GPS在公路工程的應用

陳其中 楊紅麗

摘要：隨著我國城市化建設水平要求的不斷提升，公路工程建設質量的管制及要求也愈加嚴格。GPS定位技術在公路工程中的應用提高了公路工程施工的質量和效率。本文將就GPS定位技術的特點及GPS定位技術在公路工程中的具體應用做詳細具體的論述。

關鍵詞：GPS技術；公路工程；特點；應用

20世紀50年代，GPS定位技術被美國人研發并使用。隨著信息網絡技術的不斷發展，GPS定位技術被賦予了新的功能和應用。測繪定位技術的不斷完善使得GPS被廣泛的應用于公路工程的建設中。如公路測設、公路測量、公路控制測量、橋梁形變、隧道形變監測等。

1 GPS 定位技術的特點

GPS是英文Global Positioning System的縮寫，意譯為中文簡稱全球定位系統。其最早有美國專家所研制，被應用于戰地情報監測等領域?，F如今，大多數國家開始對GPS定位技術進行深入的研究，并取得了顯著的效果。GPS技術當前被廣泛的應用與生產生活的各個環節。如汽車導航、公路工程工作等。GPS技術之所以被廣泛的應用和研究，主要因其自身的四大優點。

（1）精準度高。GPS技術相較于傳統的觀測技術來說，其精準度是無法比擬和超越的。倘若在觀測1000km開外的路段基線上，其精準度可以達到0.01ppm，這一超高精準度目前無任何觀測技術可以達到。在工程密度定位中，所產生的誤差值小之又小。

（2）觀測時間短是GPS的一大特點。傳統觀測技術的觀測時間平均維持在一個小時以上，而使用GPS技術僅需二十分鐘甚至更短的時間。GPS根據定位測量特性的不同，如快速靜態相對定位測量、動態相對定位測量等，加之測量距離的遠近，其測量時間也有所不同。

（3）操作簡便。因軟硬件技術的不斷升級，GPS接收器的性能被不斷的加強和完善，其自動化程度愈來愈高。因內部存儲設備的精簡，接收機的體積較之以往輕便小巧許多，這對于測量工作者來說，極大的減輕了其體力的消耗和透支，降低了觀測的難度和強度。

（4）不受環境因素影響。GPS在工程觀測的過程中，其不受氣候因素的影響，無論刮風下雨、酷暑嚴寒，其依然可以照常工作。并且其工作不受時間、地點的影響，在任何場合任何時候都可照常連續的工作。這一技術特點為工程觀測帶了了便捷，提高了工程觀測工作的質量和效率。

2 GPS定位技術在公路工程中的具體應用

2.1 GPS 定位技術在公路測設和公路測量中的應用

公路測量是指使用簡單的測量工具對公路的路長、路寬、地基高度等進行測量的一個過程。公路測設與公路測量的概念大相徑庭，公路測設首先需對公路的基本屬性進行測量，而后根據測量結果對公路的附屬屬性進行設置和調整。公路勘察不包括在公路測設過程中。公路測設測量的數值精準度較之公路控制測量來說要降低許多，但其需要在規定的時間范圍內達成測設測量的目標，這也就意味著公路測試測量的實時性較強。近幾年，隨著信息科技水平的不斷提升，GPS定位技術的發展愈漸成熟?，F階段，在國外眾多公路工程建設的過程中，建筑企業已經開始采用GPS定位技術輔助公路測設測量工作的完成。國外在GPS定位技術用于公路工程建設上取得了顯著的成果。目前，我國使用GPS定位技術進行公路測量的方式方法并未得到廣泛的推廣和應用，GPS用于公路測設測量的技術還處于初級階段。RTK是一項傳統的用于公路測設測量的定位技術，公路測量的技術人員通常會采用常規全站儀與RTK技術相結合的方法，二者技術的有效結合，使得GPS技術的無通式功能得以充分發揮，加之常規全站儀輕便靈巧的特點，二者技術的有機結合為公路測設測量的各個環節提供了便捷高效的測量方法和技能，滿足了公路測設測量工作對技術的需求，提高了公路測設測量人員的工作效率，極大的改善了公路觀測的質量，隨之形成了一套行之有效的公路觀測系統。

2.2 GPS 定位技術在公路控制測量中的應用

公路控制測量是公路路線設計人員進行基礎路線設計的前提和基礎。較之公路測設測量來說，其對公路測量數值的精準度要求較高。近幾年，隨著我國城市建設水平的不斷提升和城市建設步伐的日漸加快，道路建設的形式、規模較之以往發生了較大的改變，高等級道路愈發成為一二線城市公路修建過程中的主要工程。傳統路線勘測工具的路線測量的數值精度較低，而高等級道路的修建對路線勘測的質量和精準度要求較高。由此可以看出，高等級道路的修建意味著傳統路線勘測技術已不再適應其修建需求。而GPS定位技術恰好能夠滿足高等級公路控制測量的高精度需求。

早在上世紀九十年代中期，我國公路建設部門就已經展開了把GPS定位技術應用于公路控制測量過程中的研究。GPS定位技術的應用較為廣泛，其不僅僅局限于公路控制測量過程中的使用。其同樣適用于大型橋梁建造和隧道修建中。因GPS定位技術無需通視的特性，建筑的總體結構能夠通過圖形清晰完整的展現出來。此外，在建筑的常規控制測量中，無檢核的支點的測量較為復雜，其工作難度較大。而GPS技術的運用極大的降低了測量難度，為其測量提供了便捷。靜態相對定位技術是工作人員在公路控制測量中所普遍采用的一項技術。

因其具備精準度高的特點，其通常被用于精準度要求較高的空地測量和形變監測等領域。

2.3 GPS 定位技術在橋梁形變、隧道形變監測中的應用

GPS定位技術較之傳統的監測測量工具來說，其最大的優勢便是其較高的精準度。這一特性使其被廣泛的應用與橋梁形變和隧道形變的監測中。加拿大的一所綜合研究性大學曾使用一臺捷聯式慣性系統和兩臺GPS接收器外加一臺微型計算機組建起一個動態定位系統。該系統被廣泛的應用于公共道路的路形測量，為公路養護工作的開展提供了便捷有效的工具。我國繼加拿大之后開始了將GPS定位技術應用于橋梁變形、隧道變形監測的研究。美國一所著名大學的研究實驗室使用GPS定位技術建立了一項用于橋梁監測的系統，為美國聯邦道路管理局的道路變形監測工作的高效開展提供了有力的技術保障。目前，這一建立在GPS定位技術基礎上的橋梁觀測系統已經成功的應用于美國兩架大型公路橋梁的觀測。

現階段，我國在GPS定位技術應用于公共工程領域中的研究尚不成熟，仍需研究人員的不斷努力和進取，從而為公路工程建設提供堅實良好的技術保障。

參考文獻：

[1]劉貴洲.基于公路工程測量中 GPS的應用 研 究[J].中國新技術新產品，2011（16）：7 3.

[2]劉平利.GPS定位技術在公路工程中的應 用 現 狀 及 前 景[J].科技資訊，2010（17）：4 7.

[3]黃國強，蘇長勇.GPS測量技術在公路工程中的應用[J].中國新技術新產品，2010（12）：77.