GPS技术在高速公路测绘工作中的应用

梁进锋

（中交二公局第一工程有限公司，湖北武汉 430000）

随着建设事业的不断发展，公路设计和建设工作愈发向着数字化的方向发展，部分设计和施工软件的应用对数字化测绘产品的依赖较高。高速公路项目开展过程中，建立从勘测到后期管理的系统化数据管理系统，减少数据输入、转抄等中间环节，是促进高速公路设计建设技术进一步发展的关键。在当前高速公路建设中，GPS的应用克服了传统测量方法的缺陷，有助于提高公路建设质量水平和效益水平，GPS技术的应用是公路测量的重大进步。

1 常规测量方法的缺陷

所有公路线路都是带状或条状，传统测量技术应用常规导向方法进行测绘，如附合导线、闭合导线、结点导线。针对长达隧道、大规模或者特大规模桥梁，常应用现行锁或者三角网等测绘形式。

（1）导线长度无法满足要求。

测绘过程对导线长度有非常严格的规定，对于高速公路，导线长度必须达到以及导线要求，在实际测绘作业中，这类要求难以达到，经常出现超规范测绘。

（2）系统不兼容。

测绘工作中，搜集的起算点数量较多，且不同的起算点形式混合在一起，难以满足系统兼容性问题，对测绘质量产生较大的影响。

（3）无法找到关联测点。

为了促进经济建设，部分地区进行了重新的规划和建设，使得原有的一些建筑物被拆除或破坏，在这些区域进行测绘时，找不到关联测点，无法保证公路测绘质量。

（4）通视难度大。

地面通视难度大，不能保证常规测绘工作的正常实施。常规测绘的测绘控制点一般要求设置在距路线的300 m范围内，所以地面通视难度较大，尤其是大范围密林附近，给常规性测绘工作的开展带来较大的阻力。

2 工程概况

本文工程施工段全长约11.570 km，正线占线路总长的70%，总长8 071 m；该路段中包含桥梁13座，桥梁总长度为2 725 m，桥梁长度占线路全长的24%；隧道1座，长度771 m，占线路总长的6.57%。

包含服务区1处、互通1处、涵洞18个、通道14个、天桥1个；该工程段的总造价约6.5亿元，该路段工程施工应用的测绘技术为GPS技术。

项目建设指标如表1所示，主要的测试仪器和质检设备如表2所示。

表1 项目建设指标

表2 主要测试仪器及质检设备

3 试析在高速公路中应用GPS测绘技术

GPS测绘技术在高速公路测绘工作中的应用主要有两种形式，即GPS静态定位与动态测放。前者主要是通过反复接受卫星信息观测某个位置的三维坐标完成测绘。后者主要是利用卫星系统建立控制参数，在地面上实地放样已知三维坐标点。

3.1 GPS点控制网的设计

根据高速公路每一个标段的实际线路情况建立GPS控制网，设计人员可以根据该控制网对设计方案进行调整和优化。在高速公路测绘控制工作中，GPS控制网是非常关键的内容。本项目中，布设相互通视GPS点的时候，沿着路线每隔5～10 km的距离为最佳，可以有效保证测绘质量，提高测绘速度。

另外，在GPS选点、埋石过程中，都应严格控制选线和工作人员，并且严格按照相关规范，合理设置选点和埋石部位。在GPS控制网加密中，应该根据GPS点将路线分隔成若干段分别开展测量，保证各个路段的导线都能在GPS点上开始和结束[1]。

3.2 GPS测量技术中的静态定位功能

在设计高速公路时，应配合应用GPS测量技术和公路首级控制网进行设计，为了更好地将GPS测量技术中的静态定位功能充分发挥出来，不仅为公路设计提供正确的导线点，还应当做好复合和加密。

另外，在设计高速公路时，需要重新布设GPS点，可以给出相应导线点的坐标，并保证坐标的精确程度，如果导线点坐标精度不达标，需要先做平差，再确定数据，提高数据精确度。

3.3 在动态测放测量技术中的动态测量功能

动态测放功能的发挥必须借助GPS测量技术与数据传输技术的相互结合，该功能属于典型的技术定位范畴。应用GPS技术的动态测量功能，可以科学合理地布置不同等级线路的平面控制网络，同时还可以完成路线中线等方面的测放，尤其是高速公路正式施工时，必须应用动态测放功能做好前期的施工放样工作。

除此之外，还可以借助基站或者流动站的优势进行测绘，如果施工条件和施工时间允许，施工团队还可以建设永久性基站，保证施工放样工作的实时性。永久性基站的应用一般不会受到环境、时间等方面因素的影响，对于节约作业时间、保证项目效益具有积极的意义。

3.4 应用GPS进行公路路线控制测量

GPS接收机是高速公路线路测绘测量工作中经常应用的设备之一，是一种非常重要的设备。应用该设备的时候，务必保证设备性能的稳定性和可靠性，GPS接收机的检验内容主要有一般性检验、实测检验和通电检验。

随着国内高速公路建设水平的不断提升，我国公路建设企业开始应用GPS接收机，市面上常见的GPS接收机主要有两种类型，即单频与双频。双频接收机的应用不受时间和地点的影响，边长超过20 km，也可以有效消除电力误差给点位坐标所带来的影响。实际测绘中，工作人员可以在较短的时间完成整周模糊值的计算，节省了公路观测时间，提高了公路测绘效率。

3.5 GPS技术在加密控制点的应用

在加密控制点工作中，GPS技术的应用要求工作人员必须提高控制点的布设密度，控制点的布设精密程度也会得到显著提升。实际测绘工作很容易受到原有平面网络中控制点的影响，使得GPS技术的测绘精度有所降低。为了降低或者消除这类影响，可以提前应用GPS技术做好控制点的定位，准确找出坐标点，完成加密[2]。

3.6 GPS技术导线控制和测量在植被茂密地区的应用

高速公路测绘工作在实际进行中，会遇到各种地形，在不同的地形区域中，测绘工作的难易程度也存在差异，如植被茂密区在高速公路测绘工作中经常遇到，针对这类区域的测绘，传统常规测绘方法的应用难度较大，无法保证准确率，如果应用GPS导线控制测量方法应用，可以有效解决通视困难的问题，提高测绘结果的准确性和测绘工作的效率。

首先保证视距，提前确定视距，根据既定的视距设置GPS控制点，采取必要的措施对确定的控制点进行通视加密处理，完成上述工作后，可以在两个相邻的控制点范围内开展放线测量工作。针对植被比较茂盛的区域，上述方法同样适用[3]。

4 GPS在公路测量中应用前景

（1）GPS测绘技术操作过程简便，测绘结果精度较高，不容易受到外界因素的影响，即使在大地点破坏、地形条件复杂的地区也可以应用。

（2）GPS测绘技术的应用几乎不受人为因素的影响，不仅可以提高测绘结果的精准程度，还可以提高测绘工作的工作效率。所有的数据处理都由微电子技术、计算机技术控制和完成，自动记录数据处理和计算结果，提升了测绘数据和计算结果的准确程度。

（3）在高速公路勘测阶段，GPS测绘技术具有非常广阔的应用前景，在短时间内就可以完成纵断面地形测量、地形图测绘、横断面测量及中桩测量等工作，精度高达1～3 cm，测绘工作的效率、测绘结果的精度，都优于其他常规的测绘方法。

（4）高速公路测绘和建设工作中，GPS静态定位和RTK技术的配合应用，可以大幅度降低工作人员工作强度，有效提高测绘精度，同时还能降低测绘成本，对于保证项目的经济效益具有积极意义。

5 结语

与其他测绘技术相比，GPS技术具有一定的先进行，该技术可以完成复杂环境下的测绘工作，同时测绘结果准确性较高。本文结合实例，对GPS技术在高速公路测绘工作中的应用展开了详细的研究，施工实践证明，GPS技术的应用，节省了大量的测绘实践，能够有效保证项目工期。