GPS测绘技术在道路工程测量中的应用

张燕文

（山西工程科技职业大学，山西 晋中 030600）

1 引言

在测绘技术快速发展的背景下，一些先进的GPS测绘技术在道路工程测量工作中发挥出了至关重要的作用。相对于传统的测绘技术，GPS测绘技术的应用在测量工作效率精确性以及便捷性上都得到了全面提升，因此，受到了工程测量单位的高度重视。GPS技术是近年来科技发展所兴起的一种高新导航定位技术，在使用过程中具有更高的定位精确性和自动化控制功能，在公路工程测量工作中得到了普遍应用。应用GPS技术可充分发挥精确的定位功能，有效配合地面控制网及识别系统，建立起一套更加科学、完善的工程项目测量机制和方法，不仅能全面提高道路工程项目测绘工作的精确性和测量工作范围，而且可以降低测绘工作人员的劳动强度，实现项目工程建设单位的更高经济效益和社会效益。

2 GPS技术在道路工程测量工作中的应用优势分析

GPS技术主要是基于卫星定位服务的一种精确导航定位技术方法，GPS系统又称全球定位系统。在GPS系统中主要包含空间部分、地面控制部分、用户装置部分等几个重要的互动环节，其中，空间部分主要是由24颗空间卫星构成，地面控制部分主要是由地面控制站、监控监测站、通讯系统等部分构成，用户装置部分主要是由信号接收系统、卫星天线、用户设备等部分构成。随着我国社会经济的不断发展，GPS系统逐渐进入民用领域，如汽车导航、工程测量项目等，尤其是在测量领域有着更显著的使用优势和特点，使测量工作范围更广、测绘精度更高，且操作比较简单，可以实现实时测量等多方面优势。

2.1 测量范围更广

在应用GPS技术对道路工程进行测量过程中，基于GPS系统的应用可以有效提供相应的坐标磁场和测量工作时间等多种信息内容，不仅能全面提高测量工作的适应性效果，而且可以在特定的测量工作环境下完成相关的测量试验。随着道路工程项目测量技术的不断革新和优化，GPS技术在项目工程测量工作中发挥出的作用和优势越来越明显，如在道路桥梁、地壳预测、大地测量等工作领域中，该项技术的应用日渐成熟，使得整个测量工作的可操作性更加简单，获取的测量数据精确度也得到了全面提升。GPS测绘技术原理如图1所示。

图1 GPS测绘技术原理

2.2 测量精度更高

应用GPS技术开展工程测量，可以充分使用模型和相关测量工作软件，根据已有的地形图像信息资料，有效确认需要测量的工作对象，然后，通过使用空间卫星定位技术方法来保证测量数据的准确性。相对于传统的工程测量技术，在定位精确度上更高，测量数据误差更小，并根据相关测量实践工作分析，在50km范围内测量工作误差量仅为6～10m，在50～500km范围内测量误差量仅为7～10m。在公路工程精密定位测量工作中，GPS技术测量工作误差量相对于传统的测量技术方法精确度更高，如在1～300km的工程精密定位测量过程中，GPS技术所获取的测量数据精确度可以得到全面提升。

2.3 实时性测量

基于GPS系统利用空间卫星分布的均匀性特点，可以全面实现GPS定位测量工作的实时性效果，可以实现长期测量作业的工作模式。同时，在道路工程项目实际测量工作中，除了在一些比较极端的天气环境下，GPS测量技术在使用过程中基本上不会受到测量时间、地点和气候环境因素的干扰。因此，GPS定位测量技术在道路工程项目测绘工作中具有较高的实时性效果。

2.4 操作更简单

GPS测量技术主要是基于GPS系统形成的一种新型测量技术方法，地面仪器设备的操作流程相对简单。因此，仅需要对测量人员进行简单的技能培训，掌握测量操作技术要点，在一些常见的公路工程测量作业中，可以通过一些基础性的操作即可完成精确的定位和测绘工作。例如，在一些定位测量过程中，只需要将一些仪器设备、电线等相关技术设备进行连接，并在终端系统中及时收集和处理获取的参数信息，通过自动化设备自行操作即可完成，整个操作流程非常简单。随着科技的进一步发展，GPS测量技术和相关设备的使用会不断向智能化、小型化方向发展，因此，可以在很大程度上降低施工人员的工作强度，有效提高测绘工作的精确性。

3 GPS技术在道路工程测量工作中的应用策略分析

3.1 工程概况

我国某地区一处公路工程的一段高速公路位于山体的边坡位置，通过工作人员的实地勘察，发现本段公路所处位置有大量的含沙黏性边坡积土，高边坡的中下部位主要是以微风化花岗岩混合岩体为主，山顶的高程为76.5m，高速公路匝道设计路面高程为43.5m，边坡的最大高度为34.3m，总共分为三级放坡结构：第一级为72.5～76.8m，坡比为1∶1；第二级为62.3～73.5m，坡比为1∶0.75；第三级为52.5～65.5m，坡比为1∶0.5。每一级高边坡的高度为10.5m，每级边坡结构之间设置2m宽的平台。针对本次公路工程测量工作要点展开深入分析和研究，有效应用GPS技术，提高工程测量工作的精度和效率。

3.2 合理布设测量网

若想有效保证道路工程测绘工作的精确性，需要对GPS测量技术方案进行全面优化和完善。首先，需要合理布设测绘工作网络，保证测量网布设工作质量。目前，CPS技术在测绘工作过程中的测绘精度可以调整到毫米级别，充分达到精细测绘。其次，GPS技术有静态差分和动态差分两种技术方法，前者可以通过建立基站有效分析相关的测量数据信息，并对其进行定位处理；后者属于一种载波相位差分技术方法，可以实现对目标位置进行定位处理。

3.3 应用GPS技术进行放样测量

在放样工作中，需要在山脚开阔地带设置对应的GPS基准站，其中，基准站的架设必须符合测量工作要求，需将基准站设置在比较开阔且地势较高的区域，天线的上方区域不能遮挡。打开电子手簿将蓝牙与基准站、流动站之间进行连接，设置好对应的电台，等到流动站上的蓝牙电台等信号灯全部闪烁为蓝灯，同时，手簿上显示固定求解值时，GPS测量系统正式开始工作。分别使用流动站在已知的控制点位上进行测量，并对测量的坐标和高程进行有效调整，同时，使用已知点作为校核，确认数据无误差后开始正式放样测量。在道路桥梁工程施工过程中，施工单位可应用GPS技术，有效结合RTK技术，全面提高道路工程的测量精度。工作人员需在施工控制网中合理选择测量控制点位，进行GPS基站设置工作。通常情况下，需要设置两个以上的操作站，使用控制器对其进行对比和分析，确认道路桥梁工程坐标，有效提高工程测量放样的精确性，为后续主体工程施工顺利进行提供保证。

3.4 应用GPS技术进行平面测量

许多道路工程施工过程中现场的地形条件相对复杂，如果使用传统的平面测量技术方法，无法满足公路工程的建设要求，合理应用GPS技术，可以最大限度地降低测绘区域地形条件因素所产生的影响。在实际测量过程中，工作人员需确认施工平面控制网等级，并选择相应的测绘工作坐标系。在控制网中选择地势相对较高的位置，设置两个以上的平面控制点位，安装GPS接收装置，然后，使用全站仪等设备进行观测和测量，对获取的GPS数据进行结算和分析，为整个道路工程及其桥梁工程施工提供更精确的数据参数。

3.5 应用GPS技术进行道路高程测量

我国道路工程施工规模不断扩大，已逐步覆盖到一些偏远山区，由于山区地势比较险要，环境比较复杂，因此，给道路高程测量工作带来了较大的影响和阻碍。传统的测量技术方法由于硬性条件要求相对较高，受到地势条件因素的影响，无法满足实际的测量要求和标准。合理应用GPS技术，无需保持控制点之间的通识效果，可以基于卫星定位系统的功能和作用，实现在大面积比较复杂的地形条件下进行高程测量工作。在实际测量过程中，测量人员需要根据施工现场的地理条件和测量工作范围要求，合理布设控制点位的数量和控制点位之间的间距大小，有效保证测绘的精确性，同时，还可以应用静态定位技术，有效完成后续的道路高程测量工作。

3.6 应用GPS技术进行道路横纵断面测量

在道路工程横、纵断面测量工作中，施工单位可采用GPS测量技术方法，对施工线路的横、纵断面尺寸进行测量和分析。测量人员在实际工作中可事先应用GPS技术准确测放道路工程的中线位置，然后，结合绘图软件设置中线桩点坐标位置，对所有的桩点纵向断面和道路横断面位置进行测绘分析。与传统的测量技术方法相比，使用GPS测量技术可保证数据信息收集工作的时效性、全面性和精确性，还可以在最大程度上降低测量人员在外业受到人为因素干扰，避免对桩体测绘结果产生干扰，有效控制测绘过程中的成本投入量。

3.7 对道路变形量进行监测

由于道路桥梁工程施工规模较大，道路经常受到周围复杂地形环境因素的影响发生基础变形，因此，必须对道路变形量大小进行全面监测和控制。但在实际监测过程中，如果使用传统的监测方法，操作难度较大，变形监测工作受到很多外部环境因素的影响，对后续的道路工程通车安全造成一定的威胁。通过引应用先进的GPS技术，可以有效解决传统监测工作中存在的问题。例如，将GPS技术有效运用于道路桥梁基础变形量监测工作，可以实现道路桥梁施工现场的实时性监测和控制，如果施工区域地质或是道路桥梁产生变形等问题，应用GPS监测技术可以将获取的监测数据信息直接传输到控制中心，方便工作人员分析变形问题的具体情况。因此，在道路工程施工中，需要充分发挥GPS技术优势，防止道路桥梁产生严重的变形问题，提高工程整体使用效果和稳定性。

4 结语

综上所述，在本次公路工程建设中，通过GPS测量技术的有效应用，在整个测绘工作效率精确度和可靠性方面都得到了全面提升，并可以进一步控制测绘人员的外业工作强度，节省不必要的人力成本，获取的测绘成果更加科学，为整个公路工程建设质量打下良好的基础，同时，施工单位也实现了更高的经济效益和社会效益。由此可以看出，GPS测量技术在我国未来的公路工程建设中将会得到更广泛的应用，技术发展前景非常广阔。