王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

GPS測(cè)量技術(shù)及其在公路施工中的應(yīng)用

王永新

廊坊市第二公路工程處，河北 廊坊 065000

先對(duì)GPS技術(shù)進(jìn)行了概述，接著分析了GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用，最后談到了要加強(qiáng)測(cè)量技術(shù)類(lèi)人員的培養(yǎng)，提升GPS技術(shù)于公路測(cè)量上應(yīng)用。

GPS測(cè)量技術(shù)；公路施工；應(yīng)用

GPS給公路的施工提供一個(gè)嶄新定位的測(cè)量手段，GPS的定位技術(shù)具有成本低、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，并且應(yīng)用GPS的靜態(tài)相對(duì)的定位技術(shù)，可布設(shè)精密的工程控制網(wǎng)，可用于隧道施工控制、橋梁工程，使用GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(即RTK)類(lèi)定位技術(shù)可進(jìn)行各種橋梁動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和道路的施工放樣。

1 GPS概述

1.1 GPS的構(gòu)成

GPS是由用戶(hù)設(shè)備、地面監(jiān)控站以及空間衛(wèi)星星座這三部分所構(gòu)成的。GPS的用戶(hù)設(shè)備是由GPS的接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理的軟件和它的終端設(shè)備組成。GPS的地面監(jiān)控站是由遍布于全球一個(gè)主要控制站、三個(gè)輔助站與五個(gè)監(jiān)測(cè)站所組成。GPS的空間衛(wèi)星星座是由21個(gè)工作衛(wèi)星與3顆在軌備用的衛(wèi)星所組成，這24顆衛(wèi)星平均分布于6個(gè)平面之內(nèi)。

1.2 GPS的定位系統(tǒng)特點(diǎn)。觀測(cè)時(shí)間短，定位精度高，觀測(cè)站之間無(wú)需通視，儀器的操作比較簡(jiǎn)便，可全天候全球進(jìn)行定位。

2 GPS測(cè)量技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

2.1 GPS的公路測(cè)量的準(zhǔn)備工作

在應(yīng)用GPS實(shí)行公路測(cè)量的時(shí)候，需首先在測(cè)量工作之前做足基礎(chǔ)準(zhǔn)備的工作，收集好公路工程的相關(guān)資料，準(zhǔn)備好《公路隧道的勘測(cè)規(guī)程》、《公路橋位的勘測(cè)規(guī)程》、《公路的勘測(cè)規(guī)范》、《公路橋涵的施工技術(shù)規(guī)范》、《公路路基的施工技術(shù)規(guī)范》、工程的《招標(biāo)文件》和施工設(shè)計(jì)的圖紙與測(cè)設(shè)的成果之類(lèi)的資料。擬定測(cè)量作業(yè)的計(jì)劃，組織相關(guān)的測(cè)量人員于工程的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。最終來(lái)選擇符合公路的工程特點(diǎn)GPS的測(cè)量技術(shù)來(lái)進(jìn)行公路的工程測(cè)量。當(dāng)前公路的工程測(cè)量里大多使用常規(guī)的靜態(tài)GPS類(lèi)測(cè)量方式來(lái)進(jìn)行公路的工程測(cè)量。伴隨實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)類(lèi)測(cè)量技術(shù)發(fā)展，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)類(lèi)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用逐漸地增多，向著公路的工程測(cè)量的主流方向來(lái)發(fā)展。

2.2 GPS靜態(tài)測(cè)量方式于施工中的應(yīng)用

2.2.1 GPS的點(diǎn)與線路初步的定位

當(dāng)接到外業(yè)的測(cè)量任務(wù)以后，組織人員應(yīng)對(duì)路線走向進(jìn)行一個(gè)初步勘察與了解，明白沿線GPS點(diǎn)的具體位置和情況，并調(diào)查路線的附近是否有高等級(jí)GPS點(diǎn)來(lái)進(jìn)行聯(lián)測(cè)繼而進(jìn)行復(fù)測(cè)的工作。

2.2.2 GPS的點(diǎn)控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

GPS的控制網(wǎng)布設(shè)需根據(jù)公路的等級(jí)，沿線的地理環(huán)境、地形地貌與作業(yè)時(shí)的衛(wèi)星接收情況，精度上的要求多個(gè)因索來(lái)綜合考慮優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。這是由于GPS的控制網(wǎng)是公路首級(jí)的控制時(shí)，要采用其它的測(cè)量方法進(jìn)行一定的加密，所以沿線須每5—10KM就布設(shè)一個(gè)相對(duì)通視GPS的點(diǎn)，從理論上來(lái)說(shuō)GPS點(diǎn)在觀測(cè)時(shí)只需于3個(gè)GPS的點(diǎn)上布設(shè)GPS觀測(cè)儀與此同時(shí)觀測(cè)就可確定3個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，依據(jù)公路測(cè)量的本身特點(diǎn)多采用4臺(tái)左右的接收機(jī)是，這可同時(shí)觀測(cè)到4個(gè)GPS的點(diǎn)，可以大大地加快全線測(cè)量的速度。

2.2.3 GPS的選點(diǎn)與埋石

GPS在選點(diǎn)時(shí)以選線和控制人員作為主要的依據(jù)，需選擇利于工作和以后的應(yīng)用點(diǎn)位;在埋石時(shí)需按規(guī)范化地要求來(lái)埋選標(biāo)石，現(xiàn)場(chǎng)做好相關(guān)的點(diǎn)記工作。

2.2.4 布設(shè)GPS觀測(cè)儀以進(jìn)行觀測(cè)

GPS點(diǎn)的觀測(cè)共同時(shí)間、其有效觀測(cè)的衛(wèi)星總數(shù)都應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范的要求，大多于外業(yè)觀測(cè)的時(shí)候需規(guī)定觀測(cè)的時(shí)間和有效的觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)滿(mǎn)足規(guī)范的相應(yīng)等級(jí)上的要求。

2.2.5 處理GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)

在外業(yè)的觀測(cè)結(jié)束以后需把GPS的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)里，使用相應(yīng)軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)的分析，其過(guò)程一般分為基線的解算和校核、GPS的控制網(wǎng)的平差計(jì)算這兩步。每個(gè)型號(hào)接收機(jī)均配有相應(yīng)平差處理的軟件，不同的型號(hào)接收機(jī)與處理軟件，其生成數(shù)據(jù)的格式是不同的，要求此數(shù)據(jù)可通過(guò)國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)格式實(shí)行相互的轉(zhuǎn)換，繼而對(duì)不同格式數(shù)據(jù)的結(jié)果精度實(shí)行比較，來(lái)選擇平差結(jié)果的精度比較高軟件，而這也是在選擇相應(yīng)處理軟件時(shí)的方法，此外還需看軟件是否方便快捷、簡(jiǎn)單易懂，如果能提供全面平差的報(bào)告就是最好的，實(shí)行人性化的調(diào)試，得到更優(yōu)的數(shù)據(jù)處理上的結(jié)果。

2.2.6 加密GPS的控制網(wǎng)

首級(jí)的GPS控制網(wǎng)需利用全站儀時(shí)測(cè)量附合導(dǎo)線方法來(lái)進(jìn)行加密的工作，把路線依據(jù)GPS的分布來(lái)分成若干不同的段，每段需單獨(dú)進(jìn)行附合的導(dǎo)線測(cè)量，以保證每段的附和導(dǎo)線均始于GPS點(diǎn)，也終于GPS點(diǎn)上。

2.3 GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量方式于施工中的應(yīng)用

公路施工的階段，需利用GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波的相位差分的定位技術(shù)來(lái)完成傳統(tǒng)的測(cè)量方法里帶狀圖的測(cè)繪、像控點(diǎn)的測(cè)定、圖根加密的控制及施工放樣的測(cè)量之類(lèi)的工作，于統(tǒng)一的坐標(biāo)系下找出點(diǎn)位三維數(shù)據(jù)的信息，為當(dāng)代的GPS技術(shù)發(fā)展重大的突破。因?yàn)樗軐?shí)時(shí)地提供經(jīng)可靠性檢驗(yàn)厘米級(jí)的精度測(cè)量成果，可顯著提高作業(yè)的效率，所以在公路工程上具有十分廣闊應(yīng)用的前景。于公路直線段就可以采用此種直線的定位功能:直線的定位常用于道路的放樣中。Stake測(cè)量可顯示的定線導(dǎo)航數(shù)據(jù)讓你快速的上線，到達(dá)待定的直線后，即會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)On line提醒，可采集地面的高程與存儲(chǔ)點(diǎn)位的坐標(biāo)。而在路線曲線段可采用手簿上曲線的放樣功能，設(shè)定好曲線，比如圓曲線或者緩和曲線的參數(shù)，邊線、中線等，相應(yīng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)能使你快速地引導(dǎo)上線。因?yàn)榇朔N快速放樣的方法，不需要對(duì)講機(jī)來(lái)傳遞導(dǎo)航的數(shù)據(jù)與方向，使用流動(dòng)站來(lái)導(dǎo)航畫(huà)面，可讓你輕松地上點(diǎn)，可極大提高公路的勘測(cè)效率。

當(dāng)前，我國(guó)公路的施工過(guò)程里，依然未能擺脫傳統(tǒng)施工的測(cè)量模式與方法，這大大制約我國(guó)高等級(jí)的公路建設(shè)發(fā)展。因此今后公路的施工過(guò)程里，我們需多地采用GPS高科技的數(shù)字化這種工具，這就可有效加快公路的測(cè)量速度，并優(yōu)化施工的方案，提高公路的質(zhì)量。

2.4 常規(guī)GPS測(cè)量人技術(shù)于施工中的應(yīng)用

因?yàn)楣こ虦y(cè)量的技術(shù)條件上限制之類(lèi)的原因，許多的工程使用常規(guī)的GPS測(cè)量情況十分常見(jiàn)。它的測(cè)量工作實(shí)施需測(cè)量部門(mén)于觀測(cè)以前根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)制定觀測(cè)的計(jì)劃，確定觀測(cè)的時(shí)段數(shù)以及幾何精度因子、衛(wèi)星的高度截止角等，以之作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行作業(yè)過(guò)程里儀器調(diào)度。實(shí)際的操作過(guò)程里，測(cè)量人員需首先檢查儀器的完好狀態(tài)、保障其有足夠電力的供應(yīng)，并且復(fù)核采集器的軟件情況。

3 加強(qiáng)測(cè)量技術(shù)類(lèi)人員的培養(yǎng)，提升GPS技術(shù)于公路測(cè)量上應(yīng)用

經(jīng)過(guò)上述的論述我們可看出，雖然CPS于測(cè)量技術(shù)人員操作上的要求比較簡(jiǎn)單，但它也需科學(xué)測(cè)量規(guī)劃來(lái)做基礎(chǔ)，用測(cè)量過(guò)程里嚴(yán)格的操作來(lái)完成測(cè)量的工作。這需測(cè)量企業(yè)或者相關(guān)部門(mén)要認(rèn)識(shí)到測(cè)量技術(shù)人員于測(cè)量質(zhì)量上重要性，加大測(cè)量技術(shù)人員的培養(yǎng)和相關(guān)培訓(xùn)的工作，讓他們可熟練地掌握GPS的技術(shù)操作要點(diǎn)與要求，掌握GPS的測(cè)量?jī)x器使用的方式，減少因?yàn)椴僮鲉?wèn)題所造成誤差，提升測(cè)量的精準(zhǔn)度，給公路工程施工奠定好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)需認(rèn)識(shí)GPS測(cè)量類(lèi)技術(shù)于公路的測(cè)量工作應(yīng)用中重要性，積極地采用現(xiàn)代的測(cè)量技術(shù)來(lái)提高公路的工程測(cè)量的質(zhì)量，給公路的施工指明一個(gè)方向，促使我國(guó)的公路建設(shè)發(fā)展。

4 結(jié)論

現(xiàn)代的GPS的測(cè)量技術(shù)于公路測(cè)量上應(yīng)用大大提高公路工程的測(cè)量工作效率、提升公路工程的測(cè)量質(zhì)量。而GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和較低測(cè)量通視的要求，讓它于現(xiàn)代公路的測(cè)量中應(yīng)用也越來(lái)越多，這對(duì)公路的測(cè)量技術(shù)人員也提出更高要求。這要求現(xiàn)代的公路測(cè)量人員需認(rèn)識(shí)到自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新重要性，珍惜企業(yè)給自身提供培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，積極努力提高自身的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和測(cè)量新技術(shù)掌握，給現(xiàn)代的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用打好基礎(chǔ)，同時(shí)也讓自身可緊跟時(shí)代的發(fā)展要求，適合現(xiàn)代的測(cè)量工作也奠定基礎(chǔ)。把測(cè)量人員的技術(shù)更新作為基礎(chǔ)，提高GPS的測(cè)量技術(shù)于現(xiàn)代的公路工程測(cè)量中應(yīng)用，提高我國(guó)的公路建設(shè)施工整體質(zhì)量提升。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.039