淺談GPS在沙公高速的應用管理

文/馬杰

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淺談GPS在沙公高速的應用管理

文/馬杰

中國葛洲壩集團第一工程有限公司

隨著人們生活條件的提高，高速公路也日益增多，人們群眾對高速公路的質量要求也在不斷提升，做好高速公路測量管理工作，完善、補充測量技術，最大的提高高速公路的使用效率。筆者從研究高速公路測量管理的基本定義出發，淺析GPS測量管理在高速公路建設中的現實意義，并提出高速公里施工管理的合理化建議，并希望能為提高高速公路質量提供一點建議。

高速公路；測量技術；發展建議；問題；公路管理

近年來，我國經濟發展迅速，社會對高速公路的需求越來越大，高速公路也越來越多，道路測量水平也有所提高，精確度也越來越高，高速公路施工單位之間的競爭也越來越激烈。優勝劣汰的原則促使高速公路通過提高水平來提高市場競爭力。當然，在高速公路測量過程中還存在諸多問題，于是就有必要對高速公路測量技術進行探討。

1 GPS全球定位系統概念

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸海空三軍聯合研制了新一代衛星定位系統GPS 。主要目的是為陸?？杖箢I域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。在機械領域GPS則有另外一種含義：產品幾何技術規范(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。

GPS在公路工程測量中的應用，在最近的幾年里得到了極大的推廣，主要是依賴于GPS系統可以向全球用戶全天候的提供精確的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數，接下來我們將進一步的了解GPS系統的組成，工作原理以及在測量領域的應用。

2 工程概況

本項目起于沙市區觀音垱鎮接滬渝高速漢宜段，終于公安縣楊家廠鎮公安南互通，路線全長35.757km（不含公安長江公鐵兩用特大橋合建段長度）。項目一期土建工程共劃分為2個合同段，第1合同段范圍為滬渝高速漢宜段至長江北岸引橋特大橋起點處，路線全長30.585公里；第2合同段分為江北段和江南段，合計長度5.171公里；第2合同段江北段范圍為長江北岸引橋特大橋起點至公安長江公鐵兩用特大橋合建段起點，路線全長1.966公里；第2合同段江南段范圍為公安長江公鐵兩用特大橋合建段終點至公安南互通，路線全長3.205km。湖北省院承擔第1合同段和第2合同段江北段的土建工程勘察設計工作，中交二院承擔第2合同段江南段土建工程勘察設計工作。

3 高速公路測量管理概念

GPS網作為高速公路路線首級控制測量的方法，并對GPS網的選點與布設、觀測與聯測、誤差來源及精度標準、數據質量與數據處理、網平差與坐標轉換等進行了分析。同時還就如何消除測量中的誤差，提高其測量精度提出了相應的方法。

高速公路測量技術在高速公路中，直接影響高速公路使用質量，為了保證工程質量，提高工程的質量，確保提高施工成效，幫助施工單位獲得更高的社會效益，做好高速公路測量工程勢在必行。

4 技術、設備、人員、地理位置

4.1技術

在勘測過程中，根據平原區高速公路的勘察設計特點，采用了如集成交互式道路設計系統EICAD、緯地三維道路CAD系統等CAD軟件，并應用橋梁博士、邁大斯等橋梁結構計算分析軟件及3D—δ、Slope CAD等巖土分析軟件對邊坡、路基、重大構造物基礎、地質災害等進行數值模擬和穩定性分析。

4.2設備

在建設過程中，使用全球定位系統GPS、全站儀、鉆機、液壓式萬能試驗機、土工試驗數據采集系統、顆粒分析特種自控吸液儀、智能液塑限聯合測定、膨脹儀、收縮儀、車輛等。

4.3人員

本項目工程，為了確保工程進度，工程質量，在施工過程中，嚴格按照設計方案施工，為了控制人員質量，參與施工人員經過考察，并有一定工程經驗。

4.4地理位置

本項目地理位置為東經112°25′～112°07′，北緯30°21′～29°51′，位于湖北省中部、長江荊江段南北岸，長江中下游的江漢平原腹地。

項目區地形地貌為河流沖積堆積平原區。地勢平坦寬闊，一般海拔高度28～31m。主要是經過河流長期沖積堆積而形成。植被較發育，多以農作物為主。地表水塘星羅棋布、溝渠縱橫，水田旱地均有分布。項目區基巖埋藏較深，表層堆積有大量的巨厚層的第四系沉積物，地下水位較淺。

5 一般情況下GPS在高速公路測量應用

5.1靜態的GPS相對定位應用

GPS靜態測量，是利用測量型GPS接收機進行定位測量的一種。主要用于建立各種的控制網。進行GPS靜態測量時，認為GPS接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衛星數據的變化來求得待定點的坐標。在測量中，GPS靜態測量的具體觀測模式是多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由40分鐘到幾十小時不等。

所謂的靜態定位就是兩臺或者兩臺以上的接收機器，對衛星信號進行同一個時間內的接收，然后根據所接收到的數據對控制點進行三維坐標進行計算，最后根據其中的一個坐標上的具體位置，在求出其他點的坐標位置，靜態是定位相對精確度比較高，因此應用也比較廣泛。

5.2動態的GPS定位

所謂的動態測量就是GPS信號實行測得運動目標，性對于某一參考系統的位置、時間、運行速度和運行加速度等狀態的具體參數。動態GPS相對定位一般用于道路的測量勘測。動態的GPS行對定位技術，就是利用比較兩站之間相互信號的差別，通過計算得出兩坐標之間的距離，這種計算方式一般應用與工程測量。

5.3在變形監測中的應用

在建筑物的變形監測中對于測量的精度要求很高，傳統的測量要求已經不能適應現在的監測環境，因此它摒棄了原有的監測束縛，將監測點風味幾個時間段，并根據不同的特點，將監測點分為幾個時間段，精確的對中整平，在基線長度小于4km后就可以達到標準的變形監測的要求。

5.4工程建設中放樣應用

施工放樣是建筑工程中的一個重要組成不煩，對于工程的進度有一定的影響。根據相關的計算原理，在施工中只需要確定放樣的參數，就可以進行精確的施工放樣，由于該技術的應用，是的工程施工便利了很多，并且可以保證高精度、高質量。

6 工程測量技術的未來前景

近年來隨著經濟的發展，我國很多行業都進入了高速發展階段，GPS系統也在不斷的發展壯大，工程測量技術的發展有利于工程事業的發展，因此，有關部門與工作人員應該注意對工程測量技術的應用與發展。在未來工程測量技術將會不斷的向更加多元的方向發展，將工程測量技術與新興科學相結合，工程測量技術與災害防治、環境保護、書記監測等工作緊密相連。衛星GPS導航應用產業已經成為當今國際的八大無線產業之一。在近十多年中，隨著全球定位系統的軟件和硬件的不斷完善和發展，該系統已經成為國民經濟建設和科學技術的很多領域，并逐漸深入到人們是日常生活中，人們對GPS的依賴越來越強烈。

總之，高速公里施工建設是一項復雜而繁重的工作，因為它包含的種類比較多，工作面跨度比較大，在管理過程中就比較難控制，如何更好的提高現代高速公路施工建設？如何才能更好地提高公路質量？成為每位施工建設工作人員要考慮的問題，筆者結合自己的工作經歷簡單的闡述一下自己的看法，希望能對提高高速公路測量技術有一定的幫助。

[1]張春林.高速公路測量管理．科技發展，2017.08.

[2]王紅.孫明偉.淺談高速公路測量技術的發展技術創新.2016.08.

[3]王立林.韓成林.高速公路施工管理優化策略探討．科技導報2015.06.

馬杰（1988—），男，浙江東陽人。本科，現就職于中國葛洲壩集團第一工程有限公司沙公高速公路1標，研究方向：沙公高速公路測量管理。