高速公路測量中GPS技術的應用論文
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高速公路測量中GPS技術的應用論文1
【摘要】科學技術的革新;如今在各類工程測量中開始廣泛運用GPS技術，這是因為其具有一系列優勢，如高精度、全天候、操作難度較小等。將GPS技術運用到高速公路測量中，可以促使高速公路工程測量精確度得到顯著提升，促進我國高速公路的建設。本文簡要分析了高速公路測量中GPS技術的應用，希望能夠提供一些有價值的參考意見。
【關鍵詞】高速公路;工程測量;GPS技術
在上個世紀五十年代出現了GPS這種全球定位技術，到了七十年代，本種技術的衛星定位功能真正實現，且系統化逐步提升。最早在海陸空領域內應用GPS技術，主要功能是搜集情報、精確導航，提高軍事力量。隨著不斷的發展，本項技術逐漸形成一個完善系統，地球外部覆蓋衛星數量越來越多，能夠將本項技術有效應用到各個領域中。
1.公路工程常規測量方法存在的不足
研究發現，高速公路一般為帶狀線路，部分路線長度在300千米以內，也有一些路段超過了500千米，一般借助于導線網的形式開展平面控制測量，在重要構造物測量中，也可能會布設其他形式，如三角網等。在這種狀況下，常規測量方法逐漸暴露出多問題：首先，在相關規范中，嚴格規定了導線長、閉合導線長、結點導線長等，高等級公路需要與一級導線要求所符合�？刂茖Ь�符合及閉合長度在10千米以內，結點導線間距控制在0.7倍的符合導線長度以內。那么對測區的測量點就有較高要求，常規測量方法往往無法滿足，影響到實際作業質量。其次，通常要在距路線50-300米之間的范圍內布設路線控制點，但是地面通視條件會影響到常規測量，無法滿足，比如密林、密灌地區，或在天氣及人為因素的綜合作用下，常規測量往往需要開展返工處理，浪費時間與資金。
2、GPS技術具有的優勢
2.1定位精確。相較于傳統的紅外儀，GPS具有更高的測量精度I且遠距離測量方面更能體現GPS的優勢，越遠的`距離下，具有越高精度。
2.2自動化。在GPS技術不斷發展和完善的過程中，通過不斷改進與優化設備，數據信號接收機也擺脫了不便攜帶的弊端。在具體測量實踐中，測量人員對中、整平探險，對測量儀器高度科學調整，將電源打開，測量工作就可以順利進行。
2.3觀測時間較短。對于高速公路來講，需要快速開展測量工作。通過GPS技術的應用，科學設置控制網，顯著縮短了每一個站點的觀測時間，半小時以內就可以完成。如果運用靜態定位測量，20千米以內的測量只需要5分鐘的時間。且GPS衛星數量達到了數十顆，合理分布，在地球上任何一個地方，任何一個時間，都能夠同步連續觀測，GPS測量能夠隨時隨地開展，天氣狀況也不會對測量產生影響。
3.GPS在測量中的作用
3.1靜態定位。本種測量方式具有較廣的適用面，可以同時運用到短距離、長距離基線中。一般將3個接收機運用到測量過程中，在基線兩端設立天線，且對測量中心合理標記，對中整平，接收機就能夠同時測量高速公路，衛星數量需要在4顆以上，且按照5-30秒的標準控制采樣率，統一截止高度角。觀測時段長度直接受到基線之間精度與距離的影響，測量實踐中，系統能夠對用戶站坐標、整周未知數等自動解算。完成觀測工作周，需要判斷結算結果，如果結果依然處于不斷變化態勢，就需要繼續開展觀測。
3.2動態定位。動態定位在高速公路測量領域中具有較為廣闊的發展前景，能對縱斷面地面線、公路橫斷面等有效測量，也可以發揮圖形測繪的功能。具有較短的測量時間，一般在2-6秒之間。同時，和全站儀相比，測量通視不需要實現，更加簡單。通常情況下，高速公路有著較為廣泛的設計范圍和較長的長度，公路等級較高，如果采取傳統測量方式，精度要求得不到滿足。需要積極開展現代化測量，通過運用GPS技術，路線平差分析及導線網測量可以及時開展，借助于GPS實現中線放樣。在高速公路測量中，已經成功運用了本項技術，取得了不錯的效果。
4.高速公路旌工測量中GPS技術的應用
在公路工程施工測量中，主要是將GPS的靜態功能測量及動態功能測量給運用了起來：
4.1靜態測量在公路控制測量中的應用。本文以某公路工程為例，其具有較為復雜的地物地貌，且有遮擋存在于部分區域和方向，結合本地地形要求，對帶狀控制網合理布設，方便測設工作的開展。將大地測量法運用過來，涵蓋了一系列的儀器設備，包括經緯儀、全站儀、測距儀等，將測邊網作為控制網，高程則采用測距三角高程，結合相應的技術標準要求，開展施工測量。靜態測量方法指的是結合方案，在待定點的三個點上安置南方測繪GPS接收機，對衛星信號同時接收，完成一次觀測后，需要挪動—下，以便順利觀測完所有環路。經過平差計算觀測數據，大地坐標就能夠得到。
4.2GPS動態測量在高速公路中的應用。數據鏈穩定性與作用距離會直接影響到RTK作業模式的順利進行，要科學配置調制解調器、架設設備，合理處理RTK數據等。RTK技術將求差法運用過來，促使載波相位測量改正后的殘余誤差以及衛星改正后的殘余誤差得到降低，具有厘米級的測量精度。實踐研究表明，RTK技術具有一系列優勢，如較高的定位精度，較強的整合測繪能力以及較高的作業集成度等，自動化很容易實現，各種測繪內外作業都可以完成;操作難度較小，具有較強的數據深入、存儲能力等。在具體應用中，需要合理架設基站，將機器頭調節到基站模式，不需要調平基座上的氣泡，架設完主要基站即可。之后打開電臺，連接移動站和基站，且向移動站模式調節，將七參數輸入到移動站手部中。此外，有一些事項需要特別注意，首先，避免在高壓電線下架設主機，采取動態RTK測量模式，完成基站架設之后，需要設置專門的看護人員，避免基站遭到移動，否則會影響到測量結果。
5、結語
綜上所述，相較于傳統常規測量手段，GPS技術具有一系列優勢。實踐研究表明，將先進的GPS技術運用到高速公路測量中，可以促使測量人員工作強度得到降低，測量效率得到提升。因為GPS技術更加的高效和快速，能夠更加準確的測量高速公路相關數據，特別在橋梁隧道測量中，放樣、點位測量及中樁測量得到有效實現.配合采取RTK技術，未來發展中，GPS技術將會更加廣泛的運用到高速公路測量領域中。
參考文獻
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高速公路測量中GPS技術的應用論文2
摘要：美國發明的全球定位系統具有高精度，運行速度快等特點，廣泛應用于測量的領域。隨著技術逐漸的完善，應用的領域在逐漸的變寬，廣泛應用于公路的工程中。本篇文章對口的特點以及發展的狀態進行簡要的分析，對該項技術應用于公路的工程進行簡單的探析。
關鍵詞：公路；測量；探析
高速公路是當前我國社會發展中極為重要的一種交通運輸方式，尤其是隨著人們生活節奏的不斷加快，高速公路的作用也越來越突出，這也就表現為當前我國高速公路工程項目的施工建設越來越頻繁；對于高速公路項目的施工建設來說，勘察是極為重要的一個方面，只有保障勘測的準確性，才能夠為后續的設計施工打好基礎，提升高速公路的應用價值，而這種勘測工作對于相關技術手段也就提出了更高的要求，其中GPS技術手段的應用就能夠在高速公路的勘測中發揮出較為理想的作用和價值，其應用的優勢也是極為突出的。
1工程概況
某高速公路改擴建工程項目多處于山區，其地形主要以丘陵為主，這也就給具體的勘測工作增大了難度，普通的實地勘測手段很難達到較為理想的測量效果，在準確性和實施難度方面都是極為突出的。在該工程項目的勘測過程中，就充分的運用了GPS技術手段，并且也發揮出了較為理想的作用和效果。
2控制網的設計和測量
2.1控制網的設計
對于該工程項目勘測過程中GPS技術的應用來說，控制網的布置是極為重要的一個方面，這種控制網的布置主要就是圍繞著GPSE級網的布設進行控制，在具體的布設過程中可以直接按照GPSC級點進行相應設計，也可以通過先構建GPSD級網，然后在此基礎之上再進行GPSE級網的構建。在整個的控制網設計過程中，必須要遵循一些基本的設計原則，比如“分級布網、逐級控制”就是其中最為典型的一個基本原則。
2.2控制網的測量
2.2.1控制點的密度及點位選埋。在整個的控制網布置完成之后，就應該重點針對這一控制網進行有效地測量，這一測量環節是極為核心的，其直接關系到整個GPS技術的應用效果，對于這種測量過程來說，首先應該控制好點位的選擇問題，保障控制點的選擇具備較為理想的應用效果，才能夠提升其最終的測量價值和效果。詳細分析來看，在控制點的選定中需要把握好以下幾點：（1）明確需要布設的控制點有哪些，這是保障其后續測量全面性的關鍵所在；（2）對于具體的控制點選擇來說，一般應該控制在整個工程項目線路中心線的50m之外，如此才能夠較好的保障其成像效果，；（3）對于具體的控制點布設來說，還應該重點針對相應的間距進行嚴格的控制，其實也就是針對控制點的密度進行有效地控制，合理的確定相關密度才能夠保障最終的勘測準確性，一般來說，對于控制點的設定應該在線路兩側間隔設定，并且對于具體的間距也應該進行嚴格的限定，具體到GPSE級網中來說，其間距應該在500m以內才能夠提升其最終的勘測效果，避免出現勘測不準確問題；（4）對于這種控制點的布設來說，一般不需要進行通視的控制，這也是GPS技術應用的一個重要優勢體現，但是對于一些特殊位置點的布設來說，同樣需要引起高度的重視；（5）針對確定好的控制點進行編號也是極為重要的一環，尤其是對于GPSD級點以及GPSE級點的編號來說，必須要進行恰當的設計，確保其具備著較為理想的合理性和清晰效果；（6）對于這些控制點的選擇和使用還應該重點從實地繪制方面進行嚴格的控制，這種實地繪制直接關系到后續的測量應用效果，尤其是對于CAD文件數據進行有效地保存和管理。
2.2.2觀測儀器。對于該高速公路測量過程中，GPS技術的應用還應該重點從觀測儀器方面進行有效地控制和把關，一般來說，在這種GPS技術操作過程中，主要應用到的觀測儀器就是GPS接收機，本工程應用到了4臺雙頻GPS接收機。
2.2.3GPS外業觀測。（1）制定合理的調度計劃是保障GPS外業觀測準確性和合理性的首要前提，必須要得到較好的控制和優化。（2）選擇恰當的'GPS外業觀測方法，本工程主要運用靜態定位法。（3）在GPS外業觀測作業中進行數據的采集應滿足如表1所示的技術參數要求。（4）在每一時段內進行觀測時，作業人員應（4）在每一時段內進行觀測時，作業人員應據之間的互差應控制在3mm以內，同時取兩次測量高度的平均值作為天線的最后高度。
3GPS控制網的數據處理分析
3.1基線解算
對于相關GPS控制網所測量到的數據進行處理需要重點做好基線的結算工作，這種基線結算主要就是指圍繞著具體的控制點進行相關數據的分析，一般來說，在具體的基線解算中主要就是合理的運用廠商提供的相關軟件來進行處理。
3.2基線檢核
對于基線的檢核也是GPS技術應用中比較突出的一個方面，這種基線的檢核主要就是為了提升相關數據的可靠性，尤其是對于相關誤差進行嚴格的控制和把關，一般來說，相關誤差在GPSE級網中應該控制在10mm以內才能夠滿足高速公路設計施工的基本需求。具體到檢核過程中，還應該重點針對獨立環檢核進行全面的控制，通過三邊環和五邊環的檢核來不斷提升其檢核的效果，保障其能夠滿足于線差的要求。
3.3GPSD級網平差計算
在本工程GPSD級網內，一共存在23個點，91條獨立基線，其平均的邊長為5.77km，弦長的精度為±5.86cm。
3.3.1D級網無約束平差。本工程GPSD級網以WGS-84成果作為基準進行三維無約束平差，最后計算得到的最弱點為GGD001點位的中誤差為1.89cm，最弱邊則為GD011-GD013邊長相對中誤差為1/767000。
3.3.2D級網二維約束平差。在D級網二維約束平差計算中，計算得到的最弱點為GD002，點位的中誤差為0.79cm最弱邊為GD011-GD013，邊長相對中誤差為1/442000。
3.4GPSE級網平差計算
在本工程GPSE級網內，一共存在64個點，204條獨立基線，其平均的邊長為1.06km弦長的精度為±1.46cm。（1）E級網無約束平差在E級網三維約束平差計算中，計算得到的最弱點為5923，點位中誤差為3.49cm，最弱邊為GE039_GE056基線，邊長的相對中誤差為1/114000。（2）E級網二維約束平差。在E級網二維約束平差計算中，計算得到的最弱點為重合點E604，點位的中誤差為1.35cm最弱邊為GE023-GE022基線，基線的邊長為0.409km邊長的相對中誤差為1/59000。
4結語
隨著高速公路建設復雜化，對高速公路測量的精度以及工期提出更高要求，采用常規的測量手段布網難度大，作業工程量大，同時周期往往較長，而且也無法充分滿足精度的要求。通過采取GPS測量技術則可以達到取長補短的作用。
參考文獻
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