GPS在公路工程的应用

陈其中 杨红丽

摘要：随着我国城市化建设水平要求的不断提升，公路工程建设质量的管制及要求也愈加严格。GPS定位技术在公路工程中的应用提高了公路工程施工的质量和效率。本文将就GPS定位技术的特点及GPS定位技术在公路工程中的具体应用做详细具体的论述。

关键词：GPS技术；公路工程；特点；应用

20世纪50年代，GPS定位技术被美国人研发并使用。随着信息网络技术的不断发展，GPS定位技术被赋予了新的功能和应用。测绘定位技术的不断完善使得GPS被广泛的应用于公路工程的建设中。如公路测设、公路测量、公路控制测量、桥梁形变、隧道形变监测等。

1 GPS 定位技术的特点

GPS是英文Global Positioning System的缩写，意译为中文简称全球定位系统。其最早有美国专家所研制，被应用于战地情报监测等领域。现如今，大多数国家开始对GPS定位技术进行深入的研究，并取得了显著的效果。GPS技术当前被广泛的应用与生产生活的各个环节。如汽车导航、公路工程工作等。GPS技术之所以被广泛的应用和研究，主要因其自身的四大优点。

（1）精准度高。GPS技术相较于传统的观测技术来说，其精准度是无法比拟和超越的。倘若在观测1000km开外的路段基线上，其精准度可以达到0.01ppm，这一超高精准度目前无任何观测技术可以达到。在工程密度定位中，所产生的误差值小之又小。

（2）观测时间短是GPS的一大特点。传统观测技术的观测时间平均维持在一个小时以上，而使用GPS技术仅需二十分钟甚至更短的时间。GPS根据定位测量特性的不同，如快速静态相对定位测量、动态相对定位测量等，加之测量距离的远近，其测量时间也有所不同。

（3）操作简便。因软硬件技术的不断升级，GPS接收器的性能被不断的加強和完善，其自动化程度愈来愈高。因内部存储设备的精简，接收机的体积较之以往轻便小巧许多，这对于测量工作者来说，极大的减轻了其体力的消耗和透支，降低了观测的难度和强度。

（4）不受环境因素影响。GPS在工程观测的过程中，其不受气候因素的影响，无论刮风下雨、酷暑严寒，其依然可以照常工作。并且其工作不受时间、地点的影响，在任何场合任何时候都可照常连续的工作。这一技术特点为工程观测带了了便捷，提高了工程观测工作的质量和效率。

2 GPS定位技术在公路工程中的具体应用

2.1 GPS 定位技术在公路测设和公路测量中的应用

公路测量是指使用简单的测量工具对公路的路长、路宽、地基高度等进行测量的一个过程。公路测设与公路测量的概念大相径庭，公路测设首先需对公路的基本属性进行测量，而后根据测量结果对公路的附属属性进行设置和调整。公路勘察不包括在公路测设过程中。公路测设测量的数值精准度较之公路控制测量来说要降低许多，但其需要在规定的时间范围内达成测设测量的目标，这也就意味着公路测试测量的实时性较强。近几年，随着信息科技水平的不断提升，GPS定位技术的发展愈渐成熟。现阶段，在国外众多公路工程建设的过程中，建筑企业已经开始采用GPS定位技术辅助公路测设测量工作的完成。国外在GPS定位技术用于公路工程建设上取得了显著的成果。目前，我国使用GPS定位技术进行公路测量的方式方法并未得到广泛的推广和应用，GPS用于公路测设测量的技术还处于初级阶段。RTK是一项传统的用于公路测设测量的定位技术，公路测量的技术人员通常会采用常规全站仪与RTK技术相结合的方法，二者技术的有效结合，使得GPS技术的无通式功能得以充分发挥，加之常规全站仪轻便灵巧的特点，二者技术的有机结合为公路测设测量的各个环节提供了便捷高效的测量方法和技能，满足了公路测设测量工作对技术的需求，提高了公路测设测量人员的工作效率，极大的改善了公路观测的质量，随之形成了一套行之有效的公路观测系统。

2.2 GPS 定位技术在公路控制测量中的应用

公路控制测量是公路路线设计人员进行基础路线设计的前提和基础。较之公路测设测量来说，其对公路测量数值的精准度要求较高。近几年，随着我国城市建设水平的不断提升和城市建设步伐的日渐加快，道路建设的形式、规模较之以往发生了较大的改变，高等级道路愈发成为一二线城市公路修建过程中的主要工程。传统路线勘测工具的路线测量的数值精度较低，而高等级道路的修建对路线勘测的质量和精准度要求较高。由此可以看出，高等级道路的修建意味着传统路线勘测技术已不再适应其修建需求。而GPS定位技术恰好能够满足高等级公路控制测量的高精度需求。

早在上世纪九十年代中期，我国公路建设部门就已经展开了把GPS定位技术应用于公路控制测量过程中的研究。GPS定位技术的应用较为广泛，其不仅仅局限于公路控制测量过程中的使用。其同样适用于大型桥梁建造和隧道修建中。因GPS定位技术无需通视的特性，建筑的总体结构能够通过图形清晰完整的展现出来。此外，在建筑的常规控制测量中，无检核的支点的测量较为复杂，其工作难度较大。而GPS技术的运用极大的降低了测量难度，为其测量提供了便捷。静态相对定位技术是工作人员在公路控制测量中所普遍采用的一项技术。

因其具备精准度高的特点，其通常被用于精准度要求较高的空地测量和形变监测等领域。

2.3 GPS 定位技术在桥梁形变、隧道形变监测中的应用

GPS定位技术较之传统的监测测量工具来说，其最大的优势便是其较高的精准度。这一特性使其被广泛的应用与桥梁形变和隧道形变的监测中。加拿大的一所综合研究性大学曾使用一台捷联式惯性系统和两台GPS接收器外加一台微型计算机组建起一个动态定位系统。该系统被广泛的应用于公共道路的路形测量，为公路养护工作的开展提供了便捷有效的工具。我国继加拿大之后开始了将GPS定位技术应用于桥梁变形、隧道变形监测的研究。美国一所著名大学的研究实验室使用GPS定位技术建立了一项用于桥梁监测的系统，为美国联邦道路管理局的道路变形监测工作的高效开展提供了有力的技术保障。目前，这一建立在GPS定位技术基础上的桥梁观测系统已经成功的应用于美国两架大型公路桥梁的观测。

现阶段，我国在GPS定位技术应用于公共工程领域中的研究尚不成熟，仍需研究人员的不断努力和进取，从而为公路工程建设提供坚实良好的技术保障。

参考文献：

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