论述道路工程中运用的GPS技术

马美芳 / 沈阳嘉隆市政工程有限公司

论述道路工程中运用的GPS技术

马美芳 / 沈阳嘉隆市政工程有限公司

随着科技的发展与进步，GPS技术已被广泛应用在每一个领域，特别是在道路工程中，GPS技术发挥了重要的作用。本文先分析了GPS技术的应用原理和特点，并对GPS技术在道路工程中的应用进行了详细的阐述。

GPS技术；道路；应用

前言

在道路工程测量GPS技术能够提供准确的点、线、面三维坐标。而且在使用过程中还具有自动化、高效益等优点能够有效提高道路工程测量工作效率。随着我国经济的发展，道路工程测量工作也逐渐成熟，而利用GPS技术能有效扩宽道路工程测量工作的发展深度，从而促进我国道路工程测量事业的快速发展。

一、GPS技术概述

在应用过程中，GPS的接收装置能够通过测量无线电的传输时间，确定传输距离从而确定位置。一般应用于全球卫星定位系统的GPS包括两个形式：①全球化的高精度GPS网，主要是应用科研。②PIK定位和差分GPS定位，能够应用于地理测绘。其中PIK定位是一种利用载波相位观测的实时动态定位技术，能够有效提高定位的精确性。而差分GPS定位是一种通过基准站进行分转、修改、定位的定位方式。比如采集环境天气数据、实时观察仪器的工作状态并根据需要进行开关的闭合。至于其它复杂的卫星追踪、记录等工作测量设备就能够完成。最重要的是GPS接收机体积小、方便携带，即便在野外进行测量工作，也只需要简单按下仪器开关就能完成。③定位精度高。据有关数据表明，在50km的基线内，GPS的定位精度能够达到百万分之一。在100km和500km之间，其精确度是百万分之零点零几。④GPS卫星数量较多，分布也比较均匀。这样在保证覆盖率的基础上就能够保证在全球任何地方都可以进行观测工作。

二、GPS技术在道路工程中的应用

随着我国道路工程测量工作的完善，以GPS技术为依据的高精度、高效率道路测量工作也逐渐取代了传统的测角、测高程等为主体的测量定位技术。

（一）在道路测绘控制网中的应用

测绘控制网是道路工程的基础工作，其准确性直接影响到了道路工程测量工作质量。通常在测绘控制网中，精度要求较高的称为一级控制网。而这些一级控制网是作为测绘参照点存在的。为此，必须保证测绘控制网中高精度网控制坐标的精确性。较为常用的道路工程测绘工作方法是采用边角法。这种方法主要就是用测绘仪器控制导线，并进一步确定其它坐标位置，从而完成测绘控制网的构建。但是这种测绘方法的确定在于只能进行小范围的测绘工作。如果将其用于大范围的测绘工作，有可能会导致测绘精度偏差。但是利用GPS技术则能有效弥补这一不足，将测绘工作的精度提高到毫米范围。比较常用的GPS测量技术是载波相位静态差分技术。差分GPS定位是一种通过基准站进行分转、修改、定位的定位方式。其应用原理是采用载波的相位测量局域差分法、接收机和卫星观测历元之间求二次差两种差分计算出基线长度。而实时动态（RTK）定位技术也是其中一种载波相位差分技术，能够实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。与其它定位技术相比，PTK技术的精度更高、自动化程度也更高、数据处理简便、易操作等优点。比如勘测阶段的中桩测量等工作中。据有关数据表明，PTK技术的测量精度可达到10～30mm，这是其它测量技术无法达到的。最重要的是将PTK技术应用在公路测量中能够有效缩短工作周期。比如若用其进行地形测量，每小组每天完成0.8～1.5（km）3的地形测绘。由此可见，利用GPS技术开展道路工程定位工作是非常有必要的，既能保证高效率的测绘工作，也能提供更加准确的数据，从而为道路工程的施工打下良好的基础。

（二）变形监测

道路工程的施工环境复杂、可变因素较多。这不仅增加了道路工程的测绘工作难度，更是加剧了道路工程的变形监测难度，对于后续的道路施工极为不利。而利用GPS技术进行道路工程测绘则能有效降低变形监测难度，提高监测结果的准确性。比如果将GPS技术应用在大型建筑工程建设中。那么在建筑工程内外部都可以安装GPS接收端。这样就可以对大型建筑工程内外部进行实时监测。即便是发生变形，工作人员也能够第一时间掌握变形情况，从而及时处理。同样，将GPS技术应用在道路变形监测中，也能够确保在及时接收到工程变形状况，方便工作人员及时应对，最终保证工程质量。在长期的使用过程中难免会发生各种结构损伤老化，原因可能是使用维护不当、车祸事故、交通量高于预测流量等人为因素，也可能是环境腐蚀、地震、风暴等自然灾害，这些因素均导致了承载能力和耐久性的降低，甚至影响到运营的安全。目前越来越多的基于GPS技术变形监测系统逐渐受到人们的重视。如用于某大桥的GPS自动化变形监测系统包括监测单元、数据传输和控制单元、数据处理分析及管理单元，可以实时显示大桥在各种工作环境下及结构载荷下特征点及整桥的实时变情况，对大桥结构的健康状况、结构安全进行评估，全面获取运营状况的信息，用来评估结构的安全性、耐久性和使用性。该系统采用的GPS接收机为Trimble5700，GPS天线为Trim－bleZephyr大地测量型天线，接收机和天线安装时既要考虑避免遮挡，又要防止雷击。每个GPS天线接收到的射频信号通过一根最长为170m的同轴电缆送给GPS接收机。其中Trimble5700双频大地测量型GPS接收机共有三个输入输出端口，其中串口既能外接电源供电，又能输出最高更新率为10Hz的RT17格式的原始数据，其中包括C/ A码和L1、L2的载波相位。串口服务器收到端口输出的数据后，再通过RJ45口接入机柜中的交换机。总的来说，应用GPS技术进行道路工程的变形监测是非常有效的。

三、GPS技术在道路工程测量中的发展前景

随着我国经济的发展，道路工程的建设规模也在逐渐扩大。但是市场经济的发展必然会给道路测量工程增加难度。而且近年来高质量、高等级、结构复杂的道路工程越来越多。在科学技术发展的背景下，只有不断利用新技术提高道路工作的测量质量才能真正促进我国交通行业的发展。而GPS技术的产生和发展正为道路工程的测绘工作提供了可能。目前，GPS技术已经被广泛应用在道路工程测绘工作中，而且其精度高、适应性强的特点也极大地改变了道路桥工程测绘工作方式。尤其是对于一些地形复杂、环境恶劣的道路工程来说，应用GPS技术会更加方便、快捷。而且GPS技术不仅能进行全天候的精密定位能力，还具有很强的抗干扰性，能够保证道路工程测绘质量。在数字化、自动化等技术逐渐发展的背景下，GPS测绘工作会更加数字化，既能够进行数据采集、图形处理，也能够建立专业的地理信息数据库，为专业工作人员提供必要的数据依据。

四、结语

综上所述，应用GPS技术开展道路工程测量工作是非常有必要的。它不仅能够保证测量结果的准确性，还能有效规避其它因素的影响，确保道路工程测量工作质量，从而为道路工程建设提供科学的数据参考，最终提高道路工程的施工质量，促进我国交通行业的发展。

[1]陈振伟.GPS技术在道路工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016，07：271.

[2]訾栓紧.GPS-RTK技术在道路工程测量中的应用[J].江西建材，2015，09：200.