文/王巖華 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程有限公司 湖北宜昌 443002

1、公路工程控制測(cè)量中GPS 的應(yīng)用必要性分析

當(dāng)前，我國(guó)的公路建設(shè)水平得到了明顯提升，由于公路線路長(zhǎng)，已知點(diǎn)少，用常規(guī)測(cè)量手段不僅布網(wǎng)困難，而且難以滿足高精度的要求。GPS靜態(tài)不受地形條件的限制，無(wú)需通視，減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié)。GPS 靜態(tài)控制測(cè)量技術(shù)在道路工程中，主要是用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)等。通過(guò)在公路工程控制測(cè)量作業(yè)中使用GPS 技術(shù)，不但能夠達(dá)到工程的測(cè)量精度控制標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)還能解決施工過(guò)程中的布網(wǎng)困難問(wèn)題。GPS 靜態(tài)便于操作、工作效率較高、精準(zhǔn)度高且無(wú)需較長(zhǎng)觀測(cè)周期，也因此受到了公路工程的青睞，應(yīng)用范圍處于不斷擴(kuò)張的狀態(tài)，為公路控制測(cè)量工作提供了有力技術(shù)支持。

2、GPS 在公路工程控制測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用分析

我單位承建的四川省巴通萬(wàn)高速公路工程，地處山區(qū)，地形復(fù)雜，路線長(zhǎng)124Km，隧洞橋梁多，已知點(diǎn)少。若采用常規(guī)的測(cè)量方法需要大量人力、物力且精度難以達(dá)到規(guī)范要求，為了加快工程進(jìn)度及達(dá)到測(cè)量設(shè)計(jì)要求的精確度，在工程的控制網(wǎng)測(cè)量中采用了GPS 靜態(tài)控制測(cè)量，受地形條件及施工測(cè)量的需要影響，首級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)不能均勻布設(shè)，需分D、E 級(jí)布網(wǎng)。

2.1 控制點(diǎn)選埋

①點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)硬、穩(wěn)固可靠的地方，周圍視野開(kāi)闊，高度角在15 度以上的范圍內(nèi)無(wú)障礙物，同時(shí)要利于加密和擴(kuò)展，利于高程引測(cè)。

②所有控制點(diǎn)布設(shè)位置應(yīng)在設(shè)計(jì)公路中心線兩側(cè)50 米外、成圖區(qū)域內(nèi)。隧道區(qū)域的點(diǎn)位和因地形條件及通視條件限制的個(gè)別點(diǎn)位，要適當(dāng)增加E 級(jí)控制點(diǎn)。平面控制點(diǎn)的埋設(shè)位置盡量考慮本點(diǎn)設(shè)站能觀測(cè)到公路設(shè)計(jì)線位。

③控制點(diǎn)布設(shè)密度：D 級(jí)點(diǎn)沿路線前進(jìn)方向以平均間隔4 公里布設(shè)。在D 級(jí)點(diǎn)上加密E 級(jí)點(diǎn)，E 級(jí)點(diǎn)沿路線前進(jìn)方向平均500 米距離（一般在線位左右交錯(cuò)）布設(shè)一點(diǎn)，隧道頂部區(qū)域不布點(diǎn)。全線布D 級(jí)點(diǎn)26 個(gè)，E 級(jí)點(diǎn)103 個(gè)。

圖1 測(cè)區(qū)控制網(wǎng)點(diǎn)位略圖

④D 級(jí)不要求通視，E 級(jí)點(diǎn)需保證有一個(gè)以上的通視方向，E 級(jí)點(diǎn)同時(shí)作為四等水準(zhǔn)高程。

⑤所有埋設(shè)的控制點(diǎn)均需實(shí)地繪制點(diǎn)之記，點(diǎn)之記內(nèi)交會(huì)距離必須實(shí)地量測(cè)至0.1 米，一般點(diǎn)位交會(huì)距離應(yīng)在三個(gè)以上，并提供點(diǎn)之記的CAD 文件數(shù)據(jù)。

2.2 GPS 外業(yè)觀測(cè)

①觀測(cè)前，根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)報(bào)表和交通情況，編制觀測(cè)調(diào)度計(jì)劃，GPS 接收機(jī)統(tǒng)一調(diào)成靜態(tài)模式。有時(shí)在觀測(cè)中根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整計(jì)劃。

②作業(yè)所執(zhí)行的技術(shù)要求如下：

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2.3 數(shù)據(jù)處理

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理采用HGO 數(shù)據(jù)處理軟件，觀測(cè)的數(shù)據(jù)主要分為基線解算和控制網(wǎng)平差。其中基線解算的步驟一般為：基線成果檢查→重復(fù)基線檢查→同步環(huán)檢核→異步環(huán)檢核。得到基線向量解算值，然后進(jìn)行控制網(wǎng)平差。

3、GPS 在道路中使用的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

①測(cè)站與測(cè)站之間無(wú)需通視，只需要站點(diǎn)上空視野開(kāi)闊，布設(shè)控制點(diǎn)更加靈活。

②所需測(cè)量時(shí)間比較短暫，提高了工作效率。

③操作簡(jiǎn)單易懂，不需要專業(yè)的測(cè)繪知識(shí)。

④GPS 具有高精度定位的特點(diǎn)，在控制網(wǎng)中，GPS 技術(shù)的應(yīng)用，大大提升了測(cè)量的精確性。

3.2 缺點(diǎn)

①雖然GPS 高程精度能達(dá)到一定的精度要求，但GPS 施測(cè)的工程測(cè)量控制點(diǎn)應(yīng)進(jìn)一步用水準(zhǔn)儀聯(lián)測(cè)，保證高程精度滿足施工需要。

②GPS 靜態(tài)測(cè)量對(duì)選點(diǎn)要求較高，需要站點(diǎn)上空視野開(kāi)闊，高度角在15 度以上的范圍內(nèi)無(wú)障礙物。

③GPS 測(cè)量中所選的控制點(diǎn)位置差異直接影響到觀測(cè)點(diǎn)位的精度。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，通過(guò)對(duì)GPS 技術(shù)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用研究可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)工作效率高、操作便捷、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具備推廣的意義與價(jià)值。同時(shí)，有關(guān)研究相關(guān)技術(shù)人員仍需繼續(xù)跟進(jìn)，使其更好地服務(wù)于公路控制測(cè)量領(lǐng)域。