公路工程測量中GPS的運用
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了公路工程測量中GPS的運用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：這幾年隨著社會科技的快速發展，在我國的很多行業中都是用到了GPS測量技術，特別是在最近幾年快速發展的公路建設中，在此使用GPS測量技術可以有效的提高測量數據的準確性，解決了很多傳統測量中無法解決的一些問題，所以在公路工程中使用GPS測量技術是這關重要的，基于此本文針對此技術在公里工程中的應用做以簡單的探討，供相關人員參考。
關鍵詞：GPS；測量；公路工程
1引言
GPS測量技術是一種基于GPS技術的工程測量方法。工程測量涵蓋項目建設的設計階段，施工階段和管理階段，在工程項目建設中占據著很重要的地位。此外，它對測量方法有很高的要求，必須具有高精度。
2GPS技術概述
2.1系統構成
GPS系統中工作的衛星有二十一顆，備用衛星有三顆，這些衛星都很有規律運行在六個軌道之中，高度平均在20200千米范圍內，平面和軌道之間產生的夾角在55度。其中衛星可以不間斷的給使用者發送定位的相關信號，根據他所產生的數據可以看出，衛星是一個能夠移動的點，在世界上任何的地方，任何的時間，只要觀察的高度角大于15度就能夠很清楚的看見六顆衛星。
2.2工作原理
通常情況下，在地面中都會有衛星監控站，衛星監控站的組成主要包括一個主站，五個監測站，三個注入站，五個檢測站會隨時的把監控到的數據發送給主站，然后主站在把這些數據經過科學的分析處理。在分析處理完成之后再把這些數據傳輸在儲存器中進行儲存。相關的GPS設備主要有處理設備，檢測設備以及接收設備。接受設備在快速的接收到信號之后再把信號放大傳入到計算機中，快速的找到GPS接收器所在的位置。
2.3技術特點
GPS技術有著很多的特點，下面對他幾個主要的特點做以簡單的介紹;（1）不受限，不管在什么地方，什么時間都能夠全面的檢測到，其主要的原因是由于在近地面中設置的衛星能夠覆蓋到地球中所有的地方，通常情況下，在任何一條公路上，在任何的地方都能夠在同一時間觀察到四顆偵察衛星，所以在進行定位的過程中不會受到位置和時間的限定。（2）不會受到自然環境的影響。在工程測量中，以前使用的比較傳統的測量方式，在天氣環境比較惡略的情況下會很容易被影響，沒有辦法保證測量的準確性和測量人員的安全，但是現的GPS技術很好的避免了此類的問題，縱使在自然環境，或是天氣狀況很糟糕的情況下依舊可以進行準確的測量，讓測量人員能夠在足夠在規定的時間內完成測量任務。（3）節省時間，在工程測量中使用GPS技術早操作上非常的方便，從而節省了大量的時間，在目前公路測量的過程中，使用GPS技術可以在很短的工作時間內就能夠測量出大量的數據來進行使用。除此之外，當今社會互聯網技術快速的發展，很大程度上優化了GPS技術的使用，在只能平臺的推動下，有些相關的設備已經實現了傻瓜操作，參與測繪的工作人員只需要把設備安放到需要測量的地方，儀器就會自動進行測量，工作人員只需要做好后期的養護與維修。2.4GPS應用優勢分析GPS的使用可以很大程度上對工作效率進行提高，為工程建設提供更多的數據。比如在一個比例尺在1：1000的一個航測工程中，由于需要在很短的時間內完成工作，在原有的工作計劃中使用現有的測量設備，此項測量工作很難再規定時間內完成。如果再此項測量中使用GPS技術，使用4個GPS接收器，2個水準儀，1套GPS-RTK，組織14名測量人員，花費4天時間完成外業測量，花費1天時間完成數據處理。如果您遵循傳統的測量方法，則需要大約10天。由此能夠看出GPS的應用，有著較大的優勢。
3GPS技術的測量模式
在日益復雜的GPS技術和不斷發展的接收機環境的影響下，GPS被廣泛應用于測量和定位領域。測量方法因各個領域和用戶的不同而不同。一般情況下，GPS測量模式分為動態測量和靜態測量，而動態測量模式則分為動態測量模式（后處理動態，“走走停停”和實時動態測量模式（DGPS和RTK），靜態測量模式分為常規靜態測量模式和快速靜態測量模式。
3.1常規靜態測量
通常情況下動態靜態測量是一種比價傳統的測量方法，這種方法，由于諸如基線的長度和測量水平之類的因素，可以同時觀察到四顆或更多顆衛星。每時段要觀測至少45min。傳統靜態模式下的相對定位精度可達到5mm~1ppm。全球或國家陸地控制網絡，長距離校準基線，地殼運動監測網絡，該測量模式主要用于鉆井定位和精密工程控制網絡，以及島嶼和大陸的聯合測試。
3.2快速靜態測量
與傳統的靜態測量不同，快速靜態測量使用已知的站點并訪問GPS接收器作為基站來連續跟蹤所有可見的衛星。接收器應對應于每個待測站，每個站的觀察時間為幾分鐘。預防措施是確保觀察到超過5顆衛星。快速靜態測量用于建立控制網絡及其加密，工程測量和地籍測量。
3.3準動態測量
準動態測量與快速靜態測量有一些共同之處。也有著很大的差異，其中最大的差異就是在準動態測量是在接收機初始完成之后才開始測量的，要映射到每個站和每個站Cece幾個觀測時期數據，另外，為了確保移動臺在移動期間不會丟失鎖定，有必要在已知點采取措施進行初始化（除非使用啟用OTF的軟件時）。此模式可用于開放區域中的加密控制測量，輪廓測量，線路測量，工程定位和碎片測量。需要注意的事項也與快速靜態測量一致。
3.4連續動態測量
連續動態測量與準動態測量基本相同。流式接收器在初始化后開始連續運動，需要定期自動記錄數據。比如，在對在對移動的目標進行精準測量，公路中線測量確定，公路輪廓測量以及隧道的測量中都可以使用連續測量的方式，這樣會使得測量的準確性更高。
4.1靜態測量技術的應用研究
（1）勘察路線和選擇GPS地址。測量時，需要工程人員初步勘察此條路線的走向，再細心觀察選擇沿線，最好結合附近路線GPS高等級站點的位置信息，最后確定GPS站點的具體位置。（2）設計科學合理的GPS站點控制網。在運行過程中，根據待建道路的坡度，沿線地形，衛星定位，精度要求，全面設計科學合理的GPS控制網絡。（3）選擇合適的GPS站點和埋石。按照有關參數說明及技術要求選擇合適的、能夠有利于使用其他方法進一步擴展和聯系的GPS站點。（4）安裝測量儀器進行觀測。觀察每個點的衛星數量是否符合規定要求。在外作業觀察時，要求觀測時間不小于半小時，觀測到的有效衛星數量多于4個。（5）處理觀測數據。觀測作業結束后，將GPS觀測到的數據依次輸入計算機，利用軟件處理分析數據的質量。（6）將GPS控制網加密。第一步是加密第一級GPS控制網絡。其次要確保分段線路的每段附和導線都把GPS點作為起始和終止點。（7）用計算機計算出此條線路的導線坐標和平差。
4.2RTK技術的應用
（1）靜態定位，靜態定位測量在測量過程中，必須確保每個測量站都有一個GPS接收器。并且在測量過程中，接收器同步接收衛星和基站的觀測數據，然后根據測得的三維數據和位置數據進行計算?？梢酝Ｖ箿y量，直到測量精度滿足測量要求。這種測量方法主要用于加密控制網絡，如果在測量過程中采用原始測量方法進行測量，它會受到許多外部因素的影響，在一些條件惡劣的地區不可能有效地進行測量。使用GPS技術進行測量可以有效地避免這些問題，并確保準確可靠的測量結果。（2）動態定位。在觀察完成之后，執行安裝之前設置的觀察處理，然后執行自動觀察。觀察結果與基站數據同步，以獲得準確的采樣點位置。目前，應用GPS測量技術獲得的測量結果非常準確，可以精確到厘米級。在公路工程施工過程中，動態定位技術的應用可以實現地形圖的繪制和橫截面的測量，也可以有效地測量中樁。（3）大型地形圖的繪圖。然后，放置經緯儀或全站儀，并結合小平面映射進行破碎部分的測量。最后，繪制一個大比例的地形圖。必須在工作站和斷點之間看到傳統的測試站。這種方法勞動強度大，耗時長，速度慢。然而，使用現代GPSRTK技術測量，僅需要一個人和一個儀器，并且在幾秒鐘內，可以獲得斷點的高范圍和坐標。輸入要素代碼并返回房間以使用繪圖軟件快速映射。（4）道路選擇和中線鉚接。按照勘測設計的規章制度行事。為了使中線選擇符合要求并確保高速公路中心線的準確性，可以使用RTK技術。使用RTK接收器作為流動站，收集一定距離的數據并使用另一個已知的控制點作為參考。準確定位重要材料，將獲得的數據輸入接收器，然后使用CAD繪圖軟件選擇線。放樣是采取一些措施并使用儀器來校準現場發現的破碎部件。
5公路工程測量中GPS技術應用經驗總結
綜上所述，在公路工程中GPS技術具有著很高的使用價值，同時在各行各業中都有著很好的發展前景，本小節就這對于在公路工程測量過程中GPS技術應用的經驗做以簡單的總結：（1）GPS技術在使用上具有較高的精密度，日常的自然環境很少會影響到GPS技術的使用，因此，在一些環境比較惡略的地區，使用該技術也照常能夠為我們的的技術人員提供較為精確的數據資料。（2）方便操作，讓測量工作的工作效率有所提高，使得測量工作變的更加的簡單，操作流程變的更加的簡潔，減少了工作人員的工作量，除此之外，GPS技術檢測的精度還非常的高，同時人為不會對檢測的精度產生影響，減少錯誤的產生，整個工程檢測的過程都是自動化操作，工作人員只需要進行準確的安裝以及后期的維修與養護。（3）在公路工程測量中使用GPSRTK技術很大程度上改變了工程測量工作的工作方法，工組人員可以通過這項測量技術得到測量位置的三維坐標，更加額便于觀察，合理的使用在路線測量和隧道測量。提高現場放樣的實施，簡化了工作的內容以及錯誤的出現。（4）使用CPS技術可以讓工作人員更加的輕松，很大程度上減少了測量工作人員的工作量，進一步提高工程的工作效率，根據以往的工作經驗來看，現在所使用的GPS測量技術在工作效率比以往測量的工作效率高出了三倍以上，這樣有利于對工程進度的跟進，減少工期的長度。（5）從使用的情況可以看出，GPS高精度高程測量與平面測量具有一樣的結果。在GPS測量范圍內這兩種測量方式都是比較重要的。最近幾年，在中國很多的丘陵地帶，山區都開始修建公路，在這些地區的地理環境，天氣環境跟平原地區相比具有一定的額復雜性，平常的工程中使用的測量技術已經滿足不了工程的需要，所以，在這種環境下相關的工作人員需要足夠的重視對GPS高程測量技術的使用。
6工程實例
6.1測區概況
本文以林蔭大道項目為例。南昌“五縱三橫”城市快速路網南二環高速公路規劃。這一次，某條道路的設計從東部的洛社路開始，到達西部的東東大道。該區域整體地勢西高東底，北高南底，最高地勢為30.7m左右，最底地勢為13m。
6.2作業流程
首先根據工程進行工程控制網的設計，然后進行選點埋石，按照規定的準則進行觀察測量，根據觀測到時數據對觀測的準確度進行評定，最后在對處理觀測到的結果，進行施工放樣。在現場調查和質量控制中，根據不同的調查階段（可行性研究階段，初步調查階段，詳細調查階段，繪圖施工圖階段），采取不同的勘察方法完成。
7結束語
在公路測量中使用GPS測量技術促使了公路測量的快速發展，同時也得到了相關工作人員的認同，使用GPS測量技術可以提高測量的精準度，同時還不會受到自然環境的影響，通常情況下使用在地形比較復雜的山路中。很大程度的節省工作時間，減少工作人員的工作量，減少工作中錯誤的產生，以便于對工作的質量和效率進行提高，根據以往統計的數據可以看吃，再公路工程中使用GPS測量技術之后工作效率與以前相比高了三倍，在建設山區公路時需要合理的考慮到地形地貌以及天氣環境，因此在山路建設中使用GPS技術是最好的選擇。
參考文獻：
[1]林友恩.公路工程測量中GPS高程擬合的應用[J].交通世界,2017(28):54~55.
[2]邰昌智,馬波.GPS高程擬合在公路工程測量中的應用分析[J].科技展望,2016(35):116.
作者：蘇勇 單位：寧夏公路工程咨詢有限公司
