深山峡谷高速公路GNSS高程测量技术

深山峡谷高速公路GNSS高程测量技术

刘瑛杰

身份证号码：330182198808314313    浙江杭州

摘要：当前我国的基建事业日新月异，测量技术是我国基础设施建设中不可或缺的一项重要内容，而随着科技水平的提高， GNSS技术正在逐渐替代传统的测量手段。本文介绍了一种适用于山区隧道局部地区的似大地水准面模型的优化算法，并将已知的高程异常与EGM2008模式相结合，通过对剩余项的各种拟合函数进行优选，并根据内部和外部符合精度确定最终的模式，从而建立了最适合地区的局部高程拟合模式。

关键词：深山峡谷；高程测量；GNSS 测量技术

引言：在公路工程中，传统的公路测量技术受多种因素限制，精度较低，已不能满足日益增加的检测要求。GNSS技术用于高速公路的测量，使这种测量工作有了很大的进步，同时也给测量行业注入了新的活力。首先，简述了 GNSS技术的特点。本文还讨论了该方法在高速公路上的应用。

一、GNSS技术简介

GNSS是一种全球导航卫星，它通过一颗导航卫星发射，通过接收端接收到的卫星信号来确定位置。

对于用户而言，只需利用接收机进行操作，至少需要3个以上的接收器进行联测。动态碎步测量分为一个参考站点和几个移动站点的联合工作。其特征如下：(1)具有较高的准确度。采用 GNSS技术构建的地球控制网络，该方法可以在不受发射错误的情况下，对单个基站进行独立的基准向量及对各基站进行同步计算。若使用无固定点型式的无载波网路，可以减少资料传送错误，增加测验精度。(2)观测期较短。GNSS能够对各个地点的观察时刻进行即时监测，并在30分钟内完成了对高速公路的监控。(3)使用简便，易于操作。如今， GNSS接收器变得更小巧，更易于操作，因此不需要对观测者的技术水平进行严格的限制。在测量时，只需要对中、平整、测量天线的高度，然后将仪器的电源开关切换到合适的工作状态，并对其进行处理，得到后测点的三维坐标。(4)两个测站不需要互相通视。GNSS的特点是不需要通视，可以在不同的角度进行观测，因此，要确保接收到的信号，就必须在较大的区域进行观测。(5)全天工作。GNSS并不受时间的限制，并且可以在晚上观测，这对于加速进程很有帮助。(6)用三维坐标表示。利用 GNSS技术，可以在获取转换参数后，实时获取被测点的平面坐标及拟合高度。(7)用GNSS无累计误差。

二、GNSS导航系统的基本原理

GNSS导航系统的定位是由卫星发送的，由接收器接收，根据发送的速度和发送到接收的时间，得出卫星与接收之间的距离，而卫星在相同的距离上，则由两个卫星所确定的点组成一个椭圆形，三个卫星可以确定两个点的位置，四个卫星可以精确的定位。

三、GNSS技术在高速公路工程中的具体应用

（一）高速公路路面加密控制点上的应用

在广东省龙川-怀集LM2段路面施工中，因施工方对设计院所设的几个测控点进行了损坏，留下的几个点又互相相望，此外，该标段的专业桥梁有很多（其中三角主线桥616 m，禾上阁570 m，茶园665 m，元善主线桥2560 m，金华隧道4747 m)，既节省工期，又不会对工程建设造成任何影响。与传统的测控技术相比，采用 GNSS技术对测控点进行加密，可以大大提高检测的效率。

GNSS平面控制网在 GNSS现场观测后，采用后处理的静态分析软件对其进行处理；基线的处理是：基线的解算，并对所有基线进行计算，并对所有的封闭环路进行计算。

（二）路面放线

在公路工程中，公路中线的标定是一个非常关键的过程， GNSS实时动态测试技术比常规方法要好得多。设计者应在地形图上定线，并在道路的中线上做标记。然后，利用 GNSS实时动态监测技术，在 GNSS电子手册中建立相应的工程，并在项目中新建一条新的公路平纵曲线，并按工程级别选择交点法和线元法进行录入。参考设计图，选择相应的坐标系及中心经线。同时，该系统还可以实现对采样点的自动定位。由于每个位置的位置都是相对独立的，所以每个位置的数据信息都是实时的，而且每个位置的精度都是一样的。

在 GNSS手册中，只要输入正确的平纵曲线，就能很容易地实现道路的实时绘制。与常规的放样装置相比，施工的线性度更好。所以，在曲线段的位置测量中，仅需操作者手持式移动台，按要求合理地加密采样点。这种方法仅需获取易于测量的资料，即可对难以测量的资料进行运算。GNSS实时动态测量技术在中线放样过程中，与传统的方法相比有很大的不同，既可以得到精确的测量结果，又可以简化测试过程，提高测量效率。

（三）路面横纵断放样

采用 GNSS手册提供的路径规划软件，将横断面、横断面和纵断面的设计参数输入到软件中，就像是在软件中建立一条线路的三维模型，在操作手册上可以清晰地显示出所需的位置，既方便又保证了测量的准确性。

（四）常规测量方法的问题

(1)需要更多的测量师。

(2)传统的全站仪线路测量中，相邻点和点必须能相互连通，这就造成了很大的困难。

(3)虽然采用平差法可以解决长大隧道和特大型桥梁的高精度控制网络连接问题，但是由于地形复杂，其连接的测量难度较大，使用起来也不便。在工程实践中，结构物的控制和线路的控制测量往往是脱节的。

采用 GNSS技术可有效地解决以上列出的问题，提高工作效率，减少劳动强度，确保高等级公路测设质量。

四、在高速公路路面测量中GNSS技术的应用前景

随着我国公路设计产业的软硬件水平的不断提高，道路 CAD技术的推广已经越来越广泛，一些软件也需要相应的电子地图产品来支撑，而随着我国经济的高速发展，高等级公路的发展也出现了前所未有的发展机会，对勘察设计的需求也越来越大；构建勘测设计、施工、后期管理的一体化数据链，降低中间资料的转抄、输入等中间环节，是我国高等级公路设计技术发展的一个"瓶颈"。

GNSS技术是当前技术发展的优先选择，而仪器的引进与技术改造是衡量技术发展的关键。采用 GNSS技术可以克服以上列出的缺点，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率，为高速公路测量的质量提供了保障。

五、结合RTK－实时动态测量

RTK就是将基站放置在原地，将错误的原因收集起来，然后通过广播和网络，将错误的原因传送给流站，这样就可以实时地获得准确的坐标。不管是手机卡，还是外挂电台，又或者是内置电台，都是用来传递差分信号的。随着科技的进步， RTK技术已经从1+1、1+2发展到了 WADGNSS，一些城市已经建成了 CORS，扩大了 RTK的覆盖范围，当然，在数据传送上也有了很大的进步，从广播电台到如今的 GPRS、 GSM，都极大地改善了数据传输的效率和覆盖范围。在仪表上，它不但具有较高的准确度，同时也更加简洁、易于操作。

工程测量是一种应用的分支，需要使用特定的工具，用特定的工具在现场发现，过去，有许多传统的测量方法，例如经纬仪正交、全站仪等。一般在设计点进行放样时，需要前后移动，2-3人同时操作，点间通视。在实际应用中，这种方法的有效性不高，偶尔在放样过程中会出现一些比较复杂的问题，需要大量的计算，而 RTK技术中，一个人可以操作 GNSS，可以让你找到要放样的地方，这是一种快速、简便的方法，因为 GNSS是以坐标为基础，不会产生任何的累计误差，所以在野外放样的时候，效率会更高，而且只需要一个人就可以完成。

结语：因此，山区深谷地区的公路工程对区域的发展具有十分重大的意义，在山地和深谷地区开展公路工程勘察工作，既可以保证施工的安全，又可以降低工程造价。

参考文献：

[1]崔同菊,杨元林,罗鸿儒.深山峡谷高速公路GNSS高程测量技术[J].云南水力发电,2022,38(05):206-210.

[2]乔润东.GNSS技术在公路测量中的应用[J].交通世界,2021(11):64-65.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2021.11.028.

[3]张伟东.GNSS技术在高速公路路面工程测量中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(07):143-144.