淺析 GPS高程擬合在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用

侯鋼

摘要：公路工程勘察是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，主要包括工程建設(shè)初期的勘察設(shè)計(jì)，工程建設(shè)過(guò)程中的施工與維護(hù)以及后期運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)中需要的測(cè)量工作。此階段公路工程勘察的主要內(nèi)容包括：橋梁與隧道工程勘察，溝渠排水工程勘察，路基工程勘察等。測(cè)量任務(wù)非常繁重，對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求相對(duì)較高。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足開發(fā)需求。因此，必須通過(guò)其短短的測(cè)繪時(shí)間，操作簡(jiǎn)單，精度高等優(yōu)點(diǎn)，增加對(duì) GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，以提高公路工程測(cè)繪的質(zhì)量和效率，促進(jìn)高速公路的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公路工程 測(cè)量 GPS高程擬合 應(yīng)用 問(wèn)題與對(duì)策

前言

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，已經(jīng)修建了許多不間斷的高速公路建設(shè)。為了提高施工質(zhì)量，縮短工期，我們?cè)趯?shí)際施工中采用了大量的先進(jìn)技術(shù)。在公路工程測(cè)繪中，GPS技術(shù)的應(yīng)用可以大大簡(jiǎn)化測(cè)繪內(nèi)容，提高測(cè)繪效率。筆者根據(jù)多年在公路工程勘察中的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要討論了通用的 GPS擬合方法，然后詳細(xì)介紹了其應(yīng)用方法，常見問(wèn)題和解決方案，以期更好地推廣 GPS高程擬合技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用。

一、常見的 GPS高程擬合方法

現(xiàn)階段我國(guó)常見的 GPS高程擬合方法主要有六種，分別是重力測(cè)量法、聯(lián)合平差發(fā)、平差轉(zhuǎn)換法、數(shù)字模型抗差的估計(jì)法、數(shù)值逼近法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。其中重力測(cè)量法主要應(yīng)用在物理學(xué)和海洋學(xué)當(dāng)中，具有較高的可靠性，但是平原地區(qū)使用存在一定不足，并且精度較差 聯(lián)合平差法由于多類數(shù)據(jù)的組合因此說(shuō)效果比較明顯，但是由于其只能夠?qū)τ^測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差評(píng)估，而且容易受到外界因素的干擾，因此結(jié)果并不能保證非常精確 平差轉(zhuǎn)化法主要用于三維坐標(biāo)中部分點(diǎn)的測(cè)量，但是這種方法對(duì)于參數(shù)的要求較高，極易受到限制 數(shù)字模型抗差估價(jià)法的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)模型，能夠在觀測(cè)值非常小時(shí)，去除觀測(cè)值，但是這種方法由于受到多種外界條件的影響，因此在觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性以及準(zhǔn)確性上存在不足 數(shù)值逼近法的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)模型，在知道正常高與大地高的前提下，將其代入公式，計(jì)算出高程的異常值，再通過(guò) GPS測(cè)出異常值得差來(lái)得到最終結(jié)果 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是最小的一種轉(zhuǎn)換方法，優(yōu)點(diǎn)是不需要建造模型來(lái)進(jìn)行解決，而是通過(guò)轉(zhuǎn)換消除未知因素，因而這樣的標(biāo)準(zhǔn)較高。

二、公路工程測(cè)量中 GPS高程擬合的應(yīng)用

1公路控制測(cè)量方面的應(yīng)用

在進(jìn)行公路控制測(cè)量過(guò)程中，由于經(jīng)過(guò)的高程起算點(diǎn)較少，因此需要保證較高的起算精度，但是由于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)難以保證測(cè)量精度需求，因此近年來(lái) GPS技術(shù)的應(yīng)用頻率越來(lái)越高。較傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比較 GPS技術(shù)能夠有效保證起算精度。在進(jìn)行公路控制測(cè)量中，由于使用了 GPS高程擬合技術(shù)，因此可以使測(cè)量結(jié)果達(dá)到厘米級(jí)的精度?，F(xiàn)階段，絕大多數(shù)的公路工程測(cè)量中都開展了 GPS高程擬合測(cè)量控制技術(shù)的應(yīng)用，特別是在山區(qū)等地質(zhì)條件異常復(fù)雜的區(qū)域使用這種技術(shù)能夠極大提高勞動(dòng)效率與質(zhì)量。除此之外，在公路線路中也開展了 GPS高程擬合技術(shù)的應(yīng)用，特別是青銀高速、大廣高速的建設(shè)中，發(fā)揮了重要作用。與此同時(shí)，由于 GPS高策測(cè)量的使用不需要保證交通線路的連續(xù)貫通，因此在密林、峽谷、山區(qū)、濕地等地區(qū)也能夠得到良好的應(yīng)用，并且在這些地區(qū)使用能夠有效解決常見的測(cè)量問(wèn)題。

2公路測(cè)設(shè)測(cè)量方面的應(yīng)用

雖然近年來(lái)大量先進(jìn)技術(shù)被投入到公路工程測(cè)量中，但是沒有一種技術(shù)能夠取代 GPS高程擬合技術(shù)的使用，并且由于 GPS動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的不斷進(jìn)步，完善了其高程擬合的 RTK定位技術(shù)，因此在公路測(cè)量、放樣中全面使用。使用 GPS高程擬合的 RTK定位技術(shù)，能夠有效保證測(cè)量結(jié)果的可靠性，并且測(cè)量時(shí)間與測(cè)量效率能夠得到有效保證，通常來(lái)說(shuō)，通過(guò) RTK法獲得高程與坐標(biāo)，能夠在短時(shí)間內(nèi)建立總體范圍內(nèi)的控制網(wǎng)，因此說(shuō)通過(guò)快速開展繪制帶狀地形圖，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行平面和縱面測(cè)量數(shù)據(jù)。此外，這種技術(shù)能夠在多種公路工程測(cè)量中進(jìn)行使用，最為重要的是包括構(gòu)造物放樣和中線測(cè)設(shè)，大多數(shù)的公路測(cè)量中都可以進(jìn)行使用。

3公路、橋、隧道等的變形監(jiān)測(cè)

由于 GPS高程測(cè)量技術(shù)能夠保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此說(shuō)現(xiàn)階段這種技術(shù)已經(jīng)廣泛使用在橋梁、隧道的形變監(jiān)測(cè)中。最初，美國(guó)率先研發(fā)成功了 GPS路橋觀測(cè)系統(tǒng)，并通過(guò) GPS高精度定位技術(shù)的使用，在全國(guó)區(qū)域內(nèi)開展了橋梁隧道的變形監(jiān)測(cè)。雖然我國(guó)的 GPS高程擬合技術(shù)起步較晚，并且還不夠完善、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)不豐富，但是仍舊在一些領(lǐng)域中開展了應(yīng)用，取得了顯著效果，通過(guò)多年的使用、總結(jié)與改進(jìn)，我國(guó)的 GPS高程擬合技術(shù)應(yīng)用水平也在不斷提高。

三、公路工程測(cè)量中常見的問(wèn)題與對(duì)策

1常見問(wèn)題

雖然現(xiàn)階段我國(guó)在公路工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用了 GPS高程擬合技術(shù)，但是仍舊存在一定的問(wèn)題，主要是：測(cè)量設(shè)備落后，性能滿足不了基本的測(cè)量要求 作業(yè)人員技術(shù)水平較差，無(wú)法進(jìn)行高科技設(shè)備的快速、精準(zhǔn)作業(yè)，經(jīng)常出現(xiàn)誤操作，造成儀器的嚴(yán)重?fù)p傷 此外質(zhì)量控制體系也不完善，存在質(zhì)量控制不嚴(yán)格的情況，這對(duì)于公路測(cè)量的準(zhǔn)確性極為不利，這是我們現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題。

2解決對(duì)策

面對(duì)上述問(wèn)題，我們首先應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，提高對(duì)公路測(cè)量科學(xué)性的重視程度，建立健全各級(jí)監(jiān)督管理體系，保證全過(guò)程的測(cè)量工作都處于有效監(jiān)管狀態(tài)。此外，我們還需要加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)和教育，提高作業(yè)人員的綜合素質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量隊(duì)伍的科學(xué)性和專業(yè)性。最后是要堅(jiān)持事前控制原則，對(duì)各項(xiàng)測(cè)量工序進(jìn)行積極復(fù)測(cè)，并通過(guò)提高校核水平，保證測(cè)量水平。

四、結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)階段公路工程測(cè)量中 GPS高程擬合技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，不僅可以提高勞動(dòng)效率，還能夠降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，有效保證測(cè)量質(zhì)量，但是仍舊存在一定不足，因此說(shuō)我們必須加大技術(shù)研究力度，不斷進(jìn)行完善，促進(jìn)其在公路工程測(cè)量中充分發(fā)揮應(yīng)有作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文明.淺析 GPS高程擬合技術(shù)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].全球定位系統(tǒng)，2014（09）：77-79.

[2]張洪國(guó).淺析 GPS高程擬合技術(shù)的主要應(yīng)用問(wèn)題與對(duì)策[J].測(cè)繪地理信息，2015（11）：52-53.

（作者單位 ：沈陽(yáng)加華巖土工程有限公司 ）