文/馬杰

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淺談GPS在沙公高速的應(yīng)用管理

文/馬杰

中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司

隨著人們生活條件的提高，高速公路也日益增多，人們?nèi)罕妼Ω咚俟返馁|(zhì)量要求也在不斷提升，做好高速公路測量管理工作，完善、補充測量技術(shù)，最大的提高高速公路的使用效率。筆者從研究高速公路測量管理的基本定義出發(fā)，淺析GPS測量管理在高速公路建設(shè)中的現(xiàn)實意義，并提出高速公里施工管理的合理化建議，并希望能為提高高速公路質(zhì)量提供一點建議。

高速公路；測量技術(shù)；發(fā)展建議；問題；公路管理

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，社會對高速公路的需求越來越大，高速公路也越來越多，道路測量水平也有所提高，精確度也越來越高，高速公路施工單位之間的競爭也越來越激烈。優(yōu)勝劣汰的原則促使高速公路通過提高水平來提高市場競爭力。當(dāng)然，在高速公路測量過程中還存在諸多問題，于是就有必要對高速公路測量技術(shù)進(jìn)行探討。

1 GPS全球定位系統(tǒng)概念

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀(jì)70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。在機械領(lǐng)域GPS則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。

GPS在公路工程測量中的應(yīng)用，在最近的幾年里得到了極大的推廣，主要是依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球用戶全天候的提供精確的三維坐標(biāo)、三維速度和時間信息等技術(shù)參數(shù)，接下來我們將進(jìn)一步的了解GPS系統(tǒng)的組成，工作原理以及在測量領(lǐng)域的應(yīng)用。

2 工程概況

本項目起于沙市區(qū)觀音垱鎮(zhèn)接滬渝高速漢宜段，終于公安縣楊家廠鎮(zhèn)公安南互通，路線全長35.757km（不含公安長江公鐵兩用特大橋合建段長度）。項目一期土建工程共劃分為2個合同段，第1合同段范圍為滬渝高速漢宜段至長江北岸引橋特大橋起點處，路線全長30.585公里；第2合同段分為江北段和江南段，合計長度5.171公里；第2合同段江北段范圍為長江北岸引橋特大橋起點至公安長江公鐵兩用特大橋合建段起點，路線全長1.966公里；第2合同段江南段范圍為公安長江公鐵兩用特大橋合建段終點至公安南互通，路線全長3.205km。湖北省院承擔(dān)第1合同段和第2合同段江北段的土建工程勘察設(shè)計工作，中交二院承擔(dān)第2合同段江南段土建工程勘察設(shè)計工作。

3 高速公路測量管理概念

GPS網(wǎng)作為高速公路路線首級控制測量的方法，并對GPS網(wǎng)的選點與布設(shè)、觀測與聯(lián)測、誤差來源及精度標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)平差與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等進(jìn)行了分析。同時還就如何消除測量中的誤差，提高其測量精度提出了相應(yīng)的方法。

高速公路測量技術(shù)在高速公路中，直接影響高速公路使用質(zhì)量，為了保證工程質(zhì)量，提高工程的質(zhì)量，確保提高施工成效，幫助施工單位獲得更高的社會效益，做好高速公路測量工程勢在必行。

4 技術(shù)、設(shè)備、人員、地理位置

4.1技術(shù)

在勘測過程中，根據(jù)平原區(qū)高速公路的勘察設(shè)計特點，采用了如集成交互式道路設(shè)計系統(tǒng)EICAD、緯地三維道路CAD系統(tǒng)等CAD軟件，并應(yīng)用橋梁博士、邁大斯等橋梁結(jié)構(gòu)計算分析軟件及3D—δ、Slope CAD等巖土分析軟件對邊坡、路基、重大構(gòu)造物基礎(chǔ)、地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行數(shù)值模擬和穩(wěn)定性分析。

4.2設(shè)備

在建設(shè)過程中，使用全球定位系統(tǒng)GPS、全站儀、鉆機、液壓式萬能試驗機、土工試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、顆粒分析特種自控吸液儀、智能液塑限聯(lián)合測定、膨脹儀、收縮儀、車輛等。

4.3人員

本項目工程，為了確保工程進(jìn)度，工程質(zhì)量，在施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計方案施工，為了控制人員質(zhì)量，參與施工人員經(jīng)過考察，并有一定工程經(jīng)驗。

4.4地理位置

本項目地理位置為東經(jīng)112°25′～112°07′，北緯30°21′～29°51′，位于湖北省中部、長江荊江段南北岸，長江中下游的江漢平原腹地。

項目區(qū)地形地貌為河流沖積堆積平原區(qū)。地勢平坦寬闊，一般海拔高度28～31m。主要是經(jīng)過河流長期沖積堆積而形成。植被較發(fā)育，多以農(nóng)作物為主。地表水塘星羅棋布、溝渠縱橫，水田旱地均有分布。項目區(qū)基巖埋藏較深，表層堆積有大量的巨厚層的第四系沉積物，地下水位較淺。

5 一般情況下GPS在高速公路測量應(yīng)用

5.1靜態(tài)的GPS相對定位應(yīng)用

GPS靜態(tài)測量，是利用測量型GPS接收機進(jìn)行定位測量的一種。主要用于建立各種的控制網(wǎng)。進(jìn)行GPS靜態(tài)測量時，認(rèn)為GPS接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來求得待定點的坐標(biāo)。在測量中，GPS靜態(tài)測量的具體觀測模式是多臺接收機在不同的測站上進(jìn)行靜止同步觀測，時間由40分鐘到幾十小時不等。

所謂的靜態(tài)定位就是兩臺或者兩臺以上的接收機器，對衛(wèi)星信號進(jìn)行同一個時間內(nèi)的接收，然后根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)對控制點進(jìn)行三維坐標(biāo)進(jìn)行計算，最后根據(jù)其中的一個坐標(biāo)上的具體位置，在求出其他點的坐標(biāo)位置，靜態(tài)是定位相對精確度比較高，因此應(yīng)用也比較廣泛。

5.2動態(tài)的GPS定位

所謂的動態(tài)測量就是GPS信號實行測得運動目標(biāo)，性對于某一參考系統(tǒng)的位置、時間、運行速度和運行加速度等狀態(tài)的具體參數(shù)。動態(tài)GPS相對定位一般用于道路的測量勘測。動態(tài)的GPS行對定位技術(shù)，就是利用比較兩站之間相互信號的差別，通過計算得出兩坐標(biāo)之間的距離，這種計算方式一般應(yīng)用與工程測量。

5.3在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

在建筑物的變形監(jiān)測中對于測量的精度要求很高，傳統(tǒng)的測量要求已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的監(jiān)測環(huán)境，因此它摒棄了原有的監(jiān)測束縛，將監(jiān)測點風(fēng)味幾個時間段，并根據(jù)不同的特點，將監(jiān)測點分為幾個時間段，精確的對中整平，在基線長度小于4km后就可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的變形監(jiān)測的要求。

5.4工程建設(shè)中放樣應(yīng)用

施工放樣是建筑工程中的一個重要組成不煩，對于工程的進(jìn)度有一定的影響。根據(jù)相關(guān)的計算原理，在施工中只需要確定放樣的參數(shù)，就可以進(jìn)行精確的施工放樣，由于該技術(shù)的應(yīng)用，是的工程施工便利了很多，并且可以保證高精度、高質(zhì)量。

6 工程測量技術(shù)的未來前景

近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國很多行業(yè)都進(jìn)入了高速發(fā)展階段，GPS系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展壯大，工程測量技術(shù)的發(fā)展有利于工程事業(yè)的發(fā)展，因此，有關(guān)部門與工作人員應(yīng)該注意對工程測量技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。在未來工程測量技術(shù)將會不斷的向更加多元的方向發(fā)展，將工程測量技術(shù)與新興科學(xué)相結(jié)合，工程測量技術(shù)與災(zāi)害防治、環(huán)境保護(hù)、書記監(jiān)測等工作緊密相連。衛(wèi)星GPS導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今國際的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。在近十多年中，隨著全球定位系統(tǒng)的軟件和硬件的不斷完善和發(fā)展，該系統(tǒng)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的很多領(lǐng)域，并逐漸深入到人們是日常生活中，人們對GPS的依賴越來越強烈。

總之，高速公里施工建設(shè)是一項復(fù)雜而繁重的工作，因為它包含的種類比較多，工作面跨度比較大，在管理過程中就比較難控制，如何更好的提高現(xiàn)代高速公路施工建設(shè)？如何才能更好地提高公路質(zhì)量？成為每位施工建設(shè)工作人員要考慮的問題，筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)歷簡單的闡述一下自己的看法，希望能對提高高速公路測量技術(shù)有一定的幫助。

[1]張春林.高速公路測量管理．科技發(fā)展，2017.08.

[2]王紅.孫明偉.淺談高速公路測量技術(shù)的發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新.2016.08.

[3]王立林.韓成林.高速公路施工管理優(yōu)化策略探討．科技導(dǎo)報2015.06.

馬杰（1988—），男，浙江東陽人。本科，現(xiàn)就職于中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司沙公高速公路1標(biāo)，研究方向：沙公高速公路測量管理。