GPS技術(shù)在公路建設(shè)控制測(cè)量中的應(yīng)用淺析

趙小坤

摘 要：立足公路建設(shè)，控制測(cè)量直接影響公路建設(shè)質(zhì)量，因此，需要有效落實(shí)前期測(cè)量定位工作，強(qiáng)化對(duì)不安全因素的準(zhǔn)確判定，做好針對(duì)性處理，全面提升公路建設(shè)水平。當(dāng)前，公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，控制測(cè)量難度加大，要將控制測(cè)量作為核心工作，高效應(yīng)用GPS技術(shù)，發(fā)揮對(duì)公路建設(shè)控制測(cè)量工作的技術(shù)支撐作用，推動(dòng)公路建設(shè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);公路建設(shè);控制測(cè)量;應(yīng)用

0 前言

在科技的引領(lǐng)下，公路建設(shè)技術(shù)不斷完善，公路建設(shè)效率與質(zhì)量得以大大提升?？v觀公路建設(shè)諸多環(huán)節(jié)，控制測(cè)量是不容忽視的內(nèi)容，事關(guān)工作質(zhì)量，與公路整體工程建設(shè)水平息息相關(guān)。GPS技術(shù)憑借在較高的精確度，觀察時(shí)間較多，整體應(yīng)用方式靈活，成為公路建設(shè)控制測(cè)量重要技術(shù)手段，尤其適應(yīng)大規(guī)模公路建設(shè)項(xiàng)目，能夠在根本上滿足公路建設(shè)對(duì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的要求。因此，要重視研究GPS技術(shù)在公路建設(shè)控制測(cè)量中的應(yīng)用。

1 正確認(rèn)識(shí)GPS技術(shù)的基本原理

對(duì)于GPS技術(shù)而言，從原理角度分析，借助GPS衛(wèi)星以及用戶接收天線之間的距離，依托衛(wèi)星衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，掌握與天線相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位，也就是說(shuō)，明確了三維坐標(biāo)（x，y，z）。從功能上分析，以GPS技術(shù)為支撐，明確接收機(jī)天線與GPS衛(wèi)星之間的距離。為了保證較高的精確度，相對(duì)定位法成為主導(dǎo)手段。這種方法設(shè)置多個(gè)接收機(jī)，強(qiáng)化對(duì)GPS衛(wèi)星的實(shí)時(shí)跟蹤，從而掌握接收機(jī)之間相對(duì)位置。另外，絕對(duì)定位法存在一定過(guò)得測(cè)量誤差，主要源于軌道誤差以及鐘差問(wèn)題，同時(shí)，傳播誤差也很難避免，威脅定位精準(zhǔn)線，使得測(cè)量結(jié)果相關(guān)性受到影響。為此，依托差異化測(cè)量結(jié)果的線性組合，滿足相對(duì)定位的要求，以實(shí)現(xiàn)誤差程度的削減，提升GPS定位水平。

2 GPS技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

從優(yōu)勢(shì)角度分析，GPS技術(shù)無(wú)需投入較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，定位精準(zhǔn)度較高，操作便捷，滿足實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)與全天候運(yùn)行要求，效率較高。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相對(duì)比，GPS技術(shù)大大降低對(duì)可見性條件的依賴，使用更加方便。GPS系統(tǒng)依托信號(hào)接收，能夠獲取目標(biāo)性測(cè)量結(jié)果。另外，GPS技術(shù)不受時(shí)空因素的制約，滿足連續(xù)性測(cè)量的需求，全天候進(jìn)行觀測(cè)，準(zhǔn)確提供三維目標(biāo)。在GPS技術(shù)的使用下，測(cè)量結(jié)果更加精準(zhǔn)，達(dá)到紅外傳感器測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，一旦遇到測(cè)量距離較遠(yuǎn)的情況，GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)，能夠依托相應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)，合理控制觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間。借助GPS快速靜態(tài)定位方法，觀測(cè)時(shí)間得以縮短。除此之外，GPS技術(shù)支持自動(dòng)化操作，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)的自動(dòng)化、連續(xù)性接收，尤其是在技術(shù)不斷提升的時(shí)代，GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度不斷增強(qiáng)，設(shè)備體積逐漸縮小，功能日益完善。在整個(gè)操作中，只需選擇平面位置，放置天線，打開電源，大量測(cè)量數(shù)據(jù)得以獲取。同時(shí)，支持?jǐn)?shù)據(jù)分析處理，確定三維坐標(biāo)，為后續(xù)的測(cè)量工作提供有力的支持。

3 對(duì)公路建設(shè)控制測(cè)量工作的介紹

對(duì)于公路建設(shè)項(xiàng)目，在建設(shè)之前，需要在根本上保證其滿足環(huán)境建設(shè)的基本要求。設(shè)計(jì)人員需要將勘測(cè)工作落到實(shí)處，以區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，明確其在氣候以及地形方面的 特點(diǎn)，為公路工程設(shè)計(jì)方案的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。立足傳統(tǒng)勘測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)主要手段，需要投入較長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)量效果不佳。在應(yīng)用GPS技術(shù)之后，能夠在短時(shí)間內(nèi)程序某一區(qū)域地形地貌特點(diǎn)，同時(shí)，針對(duì)性進(jìn)行信息收集與分析，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。GPS技術(shù)主要包含三個(gè)方面，即GPS衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS信號(hào)接收機(jī)。在應(yīng)用過(guò)程中，已知的起算條件為GPS衛(wèi)星的瞬間位置，依托空間后方交會(huì)方法，能夠準(zhǔn)確界定所測(cè)目標(biāo)的位置。GPS測(cè)量系統(tǒng)重點(diǎn)使用的是舉例交匯法，將接收機(jī)安置在測(cè)量位置，在完成導(dǎo)航電文接收之后，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，獲取其衛(wèi)星與接收機(jī)的距離，從而定位目標(biāo)位置，依托這一測(cè)量技術(shù)，公路建設(shè)控制測(cè)量工作的測(cè)量效率顯著提升，大大降低公路測(cè)量成本，測(cè)量精度得以增強(qiáng)，整體公路建設(shè)質(zhì)量得以保障;公路建設(shè)是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要構(gòu)成，與經(jīng)濟(jì)建設(shè)息息相關(guān)。為了保證公路工程建設(shè)質(zhì)量，公路路線勘測(cè)工作不可忽視。當(dāng)前，公路建設(shè)規(guī)模較大，周期較長(zhǎng)，其建設(shè)質(zhì)量受到諸多因素的制約。依托GPS技術(shù)，公路建設(shè)設(shè)計(jì)合理性增強(qiáng)，尤其是依靠精準(zhǔn)的參數(shù)，滿足公路建設(shè)在布網(wǎng)以及高精度方面的要求。立足公路建設(shè)控制測(cè)量，在GPS設(shè)備支持下，采取靜態(tài)連續(xù)測(cè)量的方式，獲取大量測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析之后，得到關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，將其合理應(yīng)用在設(shè)計(jì)方案之中。鑒于其較強(qiáng)的精確度，應(yīng)用范圍廣泛。

4 剖析GPS技術(shù)在公路建設(shè)控制測(cè)量中的應(yīng)用

4.1 指導(dǎo)選點(diǎn)工作，準(zhǔn)確進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與處理

針對(duì)GPS測(cè)量，測(cè)站點(diǎn)對(duì)通視條件依賴性不強(qiáng)，要求不高，同時(shí)，對(duì)公路建設(shè)控制測(cè)量點(diǎn)形成的圖形結(jié)構(gòu)也未做特殊說(shuō)明。也就是說(shuō)，整個(gè)選點(diǎn)工作并不復(fù)雜，整體較為簡(jiǎn)單。但是，點(diǎn)位選擇需要給予重視，這對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大，影響后期工程的有序進(jìn)行。為此，在進(jìn)行選點(diǎn)階段，需要全面收集區(qū)域內(nèi)的地形條件，明確測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分布以及保存的情況，保證測(cè)站點(diǎn)位置的合理性，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集與處理。

4.2 支持控制點(diǎn)的合理選擇，準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

針對(duì)控制點(diǎn)的選擇工作，需要保證地面穩(wěn)定性，支持較好的保存需要，落實(shí)繪制點(diǎn)的標(biāo)記工作。在應(yīng)用GPS技術(shù)的時(shí)候，控制點(diǎn)的高程不能完全依賴GPS，要結(jié)合實(shí)際情況，配合水準(zhǔn)儀，滿足高程重新測(cè)量的需要;基于公路建設(shè)設(shè)計(jì)工作，控制測(cè)量點(diǎn)相關(guān)坐標(biāo)系要求較高，需要支持?jǐn)?shù)據(jù)中央經(jīng)線的確定，將其有效轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的目標(biāo)坐標(biāo)系上。

4.3 靜態(tài)測(cè)量應(yīng)用

靜態(tài)測(cè)量應(yīng)用的首要工作是在GPS接收機(jī)當(dāng)中下載相應(yīng)的衛(wèi)星星歷文件，以此為依據(jù)，建立GPS衛(wèi)星能見度預(yù)報(bào)表，目的是保證觀測(cè)期選擇的合理性。而后，制定觀測(cè)方案，保證觀測(cè)站工作與通信之間的密切配合，實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。針對(duì)定位方式，需要考察接收機(jī)類型，落實(shí)靜態(tài)定位方法與快速靜態(tài)定位方法。充分考慮定位方法、接收機(jī)的類型以及衛(wèi)星的接收條件，從而界定觀測(cè)周期定位時(shí)間。

4.4 動(dòng)態(tài)測(cè)量應(yīng)用

對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量，需要先在控制點(diǎn)預(yù)留一定時(shí)間，通常為幾分鐘，而后進(jìn)行初始化操作，流動(dòng)站借助預(yù)訂的采樣時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)的目的。針對(duì)這一定位模式，需要一流動(dòng)期間為基礎(chǔ)，連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，秩序初始化任務(wù)。動(dòng)態(tài)定位模式對(duì)公路勘測(cè)階段的諸多工作產(chǎn)生影響，如斷面測(cè)量以及地面測(cè)量等。

4.5 高程測(cè)量應(yīng)用

在高程測(cè)量中，通常需要以WGS-84坐標(biāo)系當(dāng)中的位勢(shì)高度為基礎(chǔ)，依托大地水準(zhǔn)面，實(shí)現(xiàn)高程的測(cè)量目的，但是，會(huì)存在一定的高程異?，F(xiàn)象。因此，為了保證獲取正常高程，GPS技術(shù)得以應(yīng)用，明確相應(yīng)的點(diǎn)的高程，達(dá)到目標(biāo)高程測(cè)量的需要。借助RTK技術(shù)，能夠較為可靠地保證參考點(diǎn)高程的精準(zhǔn)度，使得流動(dòng)站所測(cè)得的高程誤差通常會(huì)小于5 cm，全方位滿足公路建設(shè)中地形測(cè)繪以及中樁測(cè)繪的需要。這一技術(shù)的使用對(duì)于提升公路建設(shè)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益意義重大。

5 結(jié)束語(yǔ)

立足新時(shí)期，公路建設(shè)控制測(cè)量工作備受矚目，測(cè)量方法較多，具有差異化的應(yīng)用范疇。為此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要充分了解測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)與不足，以實(shí)現(xiàn)較好的測(cè)量效果。GPS技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，應(yīng)用廣泛，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確有效，有效提升公路建設(shè)控制測(cè)量效率與質(zhì)量，推動(dòng)公路建設(shè)質(zhì)量的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝勇.GPS技術(shù)在公路平面控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（3）：97-98.