浅析GPS在公路工程测量中的应用

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摘 要：gps技术能够很好地解决公路工程测量线路长和沿线地形复杂等问题，该技术已经被广泛应用于工程测量中。本文首先就其测量原理及特点进行了分析，在此基础上，不仅分析了静态GPS技术在公路工程测量中的具体应用步骤，同时还从六个方面分析了该技术在公路工程测量中的具体应用，包括如何建立控制网，测设公路的实际中线，测量公路的纵、横断面图等，GPS技术的优点使得其具有很好的发展前景。

关键词：GPS技术 公路工程 测量

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0038-01

随着公路的不断升级，公路工程中对测量的精度也提出了更高的要求，考虑到公路的沿线很，且已知点的数量很少，如果是利用常规的测量手段进行布网，一方面是布网的可行性较低；另一方面布网的精度达不到施工要求。随着科技的不断发展，GPS技术已经被广泛应用于公路工程测量中。GPS技术的主要优点在于精度很高，作业时间较短，并且可以全天工作不受天气、通视条件等的影响，其在道路工程中的运用能够在一定程度上提高测量工作的效率。在沪宁、沪杭等高速公路上已经应用该GPS技术来建立首级控制网，实践表明该技术能够达到常规方法难以实现的精度，同时也能够缩短工期，具有很好的实际价值。

1 GPS测量的技术的原理及特点

1.1 GPS技术的基本原理

该测量系统实质上是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统，在需要被测量的位置处假设GPS接收机，接收卫星发出的导航电文，并对电文进行一定的数据处理，进而转化为该测量位置的三维坐标。

1.2 GPS技术的一般特点

GPS之所以能够被各行各业广泛应用，主要是因为该技术具有如下几方面的特点：（1）由于该系统能够接收到卫星信号，所以各测点之间不需要保证通视；（2）能够测出被测点的三维坐标，并且测量精度高；（3）测量的时间很短，能够很好地缩短工程测量工期；（4）由于该技术采用的是智能化系统，所以对其的操作十分简便；（6）不会受到天气的影响，所以能够全天候的进行作业，提高工作效率。

2 静态GPS技术在公路工程测量中的具体应用步骤

在公路工程测量中应用静态GPS技术时，可以按照如下的步骤进行：（1）初步地勘察线路走向，并查看和记录下能够作为GPS点的位置；（2）在考虑公路等级和沿线地形地物等情况下，综合设计GPS控制网；（3）根据相关技术要求进行GPS选点和埋石操作；（4）在各测点架设GPS仪器，并进行相应的测量操作；（5）对GPS测得的数据进行一定的数据处理；（6）分析数据处理结果，如果有需要的话，可以对GPS控制网进行加密；（7）计算和记录下导线点的座标和平差。

3 GPS技术在公路工程测量中的实际运用[1]

在公路工程测量中主要是运用GPS技术的两大功能，即：（1）静态功能，指的是利用GPS仪器接收卫星的信息，并对信息进行一定的数据化处理得到被测点的三维坐标值；（2）动态功能，实质上是利用卫星系统将各测点实地放样到地面上。以下就GPS测量技术在道路测量工程中的应用进行一一分析。

3.1 建立控制网

在建立控制网过程中，现如今被广泛应用的方法是：沿公路的走向每隔5～l0 km布设一对GPS点，一个点作为控制点，另外一个点用作方向点，并在点之间进行红外测距导线加密。当确定好布网等级和方案时，则可以按照如下的步骤进行控制网的布设：（1）选择便于实际应用的点位；（2）并对点位做好标记；（3）根据具体情况进行相应的测量工作；（4）进行数据处理和平差及精度评定。当精度满足实际工程要求时，控制网也就建立完成了。

在建立控制网时，需要注意的是：（1）属于带状控制网，所以在进行实际联测时，控制点不应少于3个；（2）实际工程中为了减少投影变形量，可以将路线中央经度线作为中央子午线；（3）选择的点位应该能够很好地被保存，而不会被破坏；（4）控制网应被设计为闭合环状，以便能够在一定程度上增加检核条件，提高工程质量。

3.2 测设公路中线

当需要测设公路的中线时，可以利用RTK动态GPS测量技术。具体操作步骤是：先编辑好中线的路线，输入到联机计算机上，当计算机显示出具体的位置桩号和坐标时，再根据具体的地形情况随意的加桩，便能够得到公路的中线。因为该过程中采用的是相对误差，所以不会产生累积误差，使得最终的放样工作更精确。

3.3 实现纵、横断面测量[2]

实际工程中可以将GPS与计算机进行联机操作，并设计好数据进行实地的中线测量，待确定好中线时，便能够利用中线的桩点坐标和绘图软件得到路线的纵断面图以及各桩点的横断面图。运用该方法的优点在于不需要再进行外业测量工作，同时能够有效的减少工作量，且精度高。

3.4 检测现有的线、桩和点位

实际工程中，已有的一些点位或者桩位可能会在施工过程中被破坏，这时便可以运用GPS技术对其进行恢复，同时还可以利用该技术实现边桩放样工作。当工程竣工时，不仅可以利用GPS技术测定路线的平纵曲线，验证其是否满足要求，也可以测出道路的坡度、平曲线以及竖曲线等各种参数，进而检验道路的实际施工质量是否满足要求。

3.5 后期调查与规划

对于现有的公路而言，可以在不影响其正常运转的情况下，实现对道路沿线交通设施的调查。对于需要规划的现有公路，也能够采用GPS技术实现对公路的规划和施工放样工作。

3.6 绘制大比例尺的地形图

对于高等级公路的选线工作而言，可以利用动态GPS测量技术，首先采集一定数量的碎部点数据，将数据输入到计算机中，再利用相关绘图软件，便能够很方便的绘制出大比例尺的地形图，提高实际工作效率。

4 结语

随着科技的不断发展，现在已经实现了GPS技术与计算机技术的融合，它将在工程测量中得到更为广泛的运用，包括在初测、定点、施工测量以及竣工测量等方面。正是由于GPS技术具有很多的优点，使得其具有很好的发展前景。

参考文献

[1] 刘娟.GPS及其在公路测量中的应用[J].西部交通科技，2006（3）.

[2] 方广友，宋玉军，王忠义.GPS系统在公路工程控制测量中的应用[J].中国科技信息，2005（9）.