GPS技术在公路工程测量中的应用分析

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  【摘 要】 公路工程建设是一个复杂的施工过程,对测量、施工等要求都比较高。在现代化的公路工程建设中对公路测量的方法做出更多的要求,对于测量更急需精度高、速度快、成本低且布设较灵活的测量方法。而GPS技术的出现恰好满足了这一要求,并得到广泛的应用,GPS技术应用到公路测量中具有很好的发展前景。本文主要对GPS技术在公路工程测量中的应用进行了简要分析。
  【关键词】 公路测量;GPS技术;应用
  引言:
  从GPS的角度来说,完全符合公路工程控制测量的要求。首先,GPS具有广泛性,它的测量范围非常广泛,通过卫星定位,不仅能够获得高清图像,而且可以得到较多的地理数据、资料,为控制测量提供数据上的支持;其次,应用GPS,可以加强控制测量的管理工作,形成一个强大的安全保障体系,实现全面提升。未来的控制测量工作会进一步细化,并且会在很多方面产生决定性作用,所以在现阶段熟练的应用GPS,发挥其功能,是非常有必要的。
  一、GPS技术简介
  1、概念
  GPS(Global Positioning System)即全球定位系统的简称,最早出现是在20世纪70年代,由美国军方研发。GPS系统本身具有全球性(不受区域限制)、全天候(不受气候影响)以及连续性(实时性)几个主要特点,在坐标定位应用上有极大的优势。在该系统被设计和研制出来20多年后,我国才开始引用,并逐渐运用在我国各大坐标测量和定位工作当中。当前,GPS技术已经越来越成熟和完善,逐渐被运用在社会建设的多种不同领域,其中就包括问题提到的公路工程测量工作。实践证明,GPS技术在公路工程测量中应用能够很好的解决公路工程过去测量工作中很多难以解决的问题,促进了我国公路工程测量工作的发展。
  2、组成结构
  GPS系统的组成结构主要有三个部分,即空间卫星系统,主要是负责信息的采集和发出工作。地面监控系统,主要是负责接受和处理空间卫星系统发回来的信息,并同时对空间卫星进行管理和控制,根据实际需求对卫星发布制定,完成调控工作。用户接受系统,该系统是最终结构,是对卫星发出信号的验证和定位。
  3、GPS测量技术的特点
  GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、操作方便、全天候作业、作业效率高等特點,在测量领域采用GPS测量技术,具有许多的优点,首先在测量站间不需要考虑通视条件。由于在测量领域中测站间通视条件是首要考虑的问题,但采用GPS测量技术则比较方便,只要GPS系统能够接收卫星信号,就能获得理想的测量结果。GPS测量技术能够观测任何环境,无需考虑时间、天气等因素,可以连续开展工作,保持全天候作业,同时还能提供三维坐标。在开展平面测站作业时,能够确定测量目标的地面高程。GPS测量技术能够获得较高的定位精度,GPS测量精度与红外仪一样,但在测量距离较远时,仍能保证GPS测量结果的高精度,GPS测量技术观测时间短、操作方便的优点,利用GPS建立控制网时,每一测站点观测时间为半小时至四十分钟内,而采用GPS快速静态定位法,观测时间将大幅缩短,最快观测时间为两秒。由于GPS测量技术本身具有较高的自动化操作功能,能够自动、连续性接收卫星信号,随着科技水平的提高,GPS接收机自动化水平更高,设备越来越小,功能越来越强大,使用方便,操作简单,在开展外业测量工作时,测量人员只需要将GPS接收机天线对中、整平,开启设备电源开关,就能获得大量的观测数据,能够对这些数据进行分析、处理,计算出测量目标的三维坐标,为后续的测量工作打下基础。
  二、GPS技术在公路测量中的综合应用
  1、传统测量方法分析
  对于传统的导线形式,也要对导线的长度等有一定的规范要求,若是高等级的公路建设要求会更高,要达到一级导线的要求。但在实际的操作中不易实现,便会出现超规范作业的现象,导致测量不准确。还有一些外部原因的形成,导致测量质量受到影响。如路线测量控制常被破坏,地面通视困难等因素,使得测量的质量不能得到保证。
  2、GPS技术应用到公路测量中的准备工作
  在公路测量中应用GPS技术,首先要做好前期的准备工作,以保证GPS公路测量的顺利实施。如对公路工程相关资料的收集、整理工作,资料越详细、越全面越好,不仅要有国家的有关的法规文件,还要有施工设计图纸及测设成果等资料。然后,对公路测量工作的计划进行拟定,工作人员要对公路工程的设计方案进行深入分析、讨论。最后选择适合的作业方案开展GPS测量工作。在现阶段的公路测量中主要采用GPS静态测量方法,同时动态测量技术配合使用。
  3、GPS公路测量作业过程分析
  首先,在公路建设中对于一些高等级的公路选线,大多是在大比例的地形图上进行,而采用传统的方法绘制大比例地形图,需要花费很多时间和精力,无形的加大了工作量。但是GPS技术的应用可以在测量工作中选择动态测量法,有效的克服这一问题,GPS动态测量只需要获取各个碎部点的坐标以及将其属性信息输入即可,这种方法速度快,操作便捷,具有很高的实用性。
  其次,关于道路的横、纵断放样工作。在横断放样时,首先要明确横断面的形式,然后在电子手薄中输入设计的数据,系统会生成一个施工测设放样点文件,进行存储,便于在现场放样测设。同样,在纵断放样时,也是采用和横断放样同样的做法,将放样数据存入到电子手薄中,生成文件,便于现场放样测设,这样做在一定程度上减少了外业工作。
  再次,关于道路中线放样。在大比例地形图上定线后,需要把公路中线标定出来。而采用GPS测量技术,便可以减少工作量,由于GPS测量时只要将中桩桩号输入到电子手薄中,就可以自动将放样点的坐标和点位。在GPS测量中,关于每个点的测量都是单独进行的,所以不会存在累计误差,促使各点的放样精度比较一致。GPS技术在公路桥梁中的应用,也使道路放样工作变得更加便捷,提高公路测量工作的效率。
  第四,公路横断面的测量与公路中线测量一致,均是公路工程建设必须要完成的测量内容。通常情况下,公路工程横断面测量是在公路中线测量结束后开始,测量结果是作为公路路基填挖方量计算的重要依据。由于,若用传统的测量仪器整个公路工程的所有桩号进行横断面测量,不但需要投入大量的人力物力,且测量难度也非常大,很多情况下均是无法准确得到所需数据。而使用GPS技术则能够一次性对所有桩号进行测量,并通过计算机屏幕对横断面线进行拉长和移动,简单、方便且快捷。
  最后,关于桥梁结构物的放样。公路工程建设是一个复杂的工程,有些公路建设比较有难度。如在河流上修建大跨径桥梁,这个就是一个相对有难度的工程,采用常规的方法进行定位非常困难。但是GPS技术却能有效的降低作业难度,因为GPS测量不受外界的干扰,操作比较简便,在时间上也比较节省,且能够保证精度,能够与桥梁控制网的要求相符。
  三、结束语
  公路工程建设技术以及施工工艺越来越先进,建设地点周围的地理环境又极为复杂,传统经典的测量手段己经很难满足公路工程建设的需要GPS技术的迅速发展,为公路工程控制测量提供了先进高效的测量手段。将GPS相对定位技术应用于公路工程的控制测量中,不仅极大的推动了GPS技术本身的发展,而且对公路的控制测量也具有极大的意义。
  参考文献:
  [1]刘新强.GPS系统在公路工程控制测量中的应用[J].黑龙江交通科技,2012.
  [2]王建民.GPS技术在公路工程测量项目中的应用研究[J].科技资讯,2010.
  [3]姜丽,杨为.GPS技术在高速公路改扩建的应用[J].中国勘察设计,2010.
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