GPS在交通道路測(cè)量中的應(yīng)用

趙高峰

摘?要：我國(guó)是一個(gè)正處于發(fā)展過(guò)程中的國(guó)家，改革開(kāi)放的進(jìn)步使得整個(gè)國(guó)家的發(fā)展速度更快，社會(huì)經(jīng)濟(jì)也快速增長(zhǎng)，各行各業(yè)的發(fā)展也如火如荼，這其中道路工程的建設(shè)也趨于穩(wěn)定。我們都知道區(qū)域交通的連通性幫助地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，只有打通了城市與城市、城市與鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村與鄉(xiāng)村之間的交通脈絡(luò)，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)命脈才能夠連接起來(lái)，幫助區(qū)域整體發(fā)展的提升。因此，本文主要研究交通測(cè)量工程中GPS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，旨在通過(guò)高科技的應(yīng)用加強(qiáng)道路交通測(cè)量的精確性，提升道路工程的質(zhì)量，使其穩(wěn)定發(fā)展下去。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)繪技術(shù);交通道路測(cè)量;地理環(huán)境;社會(huì)效益;區(qū)域交通

1?前言

GPS測(cè)繪技術(shù)本身所具備的特點(diǎn)較多，不僅僅具備較快的測(cè)量速度、精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，而且具體的操作也十分簡(jiǎn)單。當(dāng)將GPS技術(shù)應(yīng)用到交通道路測(cè)量中的時(shí)候，它在面臨各種復(fù)雜惡劣地勢(shì)環(huán)境的時(shí)候，能夠避免外部環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，而且當(dāng)測(cè)量結(jié)果有所偏差的時(shí)候，GPS技術(shù)還能夠進(jìn)行復(fù)測(cè)，幫助提升了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。因此，我國(guó)大多的道路勘測(cè)機(jī)構(gòu)意識(shí)到了GPS測(cè)繪技術(shù)的重要性，逐漸在整個(gè)道路交通測(cè)量過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用，加強(qiáng)了相應(yīng)工作效率的提升，為社會(huì)的發(fā)展提供了更多的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2??GPS在交通道路測(cè)量中的技術(shù)

2.1?實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)

在進(jìn)行交通道路測(cè)量的時(shí)候，往往會(huì)將GPS技術(shù)和RTK （Real-time kinematic）技術(shù)結(jié)合在一起，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位法，該種方法的應(yīng)用需要在兩個(gè)測(cè)站之間進(jìn)行，建立在彼此的載波相位基礎(chǔ)上，并通過(guò)科學(xué)技術(shù)將觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，控制相應(yīng)的精確度達(dá)到厘米的精度，有效地保障了測(cè)量的精確度^[1]。對(duì)于GPS技術(shù)來(lái)說(shuō)，將RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)和其結(jié)合在一起，形成了更為顯著的效果，并且在進(jìn)行道路交通測(cè)量的時(shí)候?yàn)榈匦螆D的測(cè)量、工程放樣、后期的施工測(cè)量、竣工測(cè)量等工作帶來(lái)了一系列的好處。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在交通測(cè)量過(guò)程中的主要操作方法如下：首先要選取一個(gè)精度比較高的點(diǎn)位作為基準(zhǔn)點(diǎn)，在這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安裝一臺(tái)接收機(jī)，通過(guò)地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，在衛(wèi)星接收信號(hào)的同時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)上面所感應(yīng)到的信號(hào)數(shù)據(jù)也能夠被同時(shí)接收起來(lái)，然后把衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算記錄并傳入到計(jì)算機(jī)里面。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中已經(jīng)安置設(shè)定好了相應(yīng)的軟件和計(jì)算方程式，便將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終把獲得的精確計(jì)算結(jié)果傳遞到目標(biāo)流動(dòng)站用于觀測(cè)。這樣的方法是對(duì)于靜態(tài)點(diǎn)位的控制，那么對(duì)于動(dòng)態(tài)點(diǎn)位的控制一般需要在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)量方法會(huì)出現(xiàn)比較大的誤差，而且再進(jìn)行重新測(cè)量所需要浪費(fèi)的人力、物力、財(cái)力非常多，為了使得動(dòng)態(tài)點(diǎn)位的測(cè)量精確度提升，在一定程度上就需要延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，借助GPS-RTK技術(shù)來(lái)保證動(dòng)態(tài)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在復(fù)雜計(jì)算過(guò)程的應(yīng)用之后，才能夠計(jì)算得出具體的坐標(biāo)值。

2.2?快速靜、動(dòng)態(tài)定位測(cè)量^[2]

所謂的快速靜態(tài)定位測(cè)量是在GPS測(cè)繪技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助信號(hào)接收機(jī)使其在靜止的狀態(tài)下對(duì)道路進(jìn)行觀測(cè)的過(guò)程，對(duì)于地勢(shì)復(fù)雜、地質(zhì)條件多樣、條件惡劣的道路路段來(lái)說(shuō)，很容易受到其他外部客觀因素的影響，導(dǎo)致常規(guī)的測(cè)量方法不能夠落實(shí)下去，對(duì)于道路測(cè)量的精確性和工作效率造成嚴(yán)重的影響，因此使用快速靜態(tài)定位測(cè)量在道路測(cè)量的過(guò)程中，能夠?qū)⑷緝x導(dǎo)線測(cè)量完全被替代，不僅僅克服了惡劣路況的測(cè)量條件，提升了相應(yīng)的測(cè)量精度，而且保證了測(cè)量的準(zhǔn)確度，使得相應(yīng)的交通測(cè)量工作效率得到了一定的提升。而所謂的快速動(dòng)態(tài)定位測(cè)量與快速靜態(tài)定位測(cè)量不同的是，一個(gè)測(cè)量的是靜態(tài)的點(diǎn)位，后者測(cè)量的是動(dòng)態(tài)的點(diǎn)位。這個(gè)動(dòng)態(tài)的點(diǎn)位基于流動(dòng)站上，它所產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù)會(huì)在不同的時(shí)間發(fā)生不同的變化，這時(shí)候的操作方法是在測(cè)量流動(dòng)站信號(hào)數(shù)據(jù)之前要求先進(jìn)行短暫幾分鐘的快速靜態(tài)定位測(cè)量，以定位流動(dòng)為目標(biāo)信號(hào)來(lái)確定動(dòng)態(tài)的位置，使得觀測(cè)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站收到的數(shù)據(jù)達(dá)到同步^[3]。與此同時(shí)，在道路測(cè)量的過(guò)程中，GPS測(cè)繪技術(shù)在快速靜態(tài)定位測(cè)量與動(dòng)態(tài)定位測(cè)量模式的幫助下，能夠針對(duì)不同的道路工程情況來(lái)工作，它和傳統(tǒng)的測(cè)量方式不一樣的是能夠結(jié)合在一起，對(duì)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，并且所得出來(lái)的數(shù)據(jù)都比較明確，相應(yīng)的操作模式也比較簡(jiǎn)單。總的來(lái)說(shuō)，將這兩種定位測(cè)量模式結(jié)合起來(lái)使用能夠促GPS測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用范圍的拓寬，幫助數(shù)據(jù)收集的精確性、穩(wěn)定性得到提升，從而使得交通道路勘測(cè)工作得以穩(wěn)定保障。

3??GPS在交通道路測(cè)量中的應(yīng)用

3.1?高速公路測(cè)量應(yīng)用

在高速公路上進(jìn)行交通測(cè)量，一般來(lái)說(shuō)都是需要在大比例尺的帶狀地圖上進(jìn)行選線的，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)需要測(cè)量碎部地形圖以及控制網(wǎng)，相應(yīng)的操作浪費(fèi)了很多的時(shí)間和人力資源。而GPS測(cè)量技術(shù)則可以迅速獲得碎部點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，將經(jīng)緯度展現(xiàn)在電腦屏幕上并得以記錄。與此同時(shí)，借助了繪圖軟件來(lái)進(jìn)行室內(nèi)繪圖，將野外工作造成的影響降到了最低，利用GPS測(cè)量技術(shù)還降低了數(shù)據(jù)采集的時(shí)間和難度，提升了數(shù)據(jù)的精確性，對(duì)于高速公路的交通測(cè)量來(lái)說(shuō)非常具有必要。此外，高速公路所經(jīng)過(guò)的地方都比較復(fù)雜，一般有涵洞、隧道、橋梁等構(gòu)造物，這些構(gòu)造物的精確度與高速公路網(wǎng)的精確度必須要協(xié)調(diào)在一起，再采取常規(guī)手段進(jìn)行測(cè)量，在必要的時(shí)候增加復(fù)測(cè)次數(shù)。由此可見(jiàn)，GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，不僅僅不需要增加復(fù)測(cè)的機(jī)會(huì)，而且還使得相關(guān)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度得到了一定的保障，減少了成本和時(shí)間的投入。在進(jìn)行高速公路測(cè)量工作過(guò)程中還有可能會(huì)遇到穿過(guò)農(nóng)田、叢林、小溪等特殊的區(qū)域，這時(shí)候傳統(tǒng)的測(cè)量方法則需要砍伐樹(shù)木、破壞莊稼，造成嚴(yán)重的影響，而 GPS測(cè)量技術(shù)就可以將這些問(wèn)題通通解決，使得資源上得到了合理化的控制^[4]。

3.2?鐵路測(cè)量應(yīng)用

在進(jìn)行鐵路測(cè)量的過(guò)程中一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)是幫助控制測(cè)量精度的關(guān)鍵，它的存在能夠使得控制網(wǎng)之間的點(diǎn)位被明確鎖定和追蹤。在進(jìn)行繪圖的過(guò)程中，需要沿著既定設(shè)計(jì)好的線路來(lái)布置初測(cè)導(dǎo)線，這不僅僅為后期鐵路工程勘測(cè)工作打好了基礎(chǔ)，也使得鐵路進(jìn)行測(cè)量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性得到了保證。在采取傳統(tǒng)的鐵路測(cè)量方式的時(shí)候存在很多的弊端，第一點(diǎn)就是常規(guī)導(dǎo)線測(cè)量的精確度會(huì)比較差，而且所利用到的光學(xué)儀器很容易受到外界事物、環(huán)境、人為操作等方面的影響而造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。其次，常規(guī)的測(cè)量還會(huì)受到天氣、氣候、光線的影響不能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這對(duì)于獲取普遍的數(shù)據(jù)、提升測(cè)量精度和工作效率來(lái)說(shuō)是非常不利的，而且一般的鐵路線路控制點(diǎn)設(shè)在距離鐵路300米以內(nèi)的地方，但是在復(fù)雜的區(qū)域由于地形植被的因素的影響，常規(guī)導(dǎo)線測(cè)量是不能夠滿足實(shí)際要求的。但是隨著GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，可以采用附和導(dǎo)線啟閉于兩對(duì)D級(jí)GPS點(diǎn)，使得GPS測(cè)繪技術(shù)替代常規(guī)的測(cè)量技術(shù)減少了野外工作量，還大大提升了工作效率，并且節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力資源，做到了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展和利用。

4?結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)我國(guó)GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展速度十分迅速，在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于地形、地勢(shì)、地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域能夠做出詳細(xì)的數(shù)據(jù)測(cè)量，通過(guò)控制網(wǎng)的建立幫助工作者鎖定和追蹤點(diǎn)位。就交通道路工程的測(cè)量而言，在平坦開(kāi)闊區(qū)域進(jìn)行測(cè)量工作自然不難，傳統(tǒng)的人工測(cè)量技術(shù)就能夠滿足實(shí)際的需求，但是在復(fù)雜的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)道路交通的測(cè)量十分艱難，而GPS技術(shù)則通過(guò)衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及GPS信號(hào)接收機(jī)加強(qiáng)了對(duì)點(diǎn)位的經(jīng)緯度確定，提升了相應(yīng)的精確度，更促進(jìn)了交通建設(shè)工程的完善。

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