高速公路施工測量中GPSRTK技術的應用分析

蘇韜

摘 要：為了解決特殊環境下高速公路施工測量精度偏低問題，本文選取GPSRTK技術作為測量研究工具，以某工程為例，設計技術應用方案。測量結果表明，GPS技術效率較高，測量結果精度較高，RTK技術不受通視限制，測量操作更為靈活，測量精度在誤差允許范圍之內。

關鍵詞：GPSRTK技術;施工測量;高速公路

中圖分類號：U238;U212.24 文獻標識碼：A

為了加快經濟發展速度，我國擴大了高速公路建設覆蓋面積，部分地理環境較為復雜的路段成為了重點建設工程。為了保證工程質量，對公路施工中測量技術提出了更高要求[1]。GPS（Global Positioning System，全球定位系統）的出現，為施工測量開辟了新的研究路徑，配合RTK測量技術，能夠得到準確率較高、信息全面的測量結果[2]。為了充分發揮GPSRTK技術作用，本文對此技術在某高速公路施工測量中的應用方法展開探究。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本研究以某高速公路修建工程為例，對GPSRTK技術的應用測量方法進行研究。該工程施工路段全長10 452.6 m，路面寬度為26 m。該工程除了路基施工以外，還包括一段橋梁建設施工路段。其中，基坑施工放樣測量允許誤差20 mm～30 mm，關于橋梁路段的測量偏差不得超出±10 m。另外，構筑物及設計基礎的測量同樣存在誤差限定要求，誤差允許范圍均為±20 mm。

1.2 工程地理位置

本工程所處位置地勢呈現出南高北低特點，主要由山地、丘陵、平原組成。依據工程地理位置特點，可以將其拆分為山陵重丘、壟崗—丘陵、平原3種類型：（1）山陵重丘：該區域地面高程范圍90 m～220 m，山脈沿著東西方向分布，山體的高度差大約130 m，加大了高速公路施工測量難度;（2）壟崗—丘陵：該區域中崗狀平面分布占地面積較大，地面高程范圍30 m～120 m，最大高度差60 m，最小高度差40 m，關于公路修建測量的精準度要求極高，否則容易造成道路通行安全影響;（3）平原：該區域地勢平坦，施工測量難度較小，比較容易得到準確性較高的測量數據。

1.3 項目施工中的測量要求

本工程所處地理位置比較復雜，需要采用的高質量施工工藝，才能夠保證高速公路項目施工質量。精準的測量是施工工藝水平提升的關鍵，所以本文以施工測量作為重點內容進行研究。綜合考慮測量效率、精準度、功能性等要求，在測量中必須使用到的儀器包括全站儀、GPSRTK技術等[3]。為了充分發揮這些測量工具在施工測量中的作用，需要掌握這些測量儀器的應用方法。其中，GPSRTK技術是本項目測量的核心工具，本文著重對這種技術在施工測量應用方法進行探究。

2 GPSRTK技術在高速公路施工測量中的應用

GPSRTK技術在公路施工測量中的應用原理如圖1所示。

圖1中，GPS技術用于施工位置定位測量，RTK技術用于動態差分測量，從而獲取實時測量數據，后者技術包含在前者技術范圍之內。

2.1 GPSRTK儀器精度

（1）GPS。該儀器采用快速靜態測量方法，沿著垂直方向的測量精度為±5 mm+1 ppmRMS;沿著水平方向的測量精度為±0.25 mm+1 ppmRMS;（2）RTK。該儀器采用動態測量方法，沿著垂直方向的測量精度為±20 mm+1 ppmRMS;沿著水平方向的測量精度為±10 mm+1 ppmRMS[4]。

2.2 GPS測量應用

（1）控制網的加密與復核測量。根據公路施工測量需求，檢查測量設備是否可以正常作業。待確定所有設備無誤后，將工作人員拆分為兩個小組，分別負責電子水準高程控制、GPRS平面控制。其中，前者設置4個測量點，后者設置6個測量點，采用靜態測量方法，借助GPS工具采集地理位置信息，經過2d時間，完成特定路段信息的采集、數據信息的平差處理。為了保證測量結果可靠性，本研究組織復測工作，按照測量指標設計方案，分別對項目施工各項指標進行測量。得到測量結果：沿著垂直方向的測量誤差為6.43 mm，該測量結果在誤差±10 mm以內;沿著水平方向的測量誤差為7.65 mm，該測量結果在誤差±10 mm以內，兩項測試指標均在誤差允許范圍之內;（2）導線加密點的部署。GPS技術在施工路段地理位置測量中應用的第二環節就是加密控制點的部署，需要綜合考慮施工現場條件因素，在不影響現場施工的情況下，部署導線加密點。所以，這些加密點的分布存在一個共同的特點，即與涵洞、橋梁施工位置留有一定距離，不會對施工進度造成影響。在此情況下，考慮現場導線加密處理需求，部署16個加密點。由于加密點的布設對精度控制要求不是很高，所以此處應用RTK技術工具采取快速放樣處理，形成一個初步加密點部署方案;（3）導線加密點的觀測。待布設的加密點達到穩定狀態，持續此狀態3～4天，對水準外業和導線采取加密處理。經過外業信息采集、內業數據的計算與觀測、數據平差3個重要環節的處理，需要耗費大約5d時間。所有處理操作完成以后，開始對各項指標數據進行觀測，按照工程測量標準進行檢驗。觀測結果顯示，本觀測方案得到的測量結果精度均在誤差允許范圍之內，并且觀測效率較高，可以為高速公路地理位置測量提供可靠工具。

2.3 RTK測量應用

RTK測量方法應用條件要求不是很高，不受通視限制，主要借助虛擬基站，完成路基挖填等環節施工指標數據的測量。由于測量精度偏低一些，所以在一些精度要求偏低的公路施工測量中應用。（1）路基挖填的測量。路基挖填的測量精度要求控制在±30 mm之內，RTK工具測量精度滿足此要求。為了使得測量操作更加靈活，本次測量選取任意一點作為測量點，測量該點的邊距與高程，依據高程測量數值，經過計算推出道路邊距理論值。而后，計算實際測量邊距與理論邊距之比和差值，以邊距理論值為標準，將測量點所處位置轉移到理論邊距位置處，再次測量邊距與高程，將再次測量出的數值應用到計算模型中，求出邊距之比和差值，形成一個循環計算分析過程，直到理論邊距與高程值均與實測位置相同。關于此項工作的開展，由兩人完成，其中一人打樁、計算數據，另外一人攜帶測量儀器采集數據;（2）公路橋梁部分及其他特殊路段的測量。此部分測量工作的開展，在需要測量的特殊路段上放樣，以坐標法作為測量手段，按照設計的測量點布設圖，依次采集各個樁坐標數據，包括高程、邊距等。為了便于統計分析，為各個樁編號。應用效果表明，RTK在路基挖填、橋梁部分及其他特殊路段的測量中，測量精度均未超出誤差允許范圍。

3 總結

本文以某工程為例，選取GPSRTK技術作為高速公路施工相關參數數據測量工具。依據兩種技術關聯關系，利用GPS技術精準測量施工位置信息，借助RTK技術，在虛擬基站測量精度要求較低的路基挖填等環節施工指標數據。測量結果表明，GPSRTK技術適用于特殊地貌的高速公路施工測量，并且測量精度和信息覆蓋面均滿足要求。

參考文獻：

[1]王子銘.GPSRTK技術在地質工程測量中的運用研究與分析[J].無線互聯科技，2019，16（08）：131-132.

[2]梁志遠.基于GPS-RTK技術在高速鐵路工程測量中的實踐探討[J].建筑技術開發，2019，424（22）：69-70.

[3]梁強武，吳玖榮，屈康能，等.GPS測量系統和全站儀對在建超高層建筑動力特性的識別[J].科學技術與工程，2020，20（06）：2421-2428.

[4]石君杰，陳忠震，孟令宇，等.GNSSRTK技術在林木定位及微地形測量中的應用[J].林業資源管理，2019（04）：119-125+133.