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GPS 技术在道路施工测量中的应用 张国全 青岛地矿岩土工程有限公司 山东 青岛 266071 摘要：随着交通事业的发展，传统的测量方法已不能满足新的要求，GPS测量系统在这 方面充分显示了它的优越性，在道路建设中得到广泛的应用。本文根据实际工程利用GPS布 设了道路施工控制网，讨论GPS技术在道路测量中的应用，分析GPS技术在道路施工中的现状、 优点及其发展趋势，使其应用前景将更加广阔。 关键词： GPS ；道路测量；测量精度；GPS控制网 中图分类号：U41 文献标识码： A 1 引言 全球定位系统(Global Positioning System)是美国从二十世纪70年代开始研制，历时 20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与 定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等特点， 赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、地壳运 动监测、工程变形监测等多种学科。 道路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、供水明渠、输电线路、各种用途的 管道工程等。这些工程的主体一般是在地表，但也有在地下和空中的，如地铁、地下管道、 架空索道和架空输电线路等。道路工程的测量工作，包括道路控制测量、道路地形测绘、道 路定测和施工测量。 GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工程控制网及施工方样等。随 着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，控制点少，用常规 测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立 线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。在几十公里范围内的点位误差只有 2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。 2 GPS控制网布设方案 GPS网的设计包括网形构造、精度、基准等方面的设计，此外，对于外业工作还要考虑 其他因素。无论何种方法布设控制网都要遵循控制测量的原则即分级布网、逐级控制；要有 足够的精度和密度；要有统一的规格。目前的GPS控制测量，基本上都采用相对定位的测量 方法，对于高等级的工程GPS控制网宜采用边连式或网连式。 由于道路工程一般都具有带状特点，因而在道路的勘测设计与施工中，其基础控制和加 密控制一般优先选用导线测量和水准测量方法进行，根据初步方案确定的线路，采用全站仪 等设备施测带状地形图和纵横断面图，然后借助于各级控制点，进行中线测量、边线放样、 计算各个桩位的填挖工作量、线路土石方、路面铺装施工测量、里程桩标定和道路竣工验收 测量。 但是采用常规测量方法方法建立道路工程的基础控制，往往会存在以下问题：(1)规范 对附合或闭合导线长度及结点导线间长度等有严格规定一般对于高等级公路均要求达到一 级导线。这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10km，吉长导线结点间距不能超过附合导 线长度的0.7倍。这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。(2)由于国家 大地点破坏严重，在路线附近往往难以找到合适的控制点，即使搜集到控制点一般很难保证 为同一测量系统，多是国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题， 如果用不兼容的起算点，势必影响测量成果的质量。(3)测量工作在道路勘测设计和施工的 各个阶段都不可缺少，而且同一测站要重复工作五六次，甚至十来次。野外施工周期较长， 劳动强度较大，生产成本居高不下。 利用GPS测量能克服上述所列的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳强度，保证道路工程 的测设质量。 3 数据来源以及预处理 观测时采用4台南方灵锐S86型GPS接收机进行同步观测。在R1、R2、R3、R4架设仪器 进行40分钟的观测。基本作业顺序为：点位对中→安置天线→开机接收信号→储存数据4个 步骤。 图 1.1 道路施工控制网观测记录 时间： 观测 地点 2010 年3 月16 点号 仪器编号 时段