GPS在工程測量中的應(yīng)用

薛玉影+余去非+薛微

摘要GPS具有作業(yè)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(yīng)用。筆者對GPS的組成和特點進行介紹，并結(jié)合具體的工程實例，簡要探討GPS在道路測量工程中的應(yīng)用，希望能對類似工程起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞GPS；道路工程；地形測量

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

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)。是繼美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)定位的方式是以高速運動的衛(wèi)星瞬間位置為依據(jù)，根據(jù)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(yīng)用優(yōu)勢表現(xiàn)在以下方面：測站之間不需要進行通視，測量作業(yè)的效率非常高；定位精度高，同時可以提高測點的三維坐標(biāo)；儀器操作簡單，工作成果的質(zhì)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(xiàn)快速測量；可以在道路工程較多領(lǐng)域中應(yīng)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(nèi)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(yīng)用

2.1 GPS靜態(tài)控制測量應(yīng)用

當(dāng)進行GPS靜態(tài)控制測量時，可以無需要求通視，測量精度高，同時還能實現(xiàn)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(tài)控制測量技術(shù)對全線導(dǎo)線點進行復(fù)核，從而確保控制網(wǎng)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(jié)，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(dǎo)線進行復(fù)核工作。從GPS靜態(tài)測量技術(shù)特點出發(fā)，本工程在進行導(dǎo)線復(fù)核工作時，分為技術(shù)設(shè)計、外業(yè)實施以及數(shù)據(jù)處理等三個階段。通過對測量數(shù)據(jù)的處理，最終可以知道導(dǎo)線精度滿足施工要求。

2.2 RTK在地形測量中的應(yīng)用

GPS靜態(tài)型相對定位系統(tǒng)需要花費時間對數(shù)據(jù)進行處理，不能實現(xiàn)實時的定位，因此在進行內(nèi)業(yè)處理之后，如果出現(xiàn)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(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)實時定位的有效對策。

采用RTK測量技術(shù)可以極大的提高工程放樣、地形測土以及控制測量作業(yè)等外業(yè)的工作效率。本工程其中某合同段在進行GPS應(yīng)用的時候，采取的就是RTK-GPS測量定位技術(shù)。該測量技術(shù)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(yīng)用。RTK-GPS在道路工程測量中建立控制網(wǎng)的具體的作業(yè)流程如下：室內(nèi)設(shè)計→外業(yè)施測 →常規(guī)方法檢測→成果檢查整理。

2.2.1 室內(nèi)設(shè)計

以工程項目原有的導(dǎo)線控制為依據(jù)，選擇不能少于4個四等控制點作為一個作業(yè)單元，進行一級控制點的布設(shè)，具體要求如下：精度比較高，導(dǎo)線點要穩(wěn)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(yè)施測

要確定不能少于6個原導(dǎo)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(dǎo)線控制點必須均勻的分別在全線內(nèi)，在校核文件中，導(dǎo)線控制點的數(shù)量與處理的精度成正比。當(dāng)導(dǎo)線控制點校核之后，即可任意在全線內(nèi)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(yè)過程如下：在施工現(xiàn)場進行導(dǎo)線控制點的加密時，可以直接對初始化的結(jié)果進行檢查，當(dāng)對流動站進行架設(shè)時，可以采用快速對中支架實現(xiàn)精確對中。通常情況下衛(wèi)星的數(shù)量應(yīng)在5顆以上；測量時間應(yīng)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(dāng)解算出的固定解滿足要求之后即可進行存儲。

2.2.3 常規(guī)方法檢測

當(dāng)對加密的施工控制點進行復(fù)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(biāo)進行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)誤差在2~10 mm以內(nèi)，滿足施工精度的要求；采用水準儀對高程進行復(fù)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(yīng)采用RTK-GPS測量技術(shù)進行3次的測量。

1）原地面土石方量復(fù)核。采用RTK-GPS測量技術(shù)，在全路線內(nèi)架設(shè)GPS基站，可以實現(xiàn)2臺GPS流動站的同時測量，解決了山區(qū)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(nèi)可以完成0.8~1.5 km的測量作業(yè)，其工作效率是常規(guī)的全站儀和鋼尺作業(yè)的3倍以上。

2）RTK-GPS實地放樣。當(dāng)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(yè)需要采用GPS進行測量。采用“1+2”系列的RTK-GPS測量技術(shù)可以實現(xiàn)2臺流動站的同時作業(yè)，其作業(yè)范圍為基準為中心的2 km范圍內(nèi)。這樣可以很好的節(jié)約人力和物力，實現(xiàn)快速和精確的測量。在山區(qū)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(shù)可以很好的根據(jù)設(shè)計要求測定出填方坡腳線，并實時現(xiàn)實坐標(biāo)和高程，這樣可以方便的進行邊坡的調(diào)整，同時還節(jié)約了大量的人力和物力。當(dāng)對涵洞進行實地放樣時，采用GPS測量技術(shù)可以無需進行連續(xù)架站，可以直接獲得高程數(shù)據(jù)。

3施工常見問題以及解決措施

1）GPS接受信號穩(wěn)定性問題。采用GPS測量技術(shù)在實際作業(yè)中可能出現(xiàn)信號不穩(wěn)定的問題，或者出現(xiàn)某個區(qū)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(xiàn)基站點過遠的問題。

2）測量時段對GPS精度的影響。當(dāng)全天的不同時段內(nèi)，GPS所接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)不同，其測量精度也不同。因此在進行GPS測量時，要認真統(tǒng)計施工區(qū)域衛(wèi)星數(shù)量，并且盡量選擇衛(wèi)星數(shù)量多的時段內(nèi)進行測量。

3）GPS測量精度優(yōu)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(shè)備；加強測量人員的專業(yè)水平；優(yōu)化工程測量方案；采用GPS與傳統(tǒng)測量技術(shù)相結(jié)合的方式進行相互的校核。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)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(yīng)用到道路測量當(dāng)中。文章通過結(jié)合筆者從事多年的道路測量實踐經(jīng)驗，同時結(jié)合具體的工程實例，針對道路測量中應(yīng)用GPS的具體實施展開探討，同時總結(jié)出道路測量中的有關(guān)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(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展探究[J].科技與企業(yè)，2013（04）.

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

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