GPS測繪技術在道路工程測量中應用

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摘要：工程測量是道路工程施工過程中的一個重要環(huán)節(jié)。測量數據的精確性直接關系到后續(xù)道路工程的施工質量和效果，因此，必須不斷引進更加先進的測繪技術和方法，提高道路工程測量的效率和質量。文章系統(tǒng)地分析了gps測繪技術的使用功能優(yōu)勢，并針對GPS測繪技術以及GPS測繪技術在道路工程測量工作中的應用要點進行了研究，結合工程實例闡述了GPS測繪技術在道路工程測量應用中的策略，以期為后續(xù)類似工作的開展提供必要的參考和借鑒。

關鍵詞：公路工程；測繪；GPS技術；技術應用

1引言

在測繪技術快速發(fā)展的背景下，一些先進的GPS測繪技術在道路工程測量工作中發(fā)揮出了至關重要的作用。相對于傳統(tǒng)的測繪技術，GPS測繪技術的應用在測量工作效率精確性以及便捷性上都得到了全面提升，因此，受到了工程測量單位的高度重視。GPS技術是近年來科技發(fā)展所興起的一種高新導航定位技術，在使用過程中具有更高的定位精確性和自動化控制功能，在公路工程測量工作中得到了普遍應用。應用GPS技術可充分發(fā)揮精確的定位功能，有效配合地面控制網及識別系統(tǒng)，建立起一套更加科學、完善的工程項目測量機制和方法，不僅能全面提高道路工程項目測繪工作的精確性和測量工作范圍，而且可以降低測繪工作人員的勞動強度，實現項目工程建設單位的更高經濟效益和社會效益。

2GPS技術在道路工程測量工作中的應用優(yōu)勢分析

GPS技術主要是基于衛(wèi)星定位服務的一種精確導航定位技術方法，GPS系統(tǒng)又稱全球定位系統(tǒng)。在GPS系統(tǒng)中主要包含空間部分、地面控制部分、用戶裝置部分等幾個重要的互動環(huán)節(jié)，其中，空間部分主要是由24顆空間衛(wèi)星構成，地面控制部分主要是由地面控制站、監(jiān)控監(jiān)測站、通訊系統(tǒng)等部分構成，用戶裝置部分主要是由信號接收系統(tǒng)、衛(wèi)星天線、用戶設備等部分構成。隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，GPS系統(tǒng)逐漸進入民用領域，如汽車導航、工程測量項目等，尤其是在測量領域有著更顯著的使用優(yōu)勢和特點，使測量工作范圍更廣、測繪精度更高，且操作比較簡單，可以實現實時測量等多方面優(yōu)勢。

2.1測量范圍更廣

在應用GPS技術對道路工程進行測量過程中，基于GPS系統(tǒng)的應用可以有效提供相應的坐標磁場和測量工作時間等多種信息內容，不僅能全面提高測量工作的適應性效果，而且可以在特定的測量工作環(huán)境下完成相關的測量試驗。隨著道路工程項目測量技術的不斷革新和優(yōu)化，GPS技術在項目工程測量工作中發(fā)揮出的作用和優(yōu)勢越來越明顯，如在道路橋梁、地殼預測、大地測量等工作領域中，該項技術的應用日漸成熟，使得整個測量工作的可操作性更加簡單，獲取的測量數據精確度也得到了全面提升。GPS測繪技術原理如圖1所示。

2.2測量精度更高

應用GPS技術開展工程測量，可以充分使用模型和相關測量工作軟件，根據已有的地形圖像信息資料，有效確認需要測量的工作對象，然后，通過使用空間衛(wèi)星定位技術方法來保證測量數據的準確性。相對于傳統(tǒng)的工程測量技術，在定位精確度上更高，測量數據誤差更小，并根據相關測量實踐工作分析，在50km范圍內測量工作誤差量僅為6~10m，在50~500km范圍內測量誤差量僅為7~10m。在公路工程精密定位測量工作中，GPS技術測量工作誤差量相對于傳統(tǒng)的測量技術方法精確度更高，如在1~300km的工程精密定位測量過程中，GPS技術所獲取的測量數據精確度可以得到全面提升。

2.3實時性測量

基于GPS系統(tǒng)利用空間衛(wèi)星分布的均勻性特點，可以全面實現GPS定位測量工作的實時性效果，可以實現長期測量作業(yè)的工作模式。同時，在道路工程項目實際測量工作中，除了在一些比較極端的天氣環(huán)境下，GPS測量技術在使用過程中基本上不會受到測量時間、地點和氣候環(huán)境因素的干擾。因此，GPS定位測量技術在道路工程項目測繪工作中具有較高的實時性效果。

2.4操作更簡單

GPS測量技術主要是基于GPS系統(tǒng)形成的一種新型測量技術方法，地面儀器設備的操作流程相對簡單。因此，僅需要對測量人員進行簡單的技能培訓，掌握測量操作技術要點，在一些常見的公路工程測量作業(yè)中，可以通過一些基礎性的操作即可完成精確的定位和測繪工作。例如，在一些定位測量過程中，只需要將一些儀器設備、電線等相關技術設備進行連接，并在終端系統(tǒng)中及時收集和處理獲取的參數信息，通過自動化設備自行操作即可完成，整個操作流程非常簡單。隨著科技的進一步發(fā)展，GPS測量技術和相關設備的使用會不斷向智能化、小型化方向發(fā)展，因此，可以在很大程度上降低施工人員的工作強度，有效提高測繪工作的精確性。

3GPS技術在道路工程測量工作中的應用策略分析

3.1工程概況

我國某地區(qū)一處公路工程的一段高速公路位于山體的邊坡位置，通過工作人員的實地勘察，發(fā)現本段公路所處位置有大量的含沙黏性邊坡積土，高邊坡的中下部位主要是以微風化花崗巖混合巖體為主，山頂的高程為76.5m，高速公路匝道設計路面高程為43.5m，邊坡的最大高度為34.3m，總共分為三級放坡結構：第一級為72.5~76.8m，坡比為1∶1；第二級為62.3~73.5m，坡比為1∶0.75；第三級為52.5~65.5m，坡比為1∶0.5。每一級高邊坡的高度為10.5m，每級邊坡結構之間設置2m寬的平臺。針對本次公路工程測量工作要點展開深入分析和研究，有效應用GPS技術，提高工程測量工作的精度和效率。

3.2合理布設測量網

若想有效保證道路工程測繪工作的精確性，需要對GPS測量技術方案進行全面優(yōu)化和完善。首先，需要合理布設測繪工作網絡，保證測量網布設工作質量。目前，CPS技術在測繪工作過程中的測繪精度可以調整到毫米級別，充分達到精細測繪。其次，GPS技術有靜態(tài)差分和動態(tài)差分兩種技術方法，前者可以通過建立基站有效分析相關的測量數據信息，并對其進行定位處理；后者屬于一種載波相位差分技術方法，可以實現對目標位置進行定位處理。

3.3應用GPS技術進行放樣測量

在放樣工作中，需要在山腳開闊地帶設置對應的GPS基準站，其中，基準站的架設必須符合測量工作要求，需將基準站設置在比較開闊且地勢較高的區(qū)域，天線的上方區(qū)域不能遮擋。打開電子手簿將藍牙與基準站、流動站之間進行連接，設置好對應的電臺，等到流動站上的藍牙電臺等信號燈全部閃爍為藍燈，同時，手簿上顯示固定求解值時，GPS測量系統(tǒng)正式開始工作。分別使用流動站在已知的控制點位上進行測量，并對測量的坐標和高程進行有效調整，同時，使用已知點作為校核，確認數據無誤差后開始正式放樣測量。在道路橋梁工程施工過程中，施工單位可應用GPS技術，有效結合RTK技術，全面提高道路工程的測量精度。工作人員需在施工控制網中合理選擇測量控制點位，進行GPS基站設置工作。通常情況下，需要設置兩個以上的操作站，使用控制器對其進行對比和分析，確認道路橋梁工程坐標，有效提高工程測量放樣的精確性，為后續(xù)主體工程施工順利進行提供保證。

3.4應用GPS技術進行平面測量

許多道路工程施工過程中現場的地形條件相對復雜，如果使用傳統(tǒng)的平面測量技術方法，無法滿足公路工程的建設要求，合理應用GPS技術，可以最大限度地降低測繪區(qū)域地形條件因素所產生的影響。在實際測量過程中，工作人員需確認施工平面控制網等級，并選擇相應的測繪工作坐標系。在控制網中選擇地勢相對較高的位置，設置兩個以上的平面控制點位，安裝GPS接收裝置，然后，使用全站儀等設備進行觀測和測量，對獲取的GPS數據進行結算和分析，為整個道路工程及其橋梁工程施工提供更精確的數據參數。

3.5應用GPS技術進行道路高程測量

我國道路工程施工規(guī)模不斷擴大，已逐步覆蓋到一些偏遠山區(qū)，由于山區(qū)地勢比較險要，環(huán)境比較復雜，因此，給道路高程測量工作帶來了較大的影響和阻礙。傳統(tǒng)的測量技術方法由于硬性條件要求相對較高，受到地勢條件因素的影響，無法滿足實際的測量要求和標準。合理應用GPS技術，無需保持控制點之間的通識效果，可以基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的功能和作用，實現在大面積比較復雜的地形條件下進行高程測量工作。在實際測量過程中，測量人員需要根據施工現場的地理條件和測量工作范圍要求，合理布設控制點位的數量和控制點位之間的間距大小，有效保證測繪的精確性，同時，還可以應用靜態(tài)定位技術，有效完成后續(xù)的道路高程測量工作。

3.6應用GPS技術進行道路橫縱斷面測量

在道路工程橫、縱斷面測量工作中，施工單位可采用GPS測量技術方法，對施工線路的橫、縱斷面尺寸進行測量和分析。測量人員在實際工作中可事先應用GPS技術準確測放道路工程的中線位置，然后，結合繪圖軟件設置中線樁點坐標位置，對所有的樁點縱向斷面和道路橫斷面位置進行測繪分析。與傳統(tǒng)的測量技術方法相比，使用GPS測量技術可保證數據信息收集工作的時效性、全面性和精確性，還可以在最大程度上降低測量人員在外業(yè)受到人為因素干擾，避免對樁體測繪結果產生干擾，有效控制測繪過程中的成本投入量。

3.7對道路變形量進行監(jiān)測

由于道路橋梁工程施工規(guī)模較大，道路經常受到周圍復雜地形環(huán)境因素的影響發(fā)生基礎變形，因此，必須對道路變形量大小進行全面監(jiān)測和控制。但在實際監(jiān)測過程中，如果使用傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，操作難度較大，變形監(jiān)測工作受到很多外部環(huán)境因素的影響，對后續(xù)的道路工程通車安全造成一定的威脅。通過引應用先進的GPS技術，可以有效解決傳統(tǒng)監(jiān)測工作中存在的問題。例如，將GPS技術有效運用于道路橋梁基礎變形量監(jiān)測工作，可以實現道路橋梁施工現場的實時性監(jiān)測和控制，如果施工區(qū)域地質或是道路橋梁產生變形等問題，應用GPS監(jiān)測技術可以將獲取的監(jiān)測數據信息直接傳輸到控制中心，方便工作人員分析變形問題的具體情況。因此，在道路工程施工中，需要充分發(fā)揮GPS技術優(yōu)勢，防止道路橋梁產生嚴重的變形問題，提高工程整體使用效果和穩(wěn)定性。

4結語

綜上所述，在本次公路工程建設中，通過GPS測量技術的有效應用，在整個測繪工作效率精確度和可靠性方面都得到了全面提升，并可以進一步控制測繪人員的外業(yè)工作強度，節(jié)省不必要的人力成本，獲取的測繪成果更加科學，為整個公路工程建設質量打下良好的基礎，同時，施工單位也實現了更高的經濟效益和社會效益。由此可以看出，GPS測量技術在我國未來的公路工程建設中將會得到更廣泛的應用，技術發(fā)展前景非常廣闊。

作者:張燕文 單位:山西工程科技職業(yè)大學