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[摘 要]当前,公路工程测量已经成为了重要的内容,并且受到了相关部门的关注与重视,在新时期积极加快公路工程测量事业的发展成为了社会发展的必然要求。GPS测量技术是时代发展的产物,不仅操作简单,并且自动化程度比较高,可以提高公路工程测量的效率,提高测量的准确度。
[关键词]GPS技术;公路工程;测量
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0286-02
1 GPS技术在公路测量中的应用
1.1 GPS技术在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法规文件,还要有施工设计图纸及测设成果等资料。此外,要根据前期准备的工作科学拟定公路测量的计划,同时相关人员要结合自身的经验对拟定的计划进行全面的探讨以确定是否具备可执行性,经过商讨确定最终的方案并在测量中严格执行。当前,在公路测量中主要使用的是GPS技术,将动态测量与静态测量相结合,以尽可能的获取到最为客观和准确的数据。
1.2 GPS公路测量作业过程分析
在公路建设中尤其是对于公路建设的选线上,以往采用的是先在地图上进行描述进而采用传统的技术将地图进行放大以得出具体的路线,虽然采用该方式从理论上具备可行性,但是工程量巨大而且耗资较大。然而,采用GPS技术就可规避以上不足,采用GPS中动态与静态技术能够获取到各个点的坐标,由此即可得到公路的选址的具体路线,不仅简约了工作量而且测量也更为精确,操作亦更加便捷。同时,对于公路建设中的横、纵断放样工作,主要分为两个环节上的工作:其一,是根据公路的实际情况明确断面的具体形式;其二,将获取到的断面数据输入到既定的电子手薄中,再经过GPS技术即可生成完整的文件,不仅利用存储而且在现场测试更加的方便。不论是横断面的放样工作还是纵断面的放样工作,均是采用同样的方式,如此在一定程度上降低了工作量。对于道路中线的放样工作,传统的技术是先在地图上确定线路,然后再标出中线,工程量较大而且不一定准确。但是采用GPS技术之后以上工作即可得到规避,只需将中桩号的信息输入到既定的电子手薄中,系統即可自行完成后续的工作,得到相应的坐标与点位,而且该数据的误差率较低。因此,GPS在测量中对每个点均是独立测量的,不仅避免了累积误差而且每个点测量的精度更高,对于工程测量的效率更高而且质量更高。同时,对于结构复杂与技术难点较高的公路项目而言,对于项目的建设提出了巨大挑战,采用传统的测量方式已经不符合施工的需求而且也达不到技术要求,对于项目的建设以及后期的维护等存在不利影响。采用GPS技术因为排除了各类外界因素的不利影响,所以能够灵活自如地进行工作,这样不仅降低了工作量而且减少工作的阻力,符合公路项目建设的要求。
2 GPS技术在公路测量中的运用实例分析
2.1 项目概况
该公路工程为二级公路,北边则连接高速公路,设计速度为60~80km/h。该道路先经过平原微丘区,后进入山岭重丘区,项目的建设过程中,收集到了万分之一地形图和主要控制点三个,依据该项目的整体设计要求,拟选择采用GPS技术,实施道路施工前期的控制测量工作。
2.2 准备工作
应用GPS技术进行公路测量,首先应当做好前期准备,以确保GPS公路测量能够顺利开展。例如,对于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,不仅要求严格按照国家相关法规文件执行,还必须符合施工设计图纸、测设成果要求。此外,要根据前期准备的工作科学拟定公路测量的计划,同时相关人员要结合自身的经验对拟定的计划进行全面的探讨以确定是否具备可执行性,经过商讨确定最终的方案并在测量中严格执行。当前,在公路测量中主要使用的是GPS技术,将动态测量与静态测量相结合,以尽可能的获取到最为客观和准确的数据。
2.3 GPS公路测量作业过程分析
2.3.1 公路选线
对于公路工程的选线,以往采用的是首先在地图上进行描述,进而采用传统的技术将地图进行放大以得出具体的路线,虽然采用该方式从理论上具备可行性,但是工程量巨大而且耗资较大。采用GPS技术就可规避以上不足,采用GPS中动态与静态技术能够获取到各个点的坐标,由此即可得到公路的选址的具体路线,不仅减少了工作量而且测量也更为精确,操作亦更加便捷。
2.3.2 横、纵断放样
对于公路建设中的横、纵断放样工作,主要分为两个环节上的工作:①是根据公路的实际情况明确断面的具体形式,并进行横断面方向的测量(见图1);②将获取到的断面数据输入到既定的电子手薄中,再经过GPS技术即可生成完整的文件,不仅利用存储而且在现场测试更加的方便。
2.3.3道路中线放样
对于道路中线的放样工作,采用GPS技术只需将中桩号的信息输入到既定的电子手薄中,系统即可自行完成后续的工作,得到相应的坐标与点位,而且该数据的误差率较低。因此,GPS在测量中对每个点均是独立测量的,不仅避免了累积误差而且每个点测量的精度更高,对于工程测量的效率更高而且质量更高。同时,对于结构复杂与技术难点较高的公路项目而言,对于项目的建设提出了巨大挑战采用GPS技术因为排除了各类外界因素的不利影响,所以能够灵活自如地进行工作,这样不仅降低了工作量而且减少工作的阻力,符合公路项目建设的要求。随着公路质量的要求逐步提高,对测量技术的要求也不断提高,常规的测量手段已经无法满足新的要求,而GPS技术的应用,在一定程度上满足了公路测量的新要求,到目前为止有很多公路工程应用了GPS技术,该技术在公路测量中的应用,具有良好的经济效益和社会效益。
3 RTK技术在公路工程的实际应用和优点以及存在问题 1)GPS RTK的实际应用。在所在项目实地进行测量放样工作中,使用最多的就是RTK模式,在取得直线、曲线及转交表后,根据道路曲线要素,可以很方便的在GPS的pc机手簿内输入曲线要素,GPS手簿实时显示测点坐标、偏差及精度,GPS RTK模式下定位速度快,可快速、便捷的放样出道路平面中、边桩,结合GPS RTK实时测量高程数据可便捷的放样填方坡脚、挖方开挖线。同时在对桥涵构造物进行放样前,结合CAD绘图软件和道路之星、道路测设大师等辅助软件,可以在电脑中对需要放样的桥涵构造物进行绘图,然后将构造物的结构尺寸控制点坐标输入GPS的pc机手簿中,然后进行现场放样,同时能够通过手簿中软件对放样后的构造物尺寸进行校核计算。
2)GPS RTK模式的优势。GPS RTK模式在公路工程实际测量放样中,对复杂地形和低等级公路有很好的适应性,其中GPS RTK模式下对地形要求不高的特点,在所在公路工程项目得到很好的体现。
某二级公路K11-K13公里,处于山大沟深,地形复杂的地理环境下,同时道路主线曲线半径较小,弯道较多,坝式路基填方高度高,深挖路基最大高度达到49m,种种因素导致在2013年使用全站仪进行现场测量放样工作中,工作效率低下,错误率高,有效测量放样时间短,大量的时间浪费在全站仪转站架站工作上,大大影响了工程施工的正常开展;2014年在K11-K13公里處使用GPS进行测量放样后,仅需在导线点上架设GPS基站一次后,两组测量员(每组1至2人)即可使用两台流动站和对应手簿,在GPS电台有效范围内,可方便快捷的进行施工测量放样工作,中途无需再次转站或更换基站位置。相比全站仪,大大提高了测量放样的有效工作时间,也减少了放样误差,提高了准确率,对工程施工进度也带来了正面的影响。
3)GPS RTK模式与全站仪、水准仪的对比。在放样精度方面,通过实地测量放样并结合全站仪、水准仪对GPS RTK放样点进行了校核,复核后发现道路平面放样GPS误差≤1cm,道路高程GPS误差≤2cm,高程误差主要由对中杆杆尖造成,在坚硬地面上与水准仪测量数据复核后误差≤0.5cm。GPS测量放样精度基本优于全站仪和水准仪。平面放样中,GPS RTK测量放样很好的避免了因温度、棱镜常数、人眼后视对中观测的误差等实用全站仪测量时容易发生的误差错误。而在高程测量中,也避免了水准仪在读取塔尺读数时因塔尺倾斜造成的累计误差。
4)GPS RTK模式的不足之处。但是GPS RTK虽然优点很多,但是仍有一些问题是现阶段现场施工测量放样工作中无法避免的,譬如受电磁干扰较大,无法在高压线或移动电话通讯基站附近进行工作,信号强度受天线方向制约等。
4 结语
科学技术的不断发展下,GPS测量技术的出现改变了传统公路工程测量的局限,推动了测量的准确性,还在一定程度上降低了操作人员的工作强度。在新形势下,积极将GPS测量技术应用到公路工程测量之中,将其作用与价值充分发挥出来,真正推动我国公路工程测量的发展与进步。
参考文献
[1] 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,2010,01:19+21.
[2] 孟杰.GPS技术在公路工程测量中的应用研究[J].中国科技信息,2014,Z2:69-70.
[3] 卢海涛.GPS技术在公路工程测量中的应用分析[J].黑龙江交通科技,2013,02:74.
[关键词]GPS技术;公路工程;测量
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0286-02
1 GPS技术在公路测量中的应用
1.1 GPS技术在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法规文件,还要有施工设计图纸及测设成果等资料。此外,要根据前期准备的工作科学拟定公路测量的计划,同时相关人员要结合自身的经验对拟定的计划进行全面的探讨以确定是否具备可执行性,经过商讨确定最终的方案并在测量中严格执行。当前,在公路测量中主要使用的是GPS技术,将动态测量与静态测量相结合,以尽可能的获取到最为客观和准确的数据。
1.2 GPS公路测量作业过程分析
在公路建设中尤其是对于公路建设的选线上,以往采用的是先在地图上进行描述进而采用传统的技术将地图进行放大以得出具体的路线,虽然采用该方式从理论上具备可行性,但是工程量巨大而且耗资较大。然而,采用GPS技术就可规避以上不足,采用GPS中动态与静态技术能够获取到各个点的坐标,由此即可得到公路的选址的具体路线,不仅简约了工作量而且测量也更为精确,操作亦更加便捷。同时,对于公路建设中的横、纵断放样工作,主要分为两个环节上的工作:其一,是根据公路的实际情况明确断面的具体形式;其二,将获取到的断面数据输入到既定的电子手薄中,再经过GPS技术即可生成完整的文件,不仅利用存储而且在现场测试更加的方便。不论是横断面的放样工作还是纵断面的放样工作,均是采用同样的方式,如此在一定程度上降低了工作量。对于道路中线的放样工作,传统的技术是先在地图上确定线路,然后再标出中线,工程量较大而且不一定准确。但是采用GPS技术之后以上工作即可得到规避,只需将中桩号的信息输入到既定的电子手薄中,系統即可自行完成后续的工作,得到相应的坐标与点位,而且该数据的误差率较低。因此,GPS在测量中对每个点均是独立测量的,不仅避免了累积误差而且每个点测量的精度更高,对于工程测量的效率更高而且质量更高。同时,对于结构复杂与技术难点较高的公路项目而言,对于项目的建设提出了巨大挑战,采用传统的测量方式已经不符合施工的需求而且也达不到技术要求,对于项目的建设以及后期的维护等存在不利影响。采用GPS技术因为排除了各类外界因素的不利影响,所以能够灵活自如地进行工作,这样不仅降低了工作量而且减少工作的阻力,符合公路项目建设的要求。
2 GPS技术在公路测量中的运用实例分析
2.1 项目概况
该公路工程为二级公路,北边则连接高速公路,设计速度为60~80km/h。该道路先经过平原微丘区,后进入山岭重丘区,项目的建设过程中,收集到了万分之一地形图和主要控制点三个,依据该项目的整体设计要求,拟选择采用GPS技术,实施道路施工前期的控制测量工作。
2.2 准备工作
应用GPS技术进行公路测量,首先应当做好前期准备,以确保GPS公路测量能够顺利开展。例如,对于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,不仅要求严格按照国家相关法规文件执行,还必须符合施工设计图纸、测设成果要求。此外,要根据前期准备的工作科学拟定公路测量的计划,同时相关人员要结合自身的经验对拟定的计划进行全面的探讨以确定是否具备可执行性,经过商讨确定最终的方案并在测量中严格执行。当前,在公路测量中主要使用的是GPS技术,将动态测量与静态测量相结合,以尽可能的获取到最为客观和准确的数据。
2.3 GPS公路测量作业过程分析
2.3.1 公路选线
对于公路工程的选线,以往采用的是首先在地图上进行描述,进而采用传统的技术将地图进行放大以得出具体的路线,虽然采用该方式从理论上具备可行性,但是工程量巨大而且耗资较大。采用GPS技术就可规避以上不足,采用GPS中动态与静态技术能够获取到各个点的坐标,由此即可得到公路的选址的具体路线,不仅减少了工作量而且测量也更为精确,操作亦更加便捷。
2.3.2 横、纵断放样
对于公路建设中的横、纵断放样工作,主要分为两个环节上的工作:①是根据公路的实际情况明确断面的具体形式,并进行横断面方向的测量(见图1);②将获取到的断面数据输入到既定的电子手薄中,再经过GPS技术即可生成完整的文件,不仅利用存储而且在现场测试更加的方便。
2.3.3道路中线放样
对于道路中线的放样工作,采用GPS技术只需将中桩号的信息输入到既定的电子手薄中,系统即可自行完成后续的工作,得到相应的坐标与点位,而且该数据的误差率较低。因此,GPS在测量中对每个点均是独立测量的,不仅避免了累积误差而且每个点测量的精度更高,对于工程测量的效率更高而且质量更高。同时,对于结构复杂与技术难点较高的公路项目而言,对于项目的建设提出了巨大挑战采用GPS技术因为排除了各类外界因素的不利影响,所以能够灵活自如地进行工作,这样不仅降低了工作量而且减少工作的阻力,符合公路项目建设的要求。随着公路质量的要求逐步提高,对测量技术的要求也不断提高,常规的测量手段已经无法满足新的要求,而GPS技术的应用,在一定程度上满足了公路测量的新要求,到目前为止有很多公路工程应用了GPS技术,该技术在公路测量中的应用,具有良好的经济效益和社会效益。
3 RTK技术在公路工程的实际应用和优点以及存在问题 1)GPS RTK的实际应用。在所在项目实地进行测量放样工作中,使用最多的就是RTK模式,在取得直线、曲线及转交表后,根据道路曲线要素,可以很方便的在GPS的pc机手簿内输入曲线要素,GPS手簿实时显示测点坐标、偏差及精度,GPS RTK模式下定位速度快,可快速、便捷的放样出道路平面中、边桩,结合GPS RTK实时测量高程数据可便捷的放样填方坡脚、挖方开挖线。同时在对桥涵构造物进行放样前,结合CAD绘图软件和道路之星、道路测设大师等辅助软件,可以在电脑中对需要放样的桥涵构造物进行绘图,然后将构造物的结构尺寸控制点坐标输入GPS的pc机手簿中,然后进行现场放样,同时能够通过手簿中软件对放样后的构造物尺寸进行校核计算。
2)GPS RTK模式的优势。GPS RTK模式在公路工程实际测量放样中,对复杂地形和低等级公路有很好的适应性,其中GPS RTK模式下对地形要求不高的特点,在所在公路工程项目得到很好的体现。
某二级公路K11-K13公里,处于山大沟深,地形复杂的地理环境下,同时道路主线曲线半径较小,弯道较多,坝式路基填方高度高,深挖路基最大高度达到49m,种种因素导致在2013年使用全站仪进行现场测量放样工作中,工作效率低下,错误率高,有效测量放样时间短,大量的时间浪费在全站仪转站架站工作上,大大影响了工程施工的正常开展;2014年在K11-K13公里處使用GPS进行测量放样后,仅需在导线点上架设GPS基站一次后,两组测量员(每组1至2人)即可使用两台流动站和对应手簿,在GPS电台有效范围内,可方便快捷的进行施工测量放样工作,中途无需再次转站或更换基站位置。相比全站仪,大大提高了测量放样的有效工作时间,也减少了放样误差,提高了准确率,对工程施工进度也带来了正面的影响。
3)GPS RTK模式与全站仪、水准仪的对比。在放样精度方面,通过实地测量放样并结合全站仪、水准仪对GPS RTK放样点进行了校核,复核后发现道路平面放样GPS误差≤1cm,道路高程GPS误差≤2cm,高程误差主要由对中杆杆尖造成,在坚硬地面上与水准仪测量数据复核后误差≤0.5cm。GPS测量放样精度基本优于全站仪和水准仪。平面放样中,GPS RTK测量放样很好的避免了因温度、棱镜常数、人眼后视对中观测的误差等实用全站仪测量时容易发生的误差错误。而在高程测量中,也避免了水准仪在读取塔尺读数时因塔尺倾斜造成的累计误差。
4)GPS RTK模式的不足之处。但是GPS RTK虽然优点很多,但是仍有一些问题是现阶段现场施工测量放样工作中无法避免的,譬如受电磁干扰较大,无法在高压线或移动电话通讯基站附近进行工作,信号强度受天线方向制约等。
4 结语
科学技术的不断发展下,GPS测量技术的出现改变了传统公路工程测量的局限,推动了测量的准确性,还在一定程度上降低了操作人员的工作强度。在新形势下,积极将GPS测量技术应用到公路工程测量之中,将其作用与价值充分发挥出来,真正推动我国公路工程测量的发展与进步。
参考文献
[1] 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,2010,01:19+21.
[2] 孟杰.GPS技术在公路工程测量中的应用研究[J].中国科技信息,2014,Z2:69-70.
[3] 卢海涛.GPS技术在公路工程测量中的应用分析[J].黑龙江交通科技,2013,02:74.