淺談道路工程中的GPS測量技術

于 亮 張志遠

（1．遼寧山水城市園林景觀有限公司，遼寧 沈陽110179；2.遼寧申泰市政工程有限公司，遼寧 沈陽 110168）

0 引言

隨著我國產業經濟的迅猛發展，建筑行業的規模在不斷擴大，產業素質也在逐步提高，道路工程是現代化產業經濟重要的附屬工程設施，通常是由橋梁、路基、隧道、溝渠排水等附屬工程所組成，其施工工期一般較長，工程構造較為復雜，且線型多變，施工測量任務十分繁瑣。道路測量通常具有測線長、精度要求高、工期短等特點，GPS測量技術打破了傳統的測量方法，完全適應了這一要求，從而給測繪領域帶來了一場技術革命，具有不可比擬的優勢。

1 GPS簡介

1.1 GPS概述

GPS是當前全球最先進、最完善的衛星導航系統及定位系統，具有全天候、自動化、高精度、高效益等特點。GPS定位測量是通過接收衛星信號而采取相應的數據處理，從而從中求得測量的空間位置，通過其極高的精密度，提供精確的三維坐標。工程施工控制網是施工放樣的根據，它對精度的要求非常高。GPS精密的定位技術可以既省時，又省力的解決這一精度問題，工作效率高，更能有力的保障工程施工質量成果的可靠性。經過我國十多年測繪部門的使用，GPS已經成功應用于工程測量、大地測量、工程變形監測、資源勘測等多項學科，并贏得了廣大測繪人員的信賴。

1.2 GPS測量原理

GPS系統主要是采用高軌測距，其基本觀測量為觀測站至GPS衛星之間的距離，主要采用兩種方式來獲取距離觀測量，即偽距測量和載波相位測量。偽距測量是指測量GPS衛星所發射的測距碼信號到達用戶接收器所用的傳播時間，其測量定位速度非常快；而載波相位測量是測量有載波多普勒頻移的GPS衛星載波信號和接收器所產生的參考載波信號之間的相位差，其測量定位精度很高。GPS定位則是通過4顆或以上的衛星同時進行偽距或相位測量，從而推算出接收機的三維位置。

2 道路工程中GPS測量技術的應用

GPS測量技術在道路施工控制測量中得到了廣泛應用，具有高精度及高效率的特點，與傳統的測量技術相比，GPS技術由于其應用范圍不斷的擴展，在道路建設中可以完成多項工作，具有很明顯的優勢。

2.1 控制測量

傳統的測量手段在道路工程控制測量中會受到天氣條件、通視條件等因素的影響，既費時，精確度又得不到保證。而GPS測量技術是建立控制網，通過采用靜態測量來達到獲取高精度、全天候、高速度的精確測量效果，可以滿足對特大橋梁、大長型隧道等道路建設工程控制的測量需求。若在對一般的工程控制測量中，也應采用實時動態GPS測量。通過在測量中獲取實時、動態的定位精度，無需在觀測過程中通視，只需達到定位精度即可，從而讓測量工作簡單易行。

2.2 繪制大比例地形圖

隨著GPS技術在道路工程中的廣泛應用，以及道路航測遙感技術的不斷發展，GPS技術也投入應用到道路航測繪制大比例地形圖方面。高等級公路選線大多是在大比例尺帶狀地形圖上進行，如果使用傳統的測量方法，必須先要建立控制網，在進行碎部測量之后才能繪制成大比例尺地形圖，不僅工作速度慢，花費時間長，而且還加大了工作量。應用動態實時GPS測量來繪制各種大比例尺地形圖，構成碎部點數據，將采集的碎部點坐標輸入其屬性，在室內即可利用繪圖軟件完成圖形，不僅加快了信息采集速度，為各種導航系統提供準確及時的空間位置，而且使測圖既省時、又省力，精確度大大提高。

2.3 道路施工的放樣測量

當今GPS技術系統已經具有較好的硬件設備，同時也有豐富的軟件系統。在公路選線過程中，要按照勘測設計規范來準確設計道路線，使其符合要求，利用實時動態GPS技術在施工放樣測量過程中，按照一定間隔采集數據，選擇另外一個已知點為參考站，遇到重要地物，對點、線、面及坡度的測量準確定位，再將數據傳入計算機，利用Auto CAD軟件選線，從而讓放樣極為方便，而且精確度非常高，均可達到厘米級。隨著動態GPS測量技術的不斷進步與完善，將會為公路工程建設的發展起到更大的作用。

2.4 道路工程施工變形觀測

動態實時GPS變形監測網可以達到毫米級的測量精度，在對道路工程施工中變形觀測，如對現澆梁進行變形觀測、隧道施工的變形觀測以及路基路堤沉降觀測等，其精確度要比傳統和一般的工程監控網更加寬闊，提高了一個數量級，具有廣闊的前景。

2.5 道路的中線測設

工程人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，還應在公路實際地面上標定出來。通過采用動態GPS技術測量，只需將中線的主點坐標輸入GPS接收機，系統就會自動給出放樣點的位置。由于每個點的位置都是獨立進行測量的，所以各點的放樣精度通常一致，很少產生累積誤差。

2.5 線路橫斷面與縱斷面測量

在確定道路中線后，通過利用中線樁點坐標和繪圖軟件來給出路線橫斷面及各樁點的縱斷面。由于所有使用的數據都是利用實時動態GPS技術在測繪地形圖時所采集而來，所以勿需再去現場測量橫、縱斷面，從而大大提高了工作效率，減少外業工作量。此外，如果還需要對現場斷面進行測量，也可以采用動態GPS進行定位測量。在此項測量過程中，GPS測量技術與傳統測量方法相比較，其效率、精度、實用和經濟等各方面都具有很明顯的優勢。

3 結束語

GPS技術不但提高了在道路工程測量中的作業效率，而且大大降低了人力、物力和財力。隨著GPS定位測量技術的在道路測量中的不斷應用及經驗積累，其在以后的工程勘測各個領域的應用必將得到廣泛普及。

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