关于道路动态精密测量探讨

关于道路动态精密测量探讨

王平江

广东省测绘技术公司广东510000

摘要：今社会不断发展，生活水平日益进步，道路工程作为现代化附属工程设施，是现代化工程建设的重要基础。道路工程由于构造复杂，线路多变，其施工测量也较为繁琐。传统工程测量方法，无法满足道路等大型基础设施建设及其复杂运营维护管理所要求的大范围、连续、动态、高精度与精细测量。随着社会现代化科学技术的不断发展，GPS作为一项重要的测量技术，在道路工程测量中发挥着不可比拟的优势。GPS测量技术已经逐步取代了传统的测量方法。本文将对GPS的测量原理进行介绍，从而阐述在道路工程中GPS测量技术的广泛应用。

关键词：GPS；测量技术；道路工程

1GPS测量原理

GPS系统主要是采用高轨测距，其基本观测量为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快；而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。

2GPS测量技术的优点

首先，采用GPS技术测设方格网，比常规方法适应性更强，网形构造简单，点的疏密和边的长短可灵活选取，即使离已知控制点较远也可以连接，并进行控制网的定位和定向。另外，它解决了点位之间无法通视的困难，选点灵活，不需要高标同时还可以保证外业施测不受天气影响。测设大型方格网和通视条件特别困难时，尤其能够显示其优越性。

其次，GPS方格网点位、精度高，不仅能够满足道路工程施工规范的要求，而且具有很高的精度储备；再者，采用点位中误差比用相对中误差表示精度指标更为合理，作为方格网测量精度指标是可行的。

再次，用GPS方法布设道路工程控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度，道路网形优化非常方便；采用GPS-RTK测设建筑方格网，一个参考站可有多台流动站作业，单人即可独立作业，与常规测量法相比，效率可提高一倍多，降低了劳动强度。

最后，全天候作业，以前的测量技术不仅有距离和速度的限制，同时还受到气候的影响，碰到恶劣的天气就无法正常开展测量工作，这对工程进度非常不利。而GPS技术能够实现全天候测量，无论在何种天气下都能完成测量工作，且能够灵活面对各种突发情况，确保不耽误工程进度。

3GPS测量在道路工程中的应用

道路工程中的测量主要应用了GPS的静态和动态两大功能，静态功能是通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位实地放样到地面上。

3.1GPS系统可以绘制大比例尺地形图

高等级公路选线多数是在大比例尺的带状地形图上进行，如果用传统方法测图，首先要建立控制点，然后进行碎部测量，最后才能绘制出大比例尺地形图。然而，这种传统的方法工作量大、速度慢，而且费时长。如果应用实时GPS动态测量则可以克服这个缺点，因为GPS测量只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，就可获得各点的坐标和高程，得到快捷、精确的结果，由于只需采集碎部点的坐标和属性信息，大大降低了测图难度，既省时又省力，是一种非常实用方法。

3.2GPS系统可以进行道路横纵断放样和土石方量计算

利用GPS系统可以进行道路的横纵断放样，当纵断放样时，把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，把文件储存起来，这样到现场可以随时放样测设；进行横断放样时，则要先确定出横断面形式，把横断面的设计数据输入电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图。同时，系统软件也可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。GPS系统所用数据都是测绘地形图时所采集的，不需要到现场进行测量，大大减少了工作量，所以动态GPS与传统方法相比，既经济又实用。

3.3检测现有的线、桩和点位

很多道路工程在施工过程中破坏了部分桩位或者是点位，这种情况在以前非常麻烦，对工程施工非常不利，而GPS技术能够解决这一问题，恢复被破坏的一些点位和桩位，并进行下一步的边桩放样。除此之外，还可以利用GPS技术对竣工的工程进行复测，对各种参数进行验证，看其是否符合相关规范，以确保公路的施工质量。

3.4GPS系统可以进行道路中线放样

采用实时GPS测量，只需要将中桩桩号输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的坐标及点位，每个点的测量是独立的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致，这对于道路工程来说是非常重要的。道路路线主要是由直线、曲线和圆曲线等构成，在利用GPS进行放样时，只需先输入各主控点桩号，然后输入起终点的方位角、直线距离、曲线距离、圆曲线半径等相关数据，即可完成放样，而且一切工作均由GPS电子手簿来完成。这种方法与传统方法相比较，简便实用。

随着道路工程建设的迅速发展，对勘测技术则提出了更高的要求，由于道路线路长，已知点少，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求，GPS在公路测量中比传统仪器更具有优势。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，如沪宁、沪杭高速公路的上海段就是利用GPS建立了首级控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十千米范围内的点位误差只有2cm左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大缩短了工期。GPS技术在公路测量中具有广泛的应用前景，由于GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，速度快、精度高，具有很高的经济效益和社会效益。

3.5变形监测

变形监测要求的精度更高，比一般工程控制测量精度要高一个数量级，达到毫米级精度。随着科学的发展，对GPS测量技术研究的深入，GPS也可在变形监测领域中得到广泛的运用。

4结束语

GPS测量是一项要求严格技术复杂的工作，实施的原则是尽可能地减少人力、时间及经费的消耗以满足用户对测量可靠性和测量精度等要求为前提。因此，对其各阶段的工作这就要求对这项工作必须本着精心设计、精心组织和精心实施的态度进行。道路工程的控制测量上GPS具有很大的发展前景，它的作业非常适合于局部重点工程地区、地形条件困难地区等，而且还不会受距离和环境限制。也不会受人为因素的影响。GPS作为一种便捷的科学工具将在道路工程建设领域发挥越来越重要的作用。

参考文献：

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