GPS在道路工程的应用

GPS在道路工程的应用

顾言征刘俊

江苏省地质勘查技术院

摘要：随着我们国家科学水平技术的不断提升，利用现代化科学工具进行施工的水平也呈现出不断上升的趋势。GPS作为当前精密工程施工的重要工具，被广泛应用于建筑、交通以及水电站的施工当中。文章主要介绍了当前的GPS技术发展的态势，对GPS被运用于道路施工测量的技术特点进行分析和研究，对于GPS在当前道路施工的主要运用方向进行了研究和探索，希望本文可以抛砖引玉，给同行打开思路，开阔眼界。

关键词：GPS道路施工

1引言

在GPS技术刚发展起来的前几年，GPS技术在公路施工当中的应用主要是集中在一些相对简单的测量上，在作业方式上一般主要集中在控制测量这个方向上，同时采取的作模式是利用静态相对GPS定位以及快速静态定位的思路。但是这种方式相对于GPS的特点来说还处于最为初级的阶段。作为当前工程测量当中最为显著变革的一次技术跨越，GPS不但对当前的测绘业效率进行了一次突破式的提升，还从最为本质的部分改变了整个控制测量行业的全套体系和流程。GPS大幅度缩短了工程测量的作业周期，还降低了以往通过物理设备进行测量的工作强度，同时由于精准度大大提升效率的大幅度提高，作业的整体人力物力消耗也大幅度降低了。

2GPS在道路工程上的发展趋势

随着当前GPS技术的发展壮大和日益成熟，GPS产品的升级换代速度也在逐步增加，GPS测量相对来说更加的实用化和自动化，因此在进行道路勘察的时候，GPS的运用已经发生了翻天覆地的改变，不仅仅是常规的GPS测量，而是把这个功能作为一种重要的辅助手段进行发展，从单纯的GPS发展成为现在的GPS-GIS获取当前地点的三维坐标，这个功能对于当前进行道路勘测的自动化辅助手段有着十分重要的意义，同时也使得GPS自动化进程前进了一大步。

3GPS在道路工程中的运用思路构建

3.1GPS建立高精度的道路工程控制网

在最早先的阶段，GPS在道路的初测阶段的主要目标是对整个路线的基本延伸方向进行控制点的布设，同时进行平面以及高程的两方面控制测量，并把获得的数据作为进行下一步的测绘路线图以及地形图、定线测设以及再进一步的施工放样的核心基础。随着GPS技术的不断发展，现在的卫星定位技术已经可以代替最传统的原始物理测量方法，也就是导线法来进行路线的控制测量构建。相对于传统的方法，GPS定位方法具有以下的特点：网格布设灵活，外网观测效率高，时间节约幅度大；全天候进行作业，受到天气影响幅度较小；定位精度高，相比较传统的物理定位，GPS定位的精准度相对较高。在获得精准数据的前提下，我们可以把数据经过内业的处理进行坐标系的统一坐标系下进行处理，并转换成为对于控制点构建下的三维数据信息。

再去我们国家现在已经基本进行了大面积的GPS高精度的首级控制网的采用，比如沪宁高速公路或者是宁杭高速公路就是整条线路都运用了首级控制网进行控制，然后在此基础上采用的常规方式进行布线加密。根据时间我们可以得出这样一个令人欣喜的结论：即使是在几十公里内的范围，利用这种技术进行的测量误差一般也可以控制在2cm之内，这就实现了一般来说的常规方法难以达到的精度，同时在工期时间的节约方面也迈出了大大的一步。

3.2GPS用来进行道路施工放样的思路构建

对于GPS技术来说，利用GPS-RTK技术进行实时的动态的测量，是对当前测量技术上的又一个巨大进步。这种技术的基本原理就是，在当前的激战上放置一台GPS接收器，同时开启扫描模式，对一切可以进行见到的卫星进行扫描仪及观测，并且把获得的数据通过当前的发射台直接传送给流动的观测站。在这个观测站上，GPS接收器可以在获得卫星的信号同一时刻基于电台自身的接收基准性来对传送过来的数据进行准确核对，然后利用地理学上的相对定位理论进行三维坐标基准定位，准确的获得以厘米为单位的流动监测站的准确位置，相当于坐标轴上的（X,Y,Z）。

这种方式的特点有如下几点：首先是速度快。因为卫星信号传送到接收器的速度很快，并且中间收到的干扰和阻隔使得信号接收质量很差的情况并不多见，因此地形干扰和时间干扰产生的问题几乎可以忽略不计；其次是精度高。由于信号自身的特点，受到地球磁场或者是其他的人为因素造成干扰的可能性极低，因此数据的精确度很高，可以缩小在几厘米之内。同时由于速度快，因此而整个测量的效率极高，相比较传统方式甚至是普通GPS测量，其效率都有所提升。正是这些因素促使了GPS-RTK技术成为当前GPS测量领域的一个新贵。

3.3道路工程一体化下GPS引导路径构建

随着GPS技术的发展，可以进行实时测量的GPS系统的精度以及速度和对应的可靠性都获得了十分充足的保障。在这种情况下，我们可以利用GPS技术进行道路工程一体化建设。首先我们可以对GPS的实时测量领域进行扩展，让GPS技术承担道路勘测作业的绝大部分项目，让其除了各个级别的控制以及施工进行放样以外，还可以包含基于数字化技术构建下的带状地形图测绘、线路的土石方计算测量、桥梁工程的测量以及路面铺装构建下的施工作业内容，同时还包括对于里程桩进行标注以及道路竣工的测量活动。然后，我们还可以进行控制测量作业、坐标转换以及高程系统的转换、袋装地形图的测量作业、选线以及设计作业、中线以及边线的放样作业，在以上这些作业的基础上继续进行桩位填挖的工作量GPS辅助计算，全套都可以通过一塔外业的测量进行全部的完成。

结论

GPS应用在道路建设上作为传统道路勘测作业的方式给当前的道路勘测的作业方式带来了极其巨大的变革，并且使得道路勘测的水平出现了极其明显的提升。尤其是当GPS作为道路测量一体化重要组成部分时，其优势体现的更为明显。可见无论是对道路勘察设计还是道路施工单位来说，GPS必将成为引领道路测量的重要核心之一。

参考文献：

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