GPS測繪技術(shù)在道路工程測量中應(yīng)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(shù)據(jù)的精確性直接關(guān)系到后續(xù)道路工程的施工質(zhì)量和效果，因此，必須不斷引進更加先進的測繪技術(shù)和方法，提高道路工程測量的效率和質(zhì)量。文章系統(tǒng)地分析了gps測繪技術(shù)的使用功能優(yōu)勢，并針對GPS測繪技術(shù)以及GPS測繪技術(shù)在道路工程測量工作中的應(yīng)用要點進行了研究，結(jié)合工程實例闡述了GPS測繪技術(shù)在道路工程測量應(yīng)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(guān)鍵詞：公路工程；測繪；GPS技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

1引言

在測繪技術(shù)快速發(fā)展的背景下，一些先進的GPS測繪技術(shù)在道路工程測量工作中發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用。相對于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，GPS測繪技術(shù)的應(yīng)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(shù)是近年來科技發(fā)展所興起的一種高新導(dǎo)航定位技術(shù)，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(yīng)用。應(yīng)用GPS技術(shù)可充分發(fā)揮精確的定位功能，有效配合地面控制網(wǎng)及識別系統(tǒng)，建立起一套更加科學(xué)、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(xiàn)項目工程建設(shè)單位的更高經(jīng)濟效益和社會效益。

2GPS技術(shù)在道路工程測量工作中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

GPS技術(shù)主要是基于衛(wèi)星定位服務(wù)的一種精確導(dǎo)航定位技術(shù)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(gòu)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(gòu)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(shè)備等部分構(gòu)成。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，GPS系統(tǒng)逐漸進入民用領(lǐng)域，如汽車導(dǎo)航、工程測量項目等，尤其是在測量領(lǐng)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(xiàn)實時測量等多方面優(yōu)勢。

2.1測量范圍更廣

在應(yīng)用GPS技術(shù)對道路工程進行測量過程中，基于GPS系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提供相應(yīng)的坐標磁場和測量工作時間等多種信息內(nèi)容，不僅能全面提高測量工作的適應(yīng)性效果，而且可以在特定的測量工作環(huán)境下完成相關(guān)的測量試驗。隨著道路工程項目測量技術(shù)的不斷革新和優(yōu)化，GPS技術(shù)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(yù)測、大地測量等工作領(lǐng)域中，該項技術(shù)的應(yīng)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(shù)據(jù)精確度也得到了全面提升。GPS測繪技術(shù)原理如圖1所示。

2.2測量精度更高

應(yīng)用GPS技術(shù)開展工程測量，可以充分使用模型和相關(guān)測量工作軟件，根據(jù)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(shù)方法來保證測量數(shù)據(jù)的準確性。相對于傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)，在定位精確度上更高，測量數(shù)據(jù)誤差更小，并根據(jù)相關(guān)測量實踐工作分析，在50km范圍內(nèi)測量工作誤差量僅為6~10m，在50~500km范圍內(nèi)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(shù)測量工作誤差量相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)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(shù)所獲取的測量數(shù)據(jù)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(xiàn)GPS定位測量工作的實時性效果，可以實現(xiàn)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(shù)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(shù)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(shù)主要是基于GPS系統(tǒng)形成的一種新型測量技術(shù)方法，地面儀器設(shè)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(xùn)，掌握測量操作技術(shù)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(chǔ)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(shè)備、電線等相關(guān)技術(shù)設(shè)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(shù)信息，通過自動化設(shè)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(shù)和相關(guān)設(shè)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(shù)在道路工程測量工作中的應(yīng)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(xiàn)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(fēng)化花崗巖混合巖體為主，山頂?shù)母叱虨?6.5m，高速公路匝道設(shè)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(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)之間設(shè)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(yīng)用GPS技術(shù)，提高工程測量工作的精度和效率。

3.2合理布設(shè)測量網(wǎng)

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(shù)方案進行全面優(yōu)化和完善。首先，需要合理布設(shè)測繪工作網(wǎng)絡(luò)，保證測量網(wǎng)布設(shè)工作質(zhì)量。目前，CPS技術(shù)在測繪工作過程中的測繪精度可以調(diào)整到毫米級別，充分達到精細測繪。其次，GPS技術(shù)有靜態(tài)差分和動態(tài)差分兩種技術(shù)方法，前者可以通過建立基站有效分析相關(guān)的測量數(shù)據(jù)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(shù)方法，可以實現(xiàn)對目標位置進行定位處理。

3.3應(yīng)用GPS技術(shù)進行放樣測量

在放樣工作中，需要在山腳開闊地帶設(shè)置對應(yīng)的GPS基準站，其中，基準站的架設(shè)必須符合測量工作要求，需將基準站設(shè)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(shè)置好對應(yīng)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(diào)整，同時，使用已知點作為校核，確認數(shù)據(jù)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(yīng)用GPS技術(shù)，有效結(jié)合RTK技術(shù)，全面提高道路工程的測量精度。工作人員需在施工控制網(wǎng)中合理選擇測量控制點位，進行GPS基站設(shè)置工作。通常情況下，需要設(shè)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(yīng)用GPS技術(shù)進行平面測量

許多道路工程施工過程中現(xiàn)場的地形條件相對復(fù)雜，如果使用傳統(tǒng)的平面測量技術(shù)方法，無法滿足公路工程的建設(shè)要求，合理應(yīng)用GPS技術(shù)，可以最大限度地降低測繪區(qū)域地形條件因素所產(chǎn)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(wǎng)等級，并選擇相應(yīng)的測繪工作坐標系。在控制網(wǎng)中選擇地勢相對較高的位置，設(shè)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(shè)備進行觀測和測量，對獲取的GPS數(shù)據(jù)進行結(jié)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(shù)據(jù)參數(shù)。

3.5應(yīng)用GPS技術(shù)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(fù)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(shù)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(yīng)用GPS技術(shù)，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(xiàn)在大面積比較復(fù)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(jù)施工現(xiàn)場的地理條件和測量工作范圍要求，合理布設(shè)控制點位的數(shù)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(yīng)用靜態(tài)定位技術(shù)，有效完成后續(xù)的道路高程測量工作。

3.6應(yīng)用GPS技術(shù)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(shù)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(yīng)用GPS技術(shù)準確測放道路工程的中線位置，然后，結(jié)合繪圖軟件設(shè)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(shù)方法相比，使用GPS測量技術(shù)可保證數(shù)據(jù)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(jié)果產(chǎn)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(jīng)常受到周圍復(fù)雜地形環(huán)境因素的影響發(fā)生基礎(chǔ)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(yīng)用先進的GPS技術(shù)，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(shù)有效運用于道路橋梁基礎(chǔ)變形量監(jiān)測工作，可以實現(xiàn)道路橋梁施工現(xiàn)場的實時性監(jiān)測和控制，如果施工區(qū)域地質(zhì)或是道路橋梁產(chǎn)生變形等問題，應(yīng)用GPS監(jiān)測技術(shù)可以將獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息直接傳輸?shù)娇刂浦行?，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(shù)優(yōu)勢，防止道路橋梁產(chǎn)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(jié)語

綜上所述，在本次公路工程建設(shè)中，通過GPS測量技術(shù)的有效應(yīng)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(xué)，為整個公路工程建設(shè)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)，同時，施工單位也實現(xiàn)了更高的經(jīng)濟效益和社會效益。由此可以看出，GPS測量技術(shù)在我國未來的公路工程建設(shè)中將會得到更廣泛的應(yīng)用，技術(shù)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(xué)