GPS测量技术在公路施工中的应用

2015-10-31祖磊

建材与装饰 2015年26期

关键词：观测公路监控

祖磊

（宁夏科立诚工程监理有限公司宁夏银川　750001）

GPS测量技术在公路施工中的应用

祖磊

（宁夏科立诚工程监理有限公司宁夏银川750001）

随着科学技术的进步，GPS测量技术取得了一定的进展，其在公路施工中的应用得到越来越广泛的应用，为公路顺利施工提供了巨大的便利和数据参考。

GPS测量技术；公路施工；应用

前言

GPS测量技术是一种全新的探测技术手段，它具有高速度、低成本、高精准度等特点，现今已经被广泛的运用到建筑工程的领域当中，为建筑工程提供了可靠的数据参考以及便利。使用GPS的动态定位技术还可以对道路的施工放样以及对桥梁的动态进行有效监测。利用GPS静态相对的定位技术，还可以布置精密的工程监控网，可用于桥梁工程以及隧道施工的控制当中。本文主要是讲述了GPS测量技术在公路施工中的具体应用。

1　GPS的含义与特点

1.1GPS定位系统的的特性

该系统在观测定位拥有很高的精准度，观测站之间不需要通视，且观测所用的时间短，仪器在操作时简单方便，还可以全球全天候来进行定位探测[1]。

1.2GPS的组成

GPS的构造可以分为地面监控站、空间卫星星座以及用户设备等三个重要的部分。地面监控是由三个辅助站、五个监测站以及遍布全球的每一个控制站来组成的[2]。空间卫星星座由三颗在轨备用的卫星以及二十一个工作的卫星来组成的，这二十四颗卫星在六个平面之内均匀的分布着。用户设备由数据出来的相关软件以及终端设备、GPS的接收机来组成的[3]。

2　GPS测量技术公路的工作准备

在使用GPS测量技术公路之前，需要做好一切足够的准备，把关于公路工程的各种有关资料收集准备好，一般来说这些资料主要包括以下：《公路的勘测规范》、《公路路基的施工技术规范》、《公路桥涵的施工技术范》《公路隧道的勘测规程》以及施工设计的图纸、工程的招标文件等等。把测量的整个计划制定出来，把所有参与工程测量的工作人员组织起来，一起分析和探讨各个工作细节，最后商讨确定出选用测量符合公路特点的GPS测量技术。从当前的情况来看，大多数都是使用静态测量的来对公路的工程进行测量，但是实时动态类测量技术的出现和不断发展，已经渐渐的替代静态测量技术，被广泛的运用在公路工程的探测中[4]。

3　GPS测量技术在公路施工中的实际应用

一般来说，GPS测量技术手段可以分为以下三种（如图1）：

3.1GPS静态测量技术在公路施工中的实际应用

图1　

3.1.1关于GPS点线路的初具体定位

每当街道测量工作的任务结束之后，应该要组织人员对于测量的路线的大概走向进行一个初步勘察和了解，掌握沿线GPS点的具体情况和位置，并且要做好相关的调查，明确附近是否存在高等级的GPS来进行联测，从而进行复测的工作。

3.1.2关于GPS的点监控网的设计

GPS的点监控网的布置需要按照公路不同的等级沿线的地形地貌、地理环境与作业时的卫星接收情况，在精度方面需要要求多个因素来进行综合考虑，确定出最优化的设计方案。这是因为GPS的监控网是由公路的首级控制的，需要使用其它的测量手段来进行加密，所以在沿线必须要每隔5～10km就布置一个相对同时的GPS点[5]。从理论的角度来分析，GPS点在进行观测的时候只需要三个GPS点来布置GPS观测仪，与此同时，就可确定出观测的三个点坐标，根据公路测量自身具备的特点所使用大约四台左右的接收机，这个时候可以同时观测到四个GPS点，可以在很大的程度上来提高前线测量的速度[6]。

3.1.3关于GPS的观测仪器的的布置

GPS点的观测卫星的总数以及观测的共同时间都应该要符合规范的需求，大多在进行外业观测的时候，来规定有效的观测卫星数量以及观测时间从而来符合规范的对应的等级上的要求。

3.1.4关于GPS点的埋石和选点

在进行GPS选点的时候，要把人员的控制和选线当做主要的依据，所选择的点一定要方便日后的工作以及应用的点位，在进行埋石的时候，一定要按照标准化的要求对标石进行埋选，并在现场做好记录工作。

3.1.5关于GPS观测数据的处理

当观测任务完成之后，需要把收集到GPS数据输入电脑，同时要使用相应的计算机软件来对数据进行处理和分析，该过程一般来说可以分为基线的解算和校核、GPS的监控网的平差计算这两个步骤[7]。在每个型号的接收机上都会配置有对应的平差处理的软件。型号不同的处理软件，其产生的数据与格式也是有所差异的，规定此数据可以按早国际标准的规定来进行相互交换，从而选择平差结构的精度比较高的软件，同时这也是在选择相应处理软件的一种方法。同时，还需要看看软件是否操作简单、易懂等等，如果可以提供出全面的平差的报告那么就是最好的，进行人性化的调试，从而得出更加准确的数据处理结构。

3.1.6关于GPS监控网的加密

在首级的GPS监控网需要借助全站仪时测量附合导线的手段来把加密的工作做好。按照GPS的分部来把路线相应的分成几段，对每一段进行单独的附合的导线的测量，确保每一段的附合与导线开始于GPS的点上，也结束于GPS点上。

3.2GPS实动态测量技术在公路施工中的实际应用

在公路的施工过程中，需要借助GPS实时动态载波的相位差分的定位技术，从而顺利完成传统的测量手段里带状图的测量，例如对图根加密的控制、控点的测定以及施工放样的测量等等[8]。在统一的坐标系下把点位三维数据的信息找出来，成为现今GPS技术发展一项重大的突破。因为它可以随时随地的把检验厘米级别的高精准测量结果可靠的提供出来，可以在很大的程度上提高作业的效率。为此，被广泛的应用在公路工程当中。在公路的直线段就可以使用这种直线的定位功能：在道路的放样中经常会用到直线的定位。Stake进行测量，可以把定线导航数据显示出来，从而让你快速的上线，等到到达待定的直线之后，立刻会出现对应的Oline的提醒，此时，可以对存储点位以及地面的高程的坐标进行踩点。而在路线曲线段上，可以使用手簿上曲线的放样功能，把曲线设定好，例如圆的曲线或者是缓和曲线的边线、中线以及参数等等，对应的导航数据可以使你加快引导上线。为此，这种快速方样的方式，不需要借助到对将来把导航的数据与方向进行传递，采用流动站来把画面导航出来，可以让你轻易的地上点，从而大大的提高了公路勘测的效率。

当前，在我国公路施工过程当中，仍然没有完全摒弃传统施工的测量模式与方法，这给我国高等级的公路快速建设发展产生了阻碍。为此，在今后公路的施工过程当中，我们需多采用GPS高科技的数字化这种工具加快公路的测量速度，并对施工方案进行优化，从根本上来提高公路的质量。

3.3一般GPS测量技术在公路施工中的具体应用

在过去，GPS测量技术受到限制，所以很多公路工程只能使用一般GPS测量技术。这种测量技术很难要工作人员根据工程的实际情况来来制定出下一步的测量计划，卫星的高度截止角、几何精度因子、观测的时段等等。在实际的技术操作过程当中，测量的人员必须要仪器进行检查，确保完好无损好，保证其可以提供出足够的电力，并且要重新对采集器的软件的情况进行复核[9]。

4　加强对技术人员的培养力度，提高他们的技测量能力

以上所述我们可以知道，虽然GPS测量技术操作起来简单便捷，但是也还是需要一定的科学测量水平和知识来作为基础的，在测量的时候，必须要确保测量人员具备丰富的测量知识、测量经验、测量技术才能够确保测量出来的结果具有可靠性。为此，有关部门应该要在人才培养的方面引起高度的重视，加强对该类技术人员的培养，要求他们除了要掌握丰富的GPS测量技术知识以外，还必须要高度熟悉GPS测量技术操作的流程，在实际的操作过程当中，尽量避免出现误差，提高测量结果的准确度，为下一步的工作提供正确的指导依据。