GPS测绘技术在道路工程测量中的应用

GPS测绘技术在道路工程测量中的应用

廖正鸿

中铁二十五局集团第一工程有限公司510405

摘要：在测绘技术快速发展的背景下，一些先进的GPS测绘技术在道路工程测量工作中发挥出了至关重要的作用。相对于传统的测绘技术，GPS测绘技术的应用在测量工作效率精确性以及便捷性上都得到了全面提升，因此，受到了工程测量单位的高度重视。GPS技术是近年来科技发展所兴起的一种高新导航定位技术，在使用过程中具有更高的定位精确性和自动化控制功能，在公路工程测量工作中得到了普遍应用。应用GPS技术可充分发挥精确的定位功能，有效配合地面控制网及识别系统，建立起一套更加科学、完善的工程项目测量机制和方法，不仅能全面提高道路工程项目测绘工作的精确性和测量工作范围，而且可以降低测绘工作人员的劳动强度，实现项目工程建设单位的更高经济效益和社会效益。

关键词：GPS测绘技术；道路工程测量；应用；

引言

从目前情况来看，中国已经在道路测量过程中的一些环节应用了GPS测量技术。同时，随着GPS测量技术的深入发展，其应用范围也在扩大和发展，越来越广泛地应用。一般来说，GPS测绘技术改善了传统测量工作负荷、测绘长度、测量精度低、测绘工作效率低，使得GPS测绘技术的广泛应用成为道路测量发展的重要方向。

一、GPS系统组成及工作原理的分析

全球定位系统由两部分组成:一个空间星座和一个地面监测系统。此外，地面探测用户拥有卫星接收器的终端设备。全球定位系统空间星座由24颗卫星组成，这些卫星距离地面20万公里，平均分布在6条轨道线上，以便能够在地球上的任何时候捕获全球定位系统卫星发出的信号。与传统测量不同，全球定位系统依靠卫星远程导航、现代计算机技术和实时通信功能，从根本上取代了许多工程项目中的传统测量仪器。使用三点坐标定位原则，可以获得假定的全球定位系统接收装置和全球定位系统卫星之间的距离。全球定位系统测量技术用于测量一个点的三维坐标，可以扩展到海洋甚至外层空间，测量该点和该线的距离，同时满足诸如该点的线表面等动态要求，精确度可达到毫米。

二、GPS测绘技术应用在道路测量中的领先优势

（一）高观测速度

将GPS测绘技术应用在道路测量中，可以拥有极高的观测速度，能够减少测绘人员的数量，降低了测绘人员的工作量，并且也将工作程序简单化，应用GPS测绘技术能够将20km范围以内的静态目标进行非常准确的定位。GPS测绘技术在道路的测量工作过程中具有较高的观察速度，缩短了道路测量的工期，并且测量的数据精准度度极高，误差非常小。

（二）低操作难度

GPS测量技术在道路测量的过程中是利用GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收进行道路测量的，对于测量位置进行全方位的搜索以及定位，再利用互联网以及计算机技术进行操作，这种操作既简单又便捷，将道路测量的工作量减少了许多，对于测量人员的专业知识以及技术水平的要求也不高，GPS测绘技术操作起来极为简单，既能及时进行道路测量，又能及时复测。

三、GPS测绘技术在道路工程测量中的应用

（一）实时动态测绘法

在道路工程制图过程中，实时动态制图方法被称为RTK技术，其工作原理是通过在制图点安装的全球定位系统参考站与全球定位系统卫星之间建立联系来实现接收制图数据的目标，并将数据传送到中继站其中，移动站不仅要接收基站发出的信号，还要对接收到的信息进行综合处理，在GPS导航原理指导下对信息进行分析比较，通过计算机系统计算移动站位置信息，这是整个动态测绘过程。

（二）绘图的功能

大比例尺地形图是全球定位系统的一项强大功能，与通过使用大比例尺地形图为各种地面和空中导航系统提供精确空间位置而开发的道路导航遥感技术完全兼容。同时，GPS实时测量功能可以无限制地提高信息采集速度，同时节省时间和精力，还可以提高测量精度。

（三）应用GPS技术进行放样测量

在放样工作中，需要在山脚开阔地带设置对应的GPS基准站，其中，基准站的架设必须符合测量工作要求，需将基准站设置在比较开阔且地势较高的区域，天线的上方区域不能遮挡。打开电子手簿将蓝牙与基准站、流动站之间进行连接，设置好对应的电台，等到流动站上的蓝牙电台等信号灯全部闪烁为蓝灯，同时，手簿上显示固定求解值时，GPS测量系统正式开始工作。分别使用流动站在已知的控制点位上进行测量，并对测量的坐标和高程进行有效调整，同时，使用已知点作为校核，确认数据无误差后开始正式放样测量。在道路桥梁工程施工过程中，施工单位可应用GPS技术，有效结合RTK技术，全面提高道路工程的测量精度。工作人员需在施工控制网中合理选择测量控制点位，进行GPS基站设置工作。通常情况下，需要设置两个以上的操作站，使用控制器对其进行对比和分析，确认道路桥梁工程坐标，有效提高工程测量放样的精确性，为后续主体工程施工顺利进行提供保证。

（四）控制测量以及线路勘测

在道路工程中使用GPSRTK技术可实现控制措施。在长时间的道路工程中，15分钟以上的动态观测可以发现计算机处理的数据是稳定的，用户可以根据实际需要确定实际测量时间。一般来说，当误差小于2μmD时，能够确定数据，消除传统的多测量检测误差，避免误差，甚至由于天气和环境的原因，提高材料生产后处理的进度。GPSRTK与传统的测量方法相比，可以减少工作量、人力和设备成本。

（五）测绘观测与数据分析

制图观测是全球定位系统制图技术实际应用的重要组成部分，全球定位系统制图是在外部进行的，对制图观测提出了严格要求。接收器开始工作后，工作人员必须将收集到的信息记录在工作簿中。如有异常数据，应及时通知调度人员，并采取相应手段。为了避免多路径效应导致观测结构误差，接收机的定位点应远离高度扰动区域，因此，在实际观测过程中，测量员应不断改进观测，促进工作的顺利进行。最后，技术人员使用计算机对地图数据进行详细分析。同时提高数据分析的准确性，使之适应工程的实际情况。

（六）对道路变形量进行监测

由于道路桥梁工程施工规模较大，道路经常受到周围复杂地形环境因素的影响发生基础变形，因此，必须对道路变形量大小进行全面监测和控制。但在实际监测过程中，如果使用传统的监测方法，操作难度较大，变形监测工作受到很多外部环境因素的影响，对后续的道路工程通车安全造成一定的威胁。通过引应用先进的GPS技术，可以有效解决传统监测工作中存在的问题。例如，将GPS技术有效运用于道路桥梁基础变形量监测工作，可以实现道路桥梁施工现场的实时性监测和控制，如果施工区域地质或是道路桥梁产生变形等问题，应用GPS监测技术可以将获取的监测数据信息直接传输到控制中心，方便工作人员分析变形问题的具体情况。因此，在道路工程施工中，需要充分发挥GPS技术优势，防止道路桥梁产生严重的变形问题，提高工程整体使用效果和稳定性。

结束语

总体而言，道路测量利用全球定位系统技术的巨大优势，在现代水平上提高道路工程测量的效率和质量，特别是在恶劣和复杂的气候条件下。全球定位系统技术在道路侦察工作中的广泛应用无疑是一场深刻的技术革命，在测量方法和执行单位的执行手段方面取得了重大突破，并将测量精度和效率提高到了前所未有的水平。尤其是实时动态定位技术在道路工程测量中发挥着更广泛的作用。

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