數據處理都由微電子技術、計算機技術控制和完成，自動記錄數據處理和計算結果，提升了測繪數據和計算結果的準確程度。

（3）在高速公路勘測階段，GPS測繪技術具有非常廣闊的應用前景，在短時間內就可以完成縱斷面地形測量、地形圖測繪、橫斷面測量及中樁測量等工作，精度高達1～3 cm，測繪工作的效率、測繪結果的精度，都優于其他常規的測繪方法。

（4）高速公路測繪和建設工作中，GPS靜態定位和RTK技術的配合應用，可以大幅度降低工作人員工作強度，有效提高測繪精度，同時還能降低測繪成本，對于保證項目的經濟效益具有積極意義。

5 結語

與其他測繪技術相比，GPS技術具有一定的先進行，該技術可以完成復雜環境下的測繪工作，同時測繪結果準確性較高。本文結合實例，對GPS技術在高速公路測繪工作中的應用展開了詳細的研究，施工實踐證明，GPS技術的應用，節省了大量的測繪實踐，能夠有效保證項目工期。