高速公路路面工程测量GNSS技术应用

马原

摘要：结合实际，以GNSS技术为研究对象，在分析GNSS技术应用机理的同时，对该技术在高速公路路面工程测量中的实践要点进行深入研究，希望阐述后，可以给此类工程提供一点参考。

关键词：高速公路;路面工程;测量;GNSS技术;应用

高速公路项目的路面测量工作来说，测量技术极易受到自然方面因素的影响，导致整个测绘工作的质量无法满足要求，数据精确度较差，不能达到公路的施工要求。GNSS 技术应用到当前的高速公路测量工作，可以大大提升测量工作的效率和质量，推动整个工程领域的发展，也能够给测量行业的发展提供新的动力。本文主要分析当前的GNSS 技术主要特点，了解该技术在高速公路路面测量中的应用，希望可以更好的促进高速公路事业的发展和进步。

一、 GNSS 技术简介

GNSS 是全球导航卫星系统的简称，主要是利用導航卫星来发射信号，接收机可以直接获取卫生信号，可以进行定位确定，为公路项目的施工提供有利的基础。对于使用者来说，只要是应用接收机就可以进行施工，静态控制测量工作的进行需要使用3台接收机同时工作，数量越多其工作越方便。该技术在应用中，具备如下特点：

（1）测量的精度高。利用GNSS 技术可以形成完善的测量控制网络，可以独立进行基线矢量与站点同步测量卫星，可以更好的实现网平差，在应用中并不会直接受到传算数据的影响。如果设置中并未形成固定的自由网，可以更好的消除传算误差的影响，使得测量数据的精确度达到使用标准的要求。

（2）观测时间短。测量站的时间需要通过GNSS 技术来控制，此时可以确定测量的时间在30min以上。

（3）操作简单方便。随着技术的高速发展，GNSS 技术中所应用的接收机体积在逐步的缩小，操作也更加的方便快捷，技术水平较高，所以对于操作人员的素质要求更高。在具体的测量过程中，只需要通过天线就能够完成各项工作，然后进行整平处理，并且要确定天线高度尺寸，最后要开启仪器来进行自动检测，并且完成各项数据的有效分析和处理，从而可以准确的获取各个位置的三维坐标参数，以保证测量工作的精确度合格[1]。

（4）测量站之间无须通视。GNSS 技术的主要优势就是保证在各个测量点不通视的情况下就能够完成测量，可以更好的确定各个通视点，为了能够提升信号接收的质量，最好是将测量站点布置在视野开阔的地区中，以保证数据精确度合格。

（5）全天候作业。GNSS 技术的应用不会受到时间的影响，夜晚也能够进行数据的观测，可以大大提升施工速度和效率。

（6）提供三维坐标。GNSS 技术测量环节进行数据转换，可以更好的确定各个测点平面坐标，然后确定高程数据。

（7）用 GNSS 技术的应用并不会存在任何累积误差问题。

二、GNSS 导航系统的基本原理

GNSS导航系统中的定位主要工作原理就是利用卫星来进行信号发射，接收机可以获取该信号，利用发射与接收的时间差可以推算出间隔距离，对于卫星来说，其距离主要指的是球面位置上，两颗卫星能够确定一个点位为椭圆的位置，3颗卫星就能够明确两点之间的距离，4颗卫星可以确定具体位置。

三、 GNSS 在高速公路路面测量工作中的实际应用情况

在高速公路路面测量工程开展的过程中，想要且的将GNSS技术的实践水平发挥出来，就需要按照具体工程的项目特点，针对性的对施工过程的质量进行把握。

1.高速公路路面加密控制点

某公路施工项目，路基施工单位在实施中将部分设计确定的控制点破坏，也没有重视相应的保留点，此外，该标段中分布着比较多的项目，有主线桥梁616m、枢纽立交桥2560m、隧道长度4747m，为了能够全面的提升安装施工速度，保证项目可以顺利的进行，确保平面控制网的精确度达到要求，应该根据需要进行加密控制点，利用GNSS来实现系统数据的采集，采集数据进行控制网平差之后可以保证控制网精确度达到要求。与传统的测量工程来说，GNSS测量技术可以通过加密控制点的方式以保证数据精确度和质量达标[2]。

用GNSS平面控制网来实施外业测量工作后，获取的数据利用静态软件进行数据计算，基线应该按照规定部分来解算，确保各个部分解算都达到规定要求，以满足测量工作需要。

2.路面放线

路面中线放线是整个测量施工环节的关键性工作，GNSS实施动态测量的效果更好，可以大大提升测量数据的精确度。设计工作人员首先要在地形图上标注出定线，然后就能够在工程的中线地面上进行明确标注。然后就能够使用GNSS实时动态测量技术，可以在其电子手簿上进行相应项目的记录，确保其纵平曲线合格，以保证工程各个点都达到精确度要求。

按照设计图纸中的所规定的要求来进行坐标系统和中央子午线的标注，系统可以准确的进行定位。在该环节中，任何一个点都是独立存在的，所以所形成的各个数据都能够代表其中一个点的坐标参数，这样可以更好的保证各个点的数据精确度符合标准的要求。

高速公路项目的路面设计中，包含有直线与曲线两个重要部分，GNSS手簿内的道路设计软件中所将平纵曲线部分可以进行放样测量，然后可以开始后续的操作。这种方式与传统的放样操作对比可以发现，其工作效率比较高且控制效果更好。因此，在曲线部分的定位测量环节，工作人员应该通过手持移动站来进行放样点的加密定位测量。这种测量方式可以获取更加准确的测量数据，可以利用多种计算方式以确定最为合理的测量数据。GNSS实时动态测量技术进行放样操作，可以达到更好的效果，确保数据精确度合格，还能够优化检测操作，保证工作效率和质量达到要求[3]。

3. 路面横纵断放样

在公路项目进行横纵断面部分放样施工的过程中，通过使用GNSS手簿中所自带的路线设计软件，可以将断面的各项数据全部输入到设计软件中，然后就能够在软件中形成各个结构部分的三维模型，达到三维建模的要求，然后就能够将各个放样点位都能够直接在操作手簿中显示出来，可以更好的提升测量数据的精确度与准确性，为后续工作的顺利实施提供良好的基础条件。

4. 常规测量方法的问题

（1）需要大量的测量工作人员才能完成该项工作。

（2）常规测量方式主要设备是全站仪，通过将相邻测量点实现通视，这就导致选点工作的进行有着比较高的难度，也会影响测量数据的精确度。

（3）长大隧道及特大桥施工项目中的控制网精度与路线网低精度的情况衔接起来，虽然通过优化措施可以更好的消除平差的问題，但是因为地形设计中存在更高的难度，其联结测量工作难度高、工作量大，并且操作不是非常方便。在具体工作环节，构造物进行控制测量与路线控制测量存在着不统一的情况，整个测量工作难以有序的进行。

通过使用GNSS来进行测量可以更好的消除以上的缺陷和问题，可以大大提升测量工作的效率，降低工作强度，确保公路项目的建设施工质量得到保障[4-5]。

四、高速公路路面测量中 GNSS 技术的应用前景

随着我国经济与社会的高速发展，很多工程建设项目被投入建设和使用，这就使得其对于勘测设计工作要求更高，因此公路设计软件与硬件系统也在高速发展，甚至高速公路在设计中已经完全实现了CAD设计，很多软件自身就能够进行地面数字化测绘工作。GNSS 技术的应用可以建立完善的勘测、设计、施工、管理等全数据链，更好的减少数据传输和使用的中间环节，使得整个内外业的操作达到一体化的要求，可以突破当前高速公路设计中的缺陷和不足，更好的满足公路施工的需要。

在目前现有技术应用的基础上，融入GNSS技术是非常有效的一种方式，测量技术的发展就是要通过使用先进科学技术来进行。通过GNSS测量可以更好的解决上述的问题和不足，可以大大降低工作强度，可以全面的提升工作效率和质量，使得公路测量质量得到提升，数据精确度可以保证。

五、结合RTK-实时动态测量

RTK主要是安装到基站结构内，可以更好的确定和了解误差数据的问题，利用电台或者网络将误差分析的软件直接传输给流动站中，然后该系统就能够确定最精确的坐标参数。不管是手机卡、外挂电台还是内置电台，在具体操作中都会存在与差分信号传输工具。伴随着科技的发展和进步，RTK 技术已经慢慢的从原有的1+1或1+2延伸到广域差分系统WADGNSS，很多城市都开始建立和应用CORS系统，可以更好的扩大系统的应用范围，同时也能够更好的提升数据精确度，取得了非常快的发展，目前的电台传输逐步转向GPRS和GSM网络传输，可以更好的提升测量的精确度和测量范围，同时操作也更加的方便快捷，更加方便。

工程测量属于其具体的一个分支结构，其可以利用多种方式把一定仪器在图上的点标注出来，其与过去传统放样方式有着明显的区别，全站仪设备来实施极坐标放样操作的形式，通常需要在放样操作中进行设计点位的确定，一般需要进行来回移动目标，多数都是要经过2-3人来完成，一般放样环节要保证各个点位的通视状况最佳，但是这种方式的工作效率比较低，并且放样施工中难度较高，而应用RTK技术放样的过程中，一人就能够完成GNSS的接收机操作，其可以更好的确定具体走向哪个放样位置，操作非常方便且效率较高，因为GNSS技术是利用坐标来放样的，并且各项数据并不会存在累积误差的问题，可以使得外业工作效率得到提升，且只需一人就能够完成该项工作。

六、结语

（1）GNSS 测量技术精确度比较高，可以将数据精确度控制在毫米级控制精度，而放样精度则可以达到厘米级，可以符合施工中的放样施工需要。

（2）GNSS 测量技术的应用可以大大提升工作效率和质量，并且操作和分析过程不会受到人为因素、外部环境的影响。

（3） GNSSRTK是一种全新的测量技术，RTK 能够更加准确的确定三维坐标数据。该技术可以满足公路路线确定、桥梁与隧道等工程地质勘察的需要，满足多项工程的使用需要。

（4）GNSS 测量并不需要各个点达到通视的基础上就能够完成测量，可以避免多次测量。通常来说，GNSS测量工作效率是传统技术的3倍以上，可以更好的降低劳动强度、提高工作效率。

（5）GNSS测量应用到高层测量中，与平面测量是相同的，是该技术的主要应用区域。将GNSS技术使用到高速公路路面测量中的关键性施工技术，可以更好的提升整体测量效果，即使在复杂的环境中也能够满足路面测量工作的需要，为公路项目的施工奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]郎海辉. 对 GNSS 技术在高速公路路面工程测量中的应用探析[J]. 建筑工程技术与设计，2018，（30）：652.

[2]任浩森. 刍议预防性养护技术在高速公路中的应用[J]. 科技资讯，2017，15（1）：49.

（作者单位：中交一公局厦门工程有限公司）