GPS在公路工程控制测量中的应用

樊秀华

摘要：GPS即全球卫星定位系统，能够在地球表面大部分区域提供定位、测速、时间测量等内容，GPS 应用范围十分广泛，在人们的生活、生产中起到了重要的作用。GPS在测量领域中得到广泛的应用，例如地质工程测量、大地测量、航空摄影测量等，本文从公路工程控制测量的发展情况出发，对GPS测量技术的特点进行了分析，探讨了GPS在公路工程控制测量中的应用，具有一定借鉴效果。

关键词：公路工程GPS控制测量

随着科技水平的不断提高，GPS定位系统在许多领域中均能得到应用，在公路工程控制测量的过程中，采用GPS测量技术，有助于提高测量结果的准确性，保障公路工程的顺利实施，这对于公路工程而言有着重要的意义。GPS测量技术之所以在公路工程控制测量中得到广泛的应用，与GPS测量技术自身的特点有着密切的关联，GPS测量技术的特点包括定位精度高、观测时间短、操作方便、全天候作业、作业效率高等，下面对GPS在公路工程控制测量中的应用作出具体说明。

1 公路工程控制测量的发展情况

在公路工程控制测量中GPS得到广泛的应用，在公路工程建设前期需要对公路路线情况进行勘测并设计，公路控制测量是为路线勘测设计提供基础数据的前提。近几年来，我国公路建设取得了不错的成绩，这与路线勘测有着密切的关联，由于国内公路建设具有规模大、施工周期长的特点，通过了解线路情况便于合理设计公路工程施工图，采用一般的技术手段难以满足高精度要求。在公路工程控制测量中使用GPS，能够解决布网困难、精度要求的问题，二十一世纪以来，我国大部分公路工程部门采用GPS技术进行公路控制测量，例如江苏徐连高速公路及宁通公路、云南元磨公路、新疆乌奎高等级公路等，又如广东某家公路工程公司在高程控制测量中采用GPS进行水准测量。在实际的测量工作中GPS技术发挥出重要的作用，我国在公路建设中采用GPS技术逐渐建立线路首级高精度控制网，现已在青银高速公路、广惠高速公路、沪宁高速公路等公路控制测量中取得了不错的成绩。

在公路控制测量的过程中，采用两台以上的GPS接收机进行静态连续性的观测，获得大量的相关数据，对这些数据进行分析、处理后，获得两点的三维坐标差，根据一点坐标值就可计算出另一点的坐标值。此种方法定位精度较高，适用于高精度测量领域，例如大地测量、形变监测等。由于GPS技术具有精度高、观测时间短、操作方便、作业效率高等优点，在现代化公路控制测量中得到广泛的应用，随着对GPS技术研究的深入，在公路工程控制测量中的应用范围越来越广，能够为公路工程控制测量提供更好的技术支持，推动公路工程控制测量的发展。

2 GPS测量技术的特点

GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、操作方便、全天候作业、作业效率高等特点，在测量领域采用GPS测量技术，具有许多的优点，首先在测量站间不需要考虑通视条件。由于在测量领域中测站间通视条件是首要考虑的问题，但采用GPS测量技术则比较方便，只要GPS系统能够接收卫星信号，就能获得理想的测量结果。GPS测量技术能够观测任何环境，无需考虑时间、天气等因素，可以连续开展工作，保持全天候作业，同时还能提供三维坐标。在开展平面测站作业时，能够确定测量目标的地面高程。GPS测量技术能够获得较高的定位精度，GPS测量精度与红外仪一样，但在测量距离较远时，仍能保证GPS测量结果的高精度，GPS测量技术观测时间短、操作方便的优点，利用GPS建立控制网时，每一测站点观测时间为半小时至四十分钟内，而采用GPS快速静态定位法，观测时间将大幅缩短，最快观测时间为两秒。由于GPS测量技术本身具有较高的自动化操作功能，能够自动、连续性接收卫星信号，随着科技水平的提高，GPS接收机自动化水平更高，设备越来越小，功能越来越强大，使用方便，操作简单，在开展外业测量工作时，测量人员只需要将GPS接收机天线对中、整平，开启设备电源开关，就能获得大量的观测数据，能够对这些数据进行分析、处理，计算出测量目标的三维坐标，为后续的测量工作打下基础。

3 GPS定位技术在公路工程控制测量中的应用

在实际的公路工程控制测量中主要采用GPS的静态功能及动态功能，前者是指通过接收卫星数据，确定地面测量目标的三维坐标，后者是指通过卫星系统将已知的三维坐标位置放样至现场地面上。本文首先以某市省路网改造工程为例，在省道控制测量中采用GPS系统，使用静态相对定位技术，通过公路工程勘察设计专家数次验证后，确定GPS技术定线测量精度满足实际的设计精度要求。在省道线路控制测量中，由于省道环境比较复杂，通视条件不好，在建立布网方案时，将已知的控制点作为起算点进行测算。省道线路控制网采用测边网，利用全站仪、经纬仪、测距仪等工具作大地测量，高程测量法采用测距三角高程，严格按照相关设计要求来开展作业，所有外测数据均经数据处理后，作平差计算。根据原定的设计方案开展GPS静态测量法，将三台GPS接收机放置在设定位置，使其对卫星信号进行静态连续测量，测量完成后经数据处理作平差计算，获得某一具体位置的坐标值。将大地测量法、GPS静态测量法的测量结果作对比观察，重点观测测量误差、坐标转换数学模型误差等内容，发现两种测量结果存在差异，但三维坐标差值均上下浮动不超过十毫米，符合设计规范内的精度要求。

以某省开发区新建工程中，采用GPS动态测量法，某省开发区新建工程环境比较复杂，通视条件有限，地处偏远，远处有视野可及的茂密森林，未达到高等级公路导线要求，与设计规范要求不符。在公路工程施工准备前期采用GPS-RTK动态测量对此路段进行勘测，对中线进行恢复和校核，建立两个已知控制点为基准点，设立两台GPS接收机在控制点上，其中一个基准点设置GPS基准台，测量多点的三维坐标，测量时间为五秒，并根据所测的坐标数据计算其边长值。为验证本次公路控制测量精度，将其与既往加密的控制点坐标值进行对比观察，通过一番对比后，采用GPS动态测量法测量基线有十四条，其最大边长值误差是十六毫米，控制点坐标测量点为七点，三维坐标元素为二十七个，上述数据均符合设计规范内的精度要求。在公路工程控制测量中采用GPS-RTK动态测量，能够获得理想的测量结果，GPS测量技术具有作业效率快、精度高、观测时间短的优点，GPS测量技术可广泛应用于高等级公路工程控制测量中。

4 結束语

综上所述，我国公路工程建设力度不断加大，GPS技术具有宽广的应用前景，虽然在实际的公路控制测量工作中，GPS技术易于受到其他因素的影响，存在许多的问题与不足，为了提高测量结果的精确度，还需加强对测量结果进行精度检查。本文通过实践证明，GPS测量技术不仅具有作业效率快、观测时间短的优点，测量结果趋于理想，GPS测量技术将满足现代化公路工程控制测量的要求，随着科学技术的进步与发展，今后的GPS技术能够为公路控制测量提供更好的服务。

参考文献：

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