GPS技术在公路工程测量中的应用

谢建武

摘要：在我国工程测量技术快速发展的同时，一定程度上带动了GPS技术的创新与进步，然而，要想在理论同实践的过程中充分发挥该技术的优势，就应该进一步对其进行研究。现阶段，在公路工程当中，由于受到工程线路长并且测量时间不充足以及施工质量的要求较高等因素的影响，使得具备精准、便捷、快速等特点的GPS技术不断被应用于实践当中，并且已经逐渐代替了原有的测量技术。所以，由此看来，GPS技术已经成为目前公路测量工作中十分重要的测量技术。

关键词：GPS技术；公路工程测量；应用

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0206-02

在当今社会背景下，对公路高等级与高安全性的需求逐渐增加，所以，公路工程在测量的精度与速度方面的要求也不断提高。虽然原有测量技术可以对公路工程进行多项测量，然而，在较为特殊的地区，就很难完成测量工作。基于此，GPS技术逐渐出现在公路工程的测量中。

一、GPS技术概述

1.GPS技术概念。GPS，也就是全球定位系统，起源于上世纪70年代的美国。该系统集全天候、全球性与连续性的特征于一体，并且在坐标定位作业中展现其极大的优势。我国在其研发后期将其应用于国内的坐标测量与定位的工作中。到目前为止，该技术逐渐被完善与创新，并且被广泛应用在社会各种领域中，其中，最值得提到的就是在公路工程测量工作中的应用[1]。在此基础上，GPS技术的实际应用不仅为公路工程中存在的难题提供了有效的解决措施，同时也积极地推动了我国公路工程测量工作的进一步发展。

2.GPS系统的组成。该系统由三部分组成，即空间卫星系统、地面监控系统以及用户接受系统。其中，空间卫星系统的任务就是信息采集与发送，而地面监控系统则是接受并处理上述系统所发送的信息，并有效管理与控制空间卫星，而后按照实际的需求来制定卫星，保证调控工作的质量。用户接受系统属于GPS系统中的最终结构，其主要的任务就是验证并定位卫星所发送的信号。

3.GPS测量技术的特点。GPS测量技术是集便捷操作、高精准度、全天候作业以及观测时间短等特点于一身的高科技技术，并且在测量工作中应用该技术具有明显的优势，最明显的就是无需对通视条件进行考虑。因为，在实际的测量工作中，首先应需要考虑的就是测量站间的通视条件，所以，运用GPS测量技术比较便捷，仅仅需要该系统接收相应的卫星信号就可以获取测量的结果[2]。该技术可以对任何环境进行观测，并且不需要对时间与天气等因素进行考虑，能够实现连续工作，全天候的作业，还可以为其提供详细的三维坐标。进行平面测站的工作时，也可以准确地测量出目标地面的高程。该测量技术具有高精度的定位功能，并且可以在远距离范围内确保测量结果的准确程度。这种测量的技术观测的时间不长，并且实际的操作很简单很便捷。与此同时，利用该技术构建控制网的时候，每个测站点所需要的时间在30～40分钟之间，但是，如果使用该技术快速静态定位的方法，就可以有效地缩短观测的时间，最快仅仅需要两秒钟。因为GPS测量技术的自动化操作功能比较强大，所以可以连续并且自动接收卫星信号。在科学技术水平不断提高的背景下，GPS接收机的自动化水平也不断提高，设备的体积逐渐变小，但是，其具备的功能却越来越多，使用起来十分便捷。尤其是在外业测量的过程中，工作人员仅需把GPS的接收机天线对准中心，保证设备平稳，并开启其电源的开关就可以获取精准的观测数据信息，同时，还能够对所获取的数据进行合理地分析与处理，并计算其具体的三维坐标，进而为后期的测量工作提供夯实的基础。

二、公路工程测量中的GPS测量技术

1.动态GPS测量技术。动态的GPS测量技术就是实时动态的定位技术，该技术的精准度与工作效率都比较高。该技术就是利用载波相位所观测的数值进行实时差分技术，这也是该技术重要的创新研究，并且在公路工程的测量工作中被广泛应用。实时动态定位主要有流动站与基准，而保证其测量工作顺利开展的方式就是无线通讯数据的构建。通过这种方式就可以使使用者实时监测待测点数据观测的质量和基线计算的结果，将其精准度的要求进行整合，确定观测的时间，有效提高工作的效率。这种测量技术在整个过程中都不用考虑通视度，并且测量的时间仅在1～3秒之间，精准度能够达到10～30毫米[3]。

2.静态GPS测量技术。该测量技术在公路工程的测量工作中同样被广泛应用，首先需要对路线进行勘察，并选择合适的地址。尤其是进行外业测量的时候，应安排工作人员对路线走向进行初步的勘察，并仔细观察沿线能够当作GPS点的位置。而后，应设计GPS点的控制网，与公路的等级以及沿线实际的地物地形等因素进行综合考虑，进而保证GPS控制网的科学合理性。此外，应合理选择GPS点与埋石，按照相关设计要求进行选点工作，保证其他测量方法更好的拓展与联测。基于此，应合理设置仪器并进行观测。在外业观测的工作中，应保证观测的时间不低于半个小时，并且观测有效的卫星数量要多于四个。与此同时，还应该对所观测的数据进行处理，使用合理的数据处理软件，对数据的质量进行分析与处理。应该对GPS的控制网进行加密，利用全站仪附合导线的方法对控制网的操作进行首级加密。并根据GPS实际的分布情况将路线进行划分，针对各段分别进行导线的附和测量工作，保证将GPS点当作控制网加密工作的起点与终点。最后，应严格计算导线的点坐标与平差。

三、GPS技术在公路工程测量中的具体应用

1.大比例公路地形图的绘制。在公路工程的測量工作中，大比例地形图的绘制十分重要。一般来讲，等级较高的公路地形图，其实际的比例尺通常都是1∶1000，或者是1∶2000。传统大比例尺地形图的绘制工作比较复杂，步骤较多，并且在进行实际测量的时候需要先对其进行碎部测量，在将其集中以后完成地形图的绘制工作，所以，这种绘制方法比较麻烦，并且还需要耗费大量的人力与物力，绘制时间较长。这对于大部分的高等级公路工程建设来讲，很难满足其实际建设的需要。但是，运用GPS测量技术仅仅需要收集地形整体中的碎部点坐标与其实际的属性信息，就可以在室内以最短的时间来绘制大比例的地形图[4]。与传统的绘制方法相比，应用GPS测量技术的采集速度与绘制的速度都比较快，并且所需时间较短，一定程度上减少了人力与物力的投入，在现代公路工程的测量工作中应用具有一定的可行性。

2.建设控制网。在公路工程中运用GPS测量技术来建设控制网在目前是比较常见的。具体表现在，将GPS点当作公路工程测量工作的控制点，并且应保证各个控制点间的距离控制在5～10千米。与此同时，为了使各控制点可以更加协调，就需要在相邻的控制点间合理设置红外测距导线加密。这种测量方法的最明显优势就是，GPS测量技术可以在短时间内收集到所控制范围内的全部信息数据，同时，迅速将其发送至总控制中心处，确保控制网可以更好地对整个公路工程进行有效地控制。

3.测量人烟稀少密林地区的地形。公路工程的传统测量工作必须要保证所测量的地区具备开阔的视野条件，并且该区域的水平方向需要具有较高的透视度。然而，在我国现代化进程不断深入的背景下，大部分等级较高的公路向人烟稀少的山区方向发展。然而，该区域的居民较少，并且还存在较多的茂密树林。在此基础上，该区域的地势十分崎岖，并且水平方向通视度很低。所以，在对该区域进行测量的时候，如果应用传统测量方法，就具有一定的难度。但是，如果应用GPS测量技术进行测量的话，就不必考虑区域地势或者是密林等方面的问题，这样就可以缩短测量工作的时间。

4.测量公路工程的中线。在公路工程的测量工作中，中线的测量也具有重要的作用，而且，在进行大比例尺地形图的定线工作中，公路的中线是不可或缺的标定点。现阶段，在进行公路中线测量的时候，通常运用的GPS测量技术就是RTK动态测量技术。在实际的测量过程中，最重要的就是根据公路工程的具体情况来制定科学合理的中线路线。而后，将所制定好的中线路线输入到具体的计算机中。最后，通过计算机来进行加桩工作，完成公路工程的中线制定工作[5]。

5.测量公路工程的横断面。公路工程的横断面测量与中线的测量相同，都是公路工程实际建设过程中重要的测量工作。一般来讲，在完成公路中线测量工作以后才可以进行横断面的测量工作，并且将其实际的测量结果当作公路路基填挖方量的计算依据。然而，应用传统测量仪器对公路全部桩号的横断面进行测量，不仅要投入较多的人力与物力，而且测量的难度也比较大，所以，要想获取准确的数据信息具有一定的困难。但是，应用GPS测量技术就可以对全部桩号进行一次性的测量，利用计算机的屏幕来拉长并移动横断面，进而保证测量工作的便捷。

四、结束语

综上所述，公路工程的类型与种类多种多样，故此在实际建设的过程中为了更好地保证公路工程的施工安全，就应该严格进行公路工程的测量工作。但是，因为公路工程的地形与地势具有一定的差异，同时，在公路工程的质量方面，人们有不同的需求，所以，传统的测量技术很难符合高等级公路工程的测量要求。然而，GPS测量技术本身的测量速度较快、数据信息准确、实际操作简单、可以进行精准定位，并且能够进行实时监控，所消耗的人力与物力都不多，所以，在公路工程的测量工作中被广泛应用，一定程度上推动了我国公路工程测量工作的发展与进步。

参考文献：

[1]卢海军，关玲.GPS技术在公路工程测量当中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2012，（3）：42-43.

[2]王东会.GPS技术在公路工程测量中的应用分析[J].黑龙江交通科技，2013，（5）：63-63.

[3]盧海涛.GPS技术在公路工程测量中的应用分析[J].黑龙江交通科技，2013，36（2）：74.

[4]任涛，许林祥.GPS技术在公路工程测量中的应用分析[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（11）：167-167.

[5]杨志向，梁俊峰.论GPS技术在公路工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（36）：370-370.