GPS测量技术在路桥工程测量中的应用与发展趋势

GPS测量技术在路桥工程测量中的应用与发展趋势

陶金宝,吕双

中国葛洲坝集团勘测设计有限公司测绘分公司

摘要：新时期背景下，我国交通运输行业得到了飞速发展，公路工程建设要求也随之不断提高，为人们的日常生活、工作、出行等都提供了极大的便利，也逐渐成为提升社会经济水平的重要因素。本文主要对GPS测量技术在路桥工程测量中的应用与发展趋势进行论述，详情如下。

关键词：GPS测量技术;路桥工程;测量应用

引言

GPS测量技术应用于路桥工程测量时，通常会从静态和动态两个维度进行应用。动态应用，主要是在卫星系统的支持下完成测量，GPS的动态功能能够利用地面进行放样，及时搜集工程测量中所需的数据资料，从而为三维坐标的确定奠定基础。静态功能，应用的基础是卫星信息，可有效的对测量位置的三维坐标进行确定。

1 GPS测量技术在路桥工程测量中的应用

1.1 GPS技术在铁路平面控制测量中的应用

近年来，随着RTK技术的逐渐普及，加之部分工程测量中对测量精度要求逐渐放宽，亚米级工程测量中使用GPS-RTK作为核心测量手段的工程案例逐年增多。与常规使用的全站仪设备相比，使用GPS-RTK进行工程测量，不需要就近寻找参照点进行三角放线，且可以基本实现单人或单组作业，不需要棱镜等辅助测量设备。但是，GPS受到系统精度的制约，很难提供高精度的测量数据，所以，在GPS-RTK测量中，对静态数据进行充分解算，最大限度提升静态数据的解算精度，是当前GPS-RTK应用到工程测量中的重要解决方案。卫星定位系统在实际测量过程中受到的干扰因素较多，在解算过程中充分考虑各种干扰对结果的影响并进行反算，是当前最有效的GPS定位数据的解算方法。同时，对GPS定位数据进行深度解算，可以有效提升GPS-RTK的工程测量精度，其对工程测量质量本身有显著的积极意义。

1.2静态定位模式测量

GPS技术应用于路桥项目测量时，静态测量也是应用较多的一种方法。工程人员在应用静态定位测量方法时，需要对三角点的焦点进行核对，实现加密测量的目的，这也是对路桥线路控制网进行测量的重要手段。针对工程项目测量的具体情况分析可以发现，大部分静态测量模式都是从首级控制网出发，以实现控制网的控制和测量。从目前路桥工程测量的现状来看，开展一般等级路桥工程测量工作过程中，时常是还未确定首级控制网所采用的测量手段及方法，便开展静态测量工作。这样在静态定位测量应用的过程中，由于影响因素比较多，极易导致加密测量的三角点发生损坏。所以，针对三角点加密测量，必须要提前确定好首级控制网的测量手段及方法，这是十分关键的一项工作。我国主要采取GPS静态测量方式开展上述测量工作，也被叫做快速静态定位模式。在应用过程中，各个流动站内会统一布置GPS接收机，工作人员在开展静态测量的过程中既可以同步接收卫星数据，也可以同步传输接收机端的数据，从而解算出所需的三维坐标数值。由此可知，这一方法在实际应用时，可完全取代全站仪导线测量控制点加密工程，具有良好的应用价值。

1.3 GPS差分定位测绘技术应用于建筑工程测量时的深度逻辑

GPS测绘技术应用于建筑工程测量时存在一个问题，即实时获取的GPS定位精度一般需要通过人工分析的方式，完成对定位精度的判定。于是一个深层问题随之产生——现有精度测量方法基本是通过读取GPS发出的经纬度坐标，在人工转换成平面坐标后人工对比测量精度，但是没有办法验证移动距离精度和一致性，并且测量精度需要熟练人员才能操作，操作繁琐。为解决上述问题，可以在测量过程中设置一种GPS差分测绘定位精度手动测量系统。基于这种系统进行测量时，需要运用大地坐标系和直角坐标系。众所周知，地球是一个椭球体，故在计算时所需的定植分别是地球长半轴和短半轴参数，分别对应6378137±2m和6356752±2m，第一偏心率e2取值为0.00669439999013。

1.4对原始数据的预处理

对原始数据的预处理主要分为：观测对象、现场环境和观测者3种因素。观测对象及现场环境是由于工序、现场机械、现场地质、人员配合、材料等条件而引起的原始数据差异，它们存在某些数学关系，因此可以采用数学方法对其进行分析，通过计算能得到各因子的影响权重系数及排序，找出特定条件下的影响因素，并提出差异调整对策。观测者对定额测定原始数据差异影响较小，且容易发现，可以通过记录、培训等方式进行修正，缩小数据的差异。在原始数据预处理过程中，具有一定的复杂性，工作人员需要对多次观测中发现的异常值进行处理。通常来说，观测次数越多，得出来的结果越准确，因此在实际工作中可视具体情况，尽可能增加观测次数。同时，工作人员应做好异常值的分析和剔除工作。但是测算方法可能会出现误差，工作人员需要对原始数据中存在的错误数据进行处理，以提升公路工程施工定额准确度。按照误差的性质分为系统误差、随机误差和粗大误差3种。①系统误差。在同一测量条件下，多次测量的误差的绝对值和符号始终不变。对于系统误差来说，可以通过详细认知，多次操作，从根源上减少或消除误差的影响。②随机误差。在同一测量条件下，多次测量的误差变化没有规律可循，无法预知，绝对值时大时小，符号时正时负，无法避免随机误差带来的影响。③粗大误差。由于操作失误或者观测者的操作不得当，而造成的读数、计数误差。粗大误差由于一些不正常因素造成，测定结果失真，可以分析和剔除原始数据数列出现的异常值。

2GPS测量技术在路桥工程测量中的发展趋势

我国线路勘测中，目前极少应用动态GPS定位技术，但这会成为路桥工程测量发展的重要趋势，也就是说，今后在线路勘测中会越来越多地应用动态GPS定位技术，并将不断提升动态GPS定位技术的勘测水准。RTK（Real Time Kinematic）技术就是载波相位差分技术，是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。RTK技术测量的精准度非常高，具有定点速度快、误差不积累、节省人力等特点。常规全站仪设站灵活，操作简单，自动记录，自动计算，但受地形和人为因素影响大。整合常规全站仪与RTK技术，在RTK技术的支撑下，将进一步促进常规全站仪观测数据质量的提升，可以减少地形和人为因素的影响，所以已经在各个领域广泛应用，比如野外观测数据收集及中线测设。

结语

将GPS应用在路桥测量中，可建立精准度较高的测量控制网络，优化测绘内容，方便道路桥梁的施工建设。所以，相关单位及技术人员应深化GPS测量技术的研究，不断提高GPS测量技术水平，使其在路桥工程测量中发挥更大的效用。

参考文献

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