着重探讨GPS在公路测量中的应用

摘要：高速公路工程施工具有建设规模庞大、桥梁工程结构形式复杂、施工标段界面多等特点。所以做好高速公路测量控制在整个工作中显得尤为重要。测量工作是公路工程建设的基础性工作，贯穿于整个公路工程建设的全过程。本文笔者结合多年的工作实践经验，对gps在公路测量中的应用作以下的探讨。

关键词：公路测量；GPS应用

一、GPS技术在公路测量中的应用前景

随着我国国民经济的快速增长，我省的高等级公路建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求。随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持，建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据。

二、关于测量工作整体构思

在施工前的准备阶段，测量工程师首先积极对设计图纸和资料进行熟悉，对现场情况进行了解，对交桩单位提供的桩位、数据进行分析，并形成一套系统化的测量、监控工作计划。除此之外，在工程建设中，由于高速公路等级高，对施工测量及测量保证精度要求也很高，所以施工单位有必要根据所承包工程的特点、条件，确定工作方法、仪器配备、人员组织等。测量监理工程师，应积极帮助施工单位编制施工测量工作计划，以此指导测量工作的实施，使得现场具体操作人员有章可循，从而保证测量工作的连续性及结果的准确性。此外，施工单位编制测量规划后，对自身的测量工作人员具有一定的约束性和指导性，同时，测量监理人员也可根据编制的测量计划进行检查和督促，从而加强监理的监控力度，减少不必要的误解与摩擦。

三、严格审查首级控制测量方案

在高速公路工程建设中，首级控制测量工作普遍存在以下几个问题：设计部门提供的首级控制，没有确切的精度分析，可信度低；工程所占区域面积大，各桥梁、匝道分布比较凌乱，占地面积大；主干线和部分匝道跨越已完工通车的公路，地形、地貌较为复杂。因此，具体实施方案的确定是一个很重要的问题。由于施工单位测量专业人员的实际技术力量和业务水平、工作习惯、仪器配备等不同，所以作为测量管理工程师必须在开工前根据工程特点和地理环境，依据测量规范要求与施工单位统一意见，采取必要的措施和手段，确定首级布控方案。只有采取的措施得当，控制方法合理，才能取得较好的控制效果。

四、确保施工放样准确无误

施工放样工作直接为施工作业服务，该项工作在工程建设中所占比重也是最大的。平面控制完成后，在布设控制点时，要力争保证合理；在重点部位，例如桥梁的起点、终点、大桥的中间两侧必须布设工作控制点，从而保证施工的需要；放线测量一定要严格控制放线距离，从而减少由于视距及角度产生的偏差，将误差压缩到合理的范围以内；在桥梁的桩位放线、柱位放线、盖梁放线时，应尽量使用同一工作控制点进行，消除工作控制点相互产生的误差；在放线测量中，每次放线完成后，必须进行归零程序，检查仪器在操作中是否发生移动而产生错误；在高程测量中，必须归零或回归到临近的水准点上，减少错误的出现。同时，监理要仔细审核施工单位上报的施工放样报验单，并对放样点位进行现场实际检测，确保放样点位的准确性和可用性。

五、加强测量平面控制和高程控制

在桥梁建设中，桩柱之间是否保证其设计中心的统一是至关重要的。桩柱设计中心保证统一，不仅可以保证有效的衔接，而且保证了梁柱的受力条件。桩、柱、盖梁在施工中一旦产生偏差，超出规范要求，必然使整个桥身产生受力条件的改变。所以，要求施工单位除了保证桩位放样的准确以外，还要对已完成的桩顶、柱顶、盖梁顶进行检测，而且监理应加大检测频率，力争做到100％的检查控制。

六、力争GPS在工程测量中的应用

随着科学技术的不断发展和测量仪器的不断更新，GPS定位系统在工程建设领域中得到了广泛应用，发挥出了重要的作用。高速公路建设测量控制网要求等级高，特别是在路线穿越山岭重丘时，测量路线布设难度大，观测视线差，控制网精度难达到。因此，在首级控制网建设及中长隧道口应力争采取GPS进行控制点观测，以提高控制精度。

（1）GPS测量的主要特点：

测量精度高

GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km的基线上，其相对定位精度可达1×10-6，在大于1000km的基线上可达1×10-8。

测站间无需通视

GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。

观测时间短

随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。

仪器操作简便

目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中，整平，量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。

全天候作业

GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间，任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。

提供三维坐标

GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。

(2)GPS的工作流程

选点

GPS测量测站点之间不要求一定通视，图形结构也比较灵活，因此，点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性，并顾及后续测量，选点时应着重考虑：

每点最好与某一点通视，以便后续测量工作的使用；

点周围高度角15°以上，不要有障碍物，以免信号被遮挡或吸收；

点位要远离大功率无线电发射源、高压电线等，以免电磁场对信号的干扰；

点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方，以便观测和日后使用；

选点结束后，按要求埋设标石，并填写点之记。

观测

根据GPS作业调度表的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度45min，采样间隔10s，在3个点上同时安置3台接收机天线(对中,整平,定向)，量取天线高，测量气象数据，开机观察，当各项指标达到要求时，按接收机的提示输入相关数据，则接收机自动记录，观测者填写测量手簿。

(3)GPS数据处理

GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段，采用随机软件完成。经基线解算，质量检核，外业重测和网平差后，得到GPS控制点的三维坐标，其各项精度指标符合技术设计要求。

七、注重各合同段的相互联测

为保证各合同段平面控制与高程控制的数据相对统一性和系统性，应在工程一开始就明确具体要求。由于各合同段之间使用的仪器、工具、各自的工作习惯、人员配备、工程特点、地形、地貌条件，工作环境都不尽相同，从而所得的结果也不尽相同。各合同段自行完成的控制网只是一个相对稳定的系统，各系统中由精度的差异而形成的误差极易给工程造成偏差，为消除各独立系统产生的误差影响，应要求各合同段之间加强相互联测检查复核工作，将误差压缩到最低程度。

参考文献：

[1]李青岳等.工程测量学.北京:测绘出版社,1995.

[2]付超,刘涛.谈GPS定位系统在公路测量上的应用.科技风,2010.

[3]吕庆普.公路测量中GPS技术应用.黑龙江科技信息,2010.