道路測量中GPS測繪技術的應用及其發展探究

孫云昭

（太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

在現代測繪技術體系中，GPS測繪技術需要涵蓋衛星定位基站和移動站點兩類基礎設施，并需要結合道路測量作業現場的實際情況，逐步提升測量測繪控制作業精度。GPS測繪技術方案需要與道路測量工程作業現場情況基本一致，還需要科學組織測量測繪作業資源，保障現場人力和儀器設備處于安全穩定的作業狀態之中，逐步提升測量精度。

1 GPS測繪技術的應用優勢

1.1 高觀測速度

在現代測繪技術體系中，GPS測繪技術能夠適應較多建設工程項目施工作業條件，并具備較快的觀測速度，其內部數據通信渠道非常多，還能夠根據移動數據通信模式的安全性和實時運行狀態，選用高可信度的信道進行數據傳輸控制等基礎操作，并結合全球衛星定位系統的靜態和動態定位數據信息，逐步提升地表空間的道路測量作業精度[1]。由于GPS實時測繪技術方案中基本涵蓋基準站和流動站點，因此GPS系統能夠快速定位識別觀測點位之間的空間距離長度，其精度誤差基本集中在10m范圍之內，但是需要對觀測誤差值進行對比分析和校驗，避免其影響到不同流動站點之間的通視性和數據傳輸效率。在制定和完善GPS觀測技術方案的過程中，高觀測速度帶來的現場作業優勢非常顯著，能夠快速識別20km以內的靜態目標[2]，逐步提升對各類地表建筑物和構筑物的識別速度，但是需要結合高控制精度的測量控制網絡，才能夠及時降低觀測誤差值。

1.2 高測量準度

在眾多測量工程項目中，GPS測繪技術方案普遍呈現較高的測量準確度，但是需要對地表大比例尺地形圖的繪制程序進行適度優化，避免其影響到不同等級市政道路測量數據信息的準確性和可靠性[3]。高測量準度的GPS系統，需要將觀測誤差范圍控制在厘米級別之內，但是部分儀器設備和流動站點普遍受到較多自然環境因素的影響和限制，因此還需要與其他現代測繪技術方法組合應用，確保道路基準測量和控制測量作業成果的一致性。隨著測量作業范圍的增加，其精度誤差可以被控制在毫米之間，但是需要對靜態和動態定位信息進行集中核驗，避免流動站點之間的通視性不滿足實際作業需求。高測量準確度的GPS測量系統，與電磁波測距儀相比，其精度誤差基本滿足工程作業需求。在執行道路測量工程施工方案的過程中，專業測量技術團隊需要核對GPS系統的實時測量作業結果是否存在編碼類型不一致等情況，逐步提高數據信息精度[4]。

1.3 低操作難度

在道路測量現場中，GPS測繪技術的低操作難度特點比較顯著，還能夠與先進的現代測繪技術方案相結合，并朝向集成化以及自動化的方向發展。很多智能化和自動化的工程測量測繪技術方法，需要定期更新GPS系統的硬件和軟件資源，避免由于人工測量產生的數據誤差問題，還需要進一步提升工程測量作業精度。較低操作難度能夠協助工程測量技術團隊進行業務培訓和安全教育等，降低入行門檻，將觀測誤差控制在毫米級別之內。低操作難度，是很多現代測繪技術方法普遍具有的應用優勢，但是GPS測繪技術方案需要結合專業測量工程的科學以及規范化質量控制流程協同應用，逐步完善各項工程測量控制標準。GPS測繪技術方法，其操作難度和通用性普遍成反比，因此需要結合道路測量工程現場的實際情況，對比分析圖根測量以及地形圖測繪作業結果的精度是否符合工程施工作業要求。

2 道路測量的基本流程

2.1 道路初測

在公路道路工程以及市政道路工程項目中，道路初測作業階段內的各項測量數據指標，能夠直接影響到本地地圖資料以及大比例尺地形圖的繪制作業精度，還會對部分道路設計點位的具體信息產生一定影響。在道路初測作業階段內，專業測量技術團隊以及工程技術人員都需要及時架設基礎測量控制網，合理運用GPS以及RTK等現代測繪技術方案，對比不同觀測點位的基礎定位信息是否在可控范圍之內，還需要對道路設計方案的準確度進行客觀評估和風險預測分析[5]。在加寬以及改造類道路工程項目中，道路初測階段內的主要成果需要與設計單位進行信息共享，客觀檢驗道路優化設計方案的可執行性以及經濟性。道路初測作業還需要涵蓋地形和地貌特征的點位描繪信息，逐步提升野外測繪作業精度和數據準確度。道路初測作業結果，與后續道路測量作業工序緊密連接，但是需要保障平面以及空間地形測控網中點位布設間距以及角度的合理性。

2.2 道路要素計算

在完成道路初測作業目標之后，相關外業人員還需要對各項道路要素進行快速計算，如左右偏角、圓曲線半徑、切線長度、緩和曲線長度、曲線長度以及曲線外矢距等內容。不同等級市政道路的要素計算結果，需要嚴格遵循設計規范和施工技術標準，協同構建特征點的里程表，將曲線和切線交點集中標記在地形圖和設計方案之中。不同道路的要素計算結果，需要與特定優化和改造設計方案相結合，但是需要對曲線和直線段的長度距離進行規范化設計，避免影響到后續定測和竣工測量結果一致性。道路要素計算，需要將平面要素和空間要素相結合，對曲線長度的總值進行對比分析，還需要嚴格設定不同設計方案中觀測點位之間的時空關聯性，避免其影響到直緩里程、交點里程、緩圓里程等里程數據信息的精確度。道路要素計算的數據結果，需要及時同步到工程測量信息管理系統平臺之中，將原始數據和計算結果進行對比分析。

2.3 道路定測和竣工測量

在眾多道路工程項目中，道路定測以及竣工測量作業結果，能夠直接影響到里程和設計方案特征值的一致性，因此需要在定測階段內進行坐標系統的轉換操作，將施工放線以及中樁測量作業結果進行對比分析，結合GPS系統給出的流動站點交點坐標值，對特殊地物以及地形地貌特征進行統一標記，確保中線距離測量作業過程中測量數據誤差被控制在規定范圍之內。在道路定測作業階段內需要合理設置里程樁，運用GPS的定位數據結果，逐步提升每個里程內中線加樁作業效率。在道路定測以及竣工測量作業階段內，GPS系統給出的動態和靜態點位坐標，需要與原始轉向角進行作差運算，并對曲線控制樁的切線長度和外矢距進行對比分析，確保其測量作業精度在1∶2000之內。GPS流動站點的接收機等儀器設備，需要將外業點位坐標進行統一信息存儲，并構建層次化的竣工測量成果表，詳細標注道路測量的具體作業信息以及數據精度，還需與設計方案進行精度對比和誤差對比，確保最終測量分析報告符合道路測量作業需求。

3 GPS測繪技術在道路測量中的應用與發展趨勢

3.1 線路測量并繪制大比例地形圖

在不同道路工程項目中，前期和施工測量技術方案需要涵蓋線路測量以及大比例尺地形圖繪制等關鍵環節，還需要對實時道路監測數據指標進行軟件分析以及計算解析，呈現一體化的外業和內業測量數據處理模式。在進行線路測量作業的過程中，外業人員需要嚴格對比道路高度以及其他立體三維坐標值是否準確，并對坐標相交的幾何計算方式進行集中核驗，確保道路線路測量作業精度級別符合后期設計方案應用需求。尤其在選擇不同測量線路的過程中，GPS定位測量數據結果的精準度，能夠直接影響到繪圖軟件的數據處理效率。在繪制大比例地形圖的過程中，需要將高程數據同步到GPS測繪系統之中，將控制網中的細部信息進行集中核對和統計學分析，避免在線路測量和基準點定位操作過程中出現精度誤差等問題。為保證不同等級道路的線路測量作業結果準確性，部分測量技術團隊和施工管理人員還需要詳細分類各項線路定位基準點，降低基礎大比例地形圖的外業測量作業難度。

3.2 線路控制測量

在實際應用GPS測繪技術方案的過程中，需要對線路控制測量作業環節進行重點監督和質量監控分析，根據實際設計和施工需求進行控制測量作業，避免開展二次重復測量，將GPS系統和其他現代測繪技術方案相結合，逐步提升道路線路基準定位點信息的精準度。在切換動態以及靜態測量模式的過程中，GPS測繪系統需要呈現較高精度級別的線路勘測作業效果，但是需要對實際道路測量作業規模進行嚴格設定，避免其影響到基準點以及流動站點的選擇方案合理性。在執行線路控制測量作業方案的過程中，還需要結合直線和曲線要素，將靜態和動態測量作業結果進行對比分析，保障不同寬度線路的測量控制網符合實際作業需求。線路控制測量，是保障后續線路勘測以及中線放樣測量數據結果準確性的關鍵，但是需要對室外測量作業精度和GPS定位準確性進行客觀評估，協助相關部門定期提交外業控制測量作業日志。

3.3 道路中線放樣測量

在執行不同階段內的道路測量作業方案過程中，需要將道路中線的放樣測量作業過程進行全程記錄和統計分析，將道路中心線的平面地理位置和里程樁號進行統一編制，確保線路平面設計與基站流動站選擇方案的一致性。對不同寬度的道路測量作業，需要將道路中心線的具體位置進行初步定位和識別分析，并對直線段和曲線段的起始點終點以及中心線間距等基礎信息同步錄入測量系統之中。GPS測繪系統需要實時校驗和統計分析不同道路中線的實時放樣測量作業結果是否準確，并對道路里程值、縱橫斷面測量結果進行同步分析，協助施工單位進行土方量以及邊坡計算工作。道路中線的放樣測量作業結果，能夠直接影響到GPS基站以及流動站點之間的空間距離一致性，還需要對目標點位的觀測坐標進行多次復核，確保后續線路勘測作業結果的準確性和有效性。但是在具體執行道路中線放樣測量作業工序的過程中，需要將線路的平面設計方案與實測坐標系統進行對比分析，并嚴格設定基準站和流動站點之間的數據接收頻率，避免部分觀測目標的三維空間坐標存在偏角誤差過大等問題。

3.4 線路勘測

在不同道路測量工程的作業現場，線路勘測過程需要與GPS以及RTK等現代測繪技術方法相結合，在獲取靜態和動態定位信息之后，對已知線路和未知線路進行對比勘測，確保線路設計與線路控制測量作業結果的一致性。因此在實際開展線路勘測作業過程中，需要以已知點位的靜態動態定位信息為基礎，合理劃分線路設計方案中的關鍵測控節點和網絡實施范圍，確保不同類型道路的點線面以及邊坡高度等放樣數據結果能夠同步到專業測控系統平臺之中。由于GPS測繪技術普遍具有較高的測控精度，因此線路勘測結果需要同步上傳到線路勘測數據庫之中。GPS測繪技術，需要與其他現代測繪技術方法組合運用，才能夠快速適應環境更加復雜的市政道路以及公路鐵路等特殊測量作業情況，但是需要對不同寬度道路的線路勘測作業精度級別進行校驗分析，避免部分道路工程測量數據采集和精度控制操作質量不一致。線路勘測，是基于大比例尺地形圖以及GPS測控網進行室外勘測作業的關鍵環節，需要對不同車道以及邊坡高度等數據參數進行對比分析。

3.5 加強創新技術的研究力度

在廣泛應用GPS等現代測繪技術方法過程中，需要以當前工程測量技術標準為基礎，將圖解法、坐標法、計算法以及漸進法等橫縱斷面放樣測量技術方法進行對比分析，還需要逐步提升測量測繪技術方案的科學性和可執行性。相關部門以及施工企業需要進一步加大對創新測繪測量技術的研究力度，將GPS與RTK技術組合運用，逐步提升控制測量以及線路勘測數據精度級別，避免出現較多人為操作誤差，并采用自動化和智能化的外業勘測作業方案，提升創新技術的研究和應用力度。部分空中攝影測量技術方法能夠與平面GPS測控系統網絡組合應用，但是需要緊密結合更高標準的道路測量技術方案，提升外業和內業的數據實時處理效率。

4 結語

綜上所述，在道路測量工程現場中，通過GPS測繪技術的廣泛應用，需要進一步提升外業和內頁測量測繪數據信息的實時處理效率，但是需要對平面測控網以及線路定位勘測作業方案進行可行性分析和經濟學分析。GPS測繪技術方法能夠與其他現代測繪技術方法組合應用，但是需要保證道路測量工程整體工期進度和質量控制措施的規范性。