淺析道路工程中運用的GPS技術

李升亮

【摘 要】各種先進科學技術設備的出現，為我國道路工程行業的發展提供了寶貴的技術支持。在當前社會經濟發展迅猛，道路工程項目不斷增多的今天，為了能夠進一步提高道路工程施工建設的質量，強化工程項目建成水平，做好道路測量工作就變的尤為重要。在GPS技術廣泛應用與各領域的今天，在道路工程的施工中科學的引進并使用GPS技術，將有效的提高道路工程施工的效率。所以，本文將針對在道路工程中GPS技術的運用進行簡要的分析。

【關鍵詞】道路工程；GPS技術；實時測量；注意事項；一體化測量

0 引言

在道路工程的項目的建設中，GPS技術主要運用在道路工程施工過程的測量工作上。通過引進GPS技術，將有效的提高道路工程數據測量的準確性與可靠性，降低施工作業的強度、減少時間的使用，從而避免了項目建設中資金的過度消耗與資源的過度浪費問題。在進行道路的勘察設計中使用GPS技術是當前社會發展的必然趨勢，同時這對道路工程勘測技術的完善具有很大的幫助。

1 在道路工程中GPS技術的運用

1.1 道路工程中高精度控制網建立中GPS技術的運用

基于道路工程初期施工階段的要求，對道路施工的基本走向布設控制點、對平面與高程進行控制測量是GPS技術的初期任務，同時這將有助于提高路線圖測繪的精度、為施工放樣打下堅實的基礎。通過GPS技術可以靈活多變的對施工環境進行布網、快速觀測數據，天氣的變化一般不會影響測量工作的開展，也不會影響定位的精度，所以在當前道路工程中得以廣泛推廣使用。現如今我國滬寧高度等路段就采用了GPS高精度控制網絡。在實踐中發現其誤差精度較小，讓施工工期大幅度縮短，降低了經費支出、實現了快速靜態定位目的。

1.2 在道路施工放樣中可以運用GPS技術

利用GPS技術進行實時動態測量是最新的技術應用方式。該方法主要是通過在基準站安裝GPS接收機的方式對衛星可以探測到的位置進行不間斷的觀察，并將手機的數據實時傳送到流動觀察站。然后通過流動觀察站上的GPS接收機接受實地數據與基準站實時數據，在通過電子薄相對定位原理，將流動站的實際動態三坐標計算出來。在進行道路勘察的應用中，GPS技術主要可以完成頂線測量工作，在施工中可以同時進行放線、中樁、中平等多項工作，從而縮短了測量時間、提高了測量效率。相關方法為：①對于需要測量的路線，在確定控制點后將GPS接收機安置后，使其變成基準確性站，然后在流動測量的線路上在安置一臺GPS接收機，承擔基準的作用，然后在測得的點位進行施工打樁。②根據所設計的路線參數（圓曲線半徑、緩和曲線要素、交點坐標、起始方位角等），利用路線計算程序計算路線中樁的設計坐標（注：也可將路線計算程序計算路線中樁的設計坐標集成于GPS接收機所配套的電子手簿中，在現場輸入樁號，隨時計算坐標）。③將路線中樁的設計坐標從微機中傳輸到電子手簿。④當流動站測設完成后，應將具體的參考點好輸入到設備內，通過設備計算將桿位與樁位的施工方向、地點、距離顯示出來，然后將桿向相關方向移動，帶顯示器上桿位與設計點位發生重合后，將打樁號刻印再次就行。之后按照這個順序逐一的進行。⑤對于確定的施工樁位，要做好設備的備份記錄，將所有樁位的高程數據完整的記錄在設備儲存器中。⑥同業傳輸至計算機，利用路線CAD軟件進行縱斷的設計和繪圖。利用RTK技術定位進行中線測量不受通視條件的影響，速度快，并可達到厘米級的定位精度，完全可以滿足《公路勘測規范》樁位允許誤碼差事要求，在路線勘測中具有較高的研究推廣價值。

2 道路工程一體化測量可使用GPS技術進行引導

2.1 對道路工程一體化測量想法的分析

GPS系統可以將實時測量變成現實，他的數據測量精度高、速度快，值得進行使用。一般GPS技術可以廣泛的使用在道路工程勘察大部分項目中，可以有效的對數字化帶狀地圖、線路土石方、鋪攤作業等進行準確的樁位測量以及施工驗收。與此同時，通過GPS技術的使用，將實現道路工程高程系統與測量坐標之間的相互轉換，提高測量的效率與準確性。

2.2 可以采用GPS技術實現道路工程一體化測量

采用數量適宜的GPS機器，按照合理的測量方法進行操作：一般若只有2臺機器，應分別將其安置在測量路線上，彼此應間隔18公里左右，有利于衛星信號接收和無線電信號發送的開闊高地上，作為參考站A與B（不必考慮它們是否已知點），提前兩三分鐘開機，通過實時CPS測量方法將A站的WGS84地心坐標準傳遞給B站，隨后即可同時開始招待參考站的任務；其余的2臺設備可以在40公里范圍之內擔任流動站的功能，基于帶寬測量地形圖的情況，做好中線與木樁的間距測量與位置確定，通過彼此間數據交換實現三坐標確定。若設備之間的誤差在±3cm左右，那么應取平均差值進行計算；若還有其他機器可以使用，可以讓其測量施工路段沿線的控制已知網點。如果只有4臺接收機可供使用的話，這種聯測只能由分擔流動點測理任務的兩臺接收機在施測過程中就近順便完成。在完成一段作業任務后，A站向線路的延伸方向遷站到C點，并保持B點不動。B、C相距15～20公里左右。同樣C點坐標由B點通實時傳遞獲得。然后將第五段方式重復操作，實現第二段道路施工測量工作，后續工作復制上述方法。

雖然所有的點均含有2個差異已知點測量平差值，數據的精度標準也在設計的范圍里面，但若參考站坐標發生測量或傳遞誤差，勢必會在流動點位坐標差的大量計算中呈現出來。所以采用GPS測量技術所得到的測量數據的可靠性、精準性非常高，相關數據無需二次處理，只要基于平面高程已經掌握的坐標進行匹配轉換即可，然后將點位輸出做成圖標，并通過坐標的換算、高程系統數據的數字化，實現最終路線模型的設計，將施工所需材料用量計算而出。接著就能夠在GPS技術的引導下進行線路的施工、樁柱的測設與竣工驗收。通過采用GPS技術進行道路工程的勘察設計，將有效的縮短施工周期、減輕施工員工的勞動量，降低資金的投入。

3 在道路工程中應用GPS技術的注意事項

GPS技術在道路工程運用中具有操作便捷、誤差小、測量耗時短、自動化程度高、精度高、不受天氣影響等眾多的優點。但是傳統的RTK測量技術得自己架設基站，而且流動站與基準站間的距離區間為3～5km，最大的數據信號距離為15km，若超過了5km的距離，數據信號就顯得很不穩定，從而就會影響到測量的精準度。除此之外，RTK的測量成果精準度還受到坐標系轉換精度、基準站的點位精度、基線解算精度、量測誤差以及GPS觀測誤差源的影響。在進行基準站的設置過程中，設置人員應做好施工環境狀況的檢查，需要盡可能的避開四周存在的干擾物體，保證架設的位置與以已知點為圓心半徑在200m的范圍內沒有任何的電臺發射站等強電磁波發射源；若施工路段存在高壓線，基準站的架設必須在其50m開外的位置。若存在特殊的情況，切勿強行進行施工。面對特殊情況應第一時間上報領導，并與技術組人員結合經緯儀等測量設備進行數據測量，在測量中可以使用解析法對局部實現精準勘測。實際上，只要勘測位置符合測量標準，那么GPS測量技術的三維測量結果精度還是相當可靠、準確的，相關數據精度不會對道路工程施工造成任何負面影響。

4 結束語

在道路工程的施工建設中廣泛的運用GPS技術，將有效的提高數據測量的精度，縮短測量、放線等工作所需的時間，降低人力、物力、財力資本的投入，提高道路工程建設的經濟性指標。同時GPS技術的使用可縮小測量誤差，實現數據實時傳輸，有效的提高道路勘察設計的精度，提高道路施工的質量，提高道路工程的經濟效益與社會效益。

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[責任編輯：王偉平]