GPS测量技术在高速公路施工阶段的应用研究_肖卫军.pdf

工程前沿31工程技术研究 第 8 卷 总第 130 期 2023 年 1 月摘要：为了全面提升高速公路施工阶段质量水平，要结合公路工程实际施工环境和规范要求，践行多元技术融合机制，发挥 GPS 测量技术的优势作用，形成规范化测量分析模式，从而及时检测和评估高速公路施工阶段存在的问题。文章对 GPS 测量技术在高速公路施工阶段的应用进行研究，首先介绍该技术的应用流程，然后分析具体的操作方法，包括搭建高速公路控制网、放样与测量、静态定位以及动态测放，以期为相关工作提供方法支持。关键词：高速公路；施工阶段；GPS 测量技术Abstract:In order to comprehensively improve the quality level of the expressway in the construction stage,it is necessary to combine the actual construction environment and specification requirements of highway engineering,practice the multi-technology integration mechanism,give full play to the advantages of GPS measurement technology,and form a standardized measurement and analysis mode,so as to timely detect and evaluate the problems existing in the expressway construction stage.This paper studies the application of GPS measurement technology in expressway construction stage.Firstly,it introduces the application process of the technology,and then analyzes the specific operation methods,including building expressway control network,lofting and measurement,static positioning and dynamic measurement,in order to provide method support for related work.Key Words:expressway;construction stage;GPS measurement technology分类号：U412.2GPS 测量技术在高速公路施工阶段的应用研究肖卫军长沙市公路桥梁建设有限责任公司，湖南 长沙 410000Research on the Application of GPS Measurement Technology in Expressway Construction StageXIAO WeijunChangsha Road&Bridge Construction Co.,Ltd.,Changsha 410000,Hunan,China010.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.02.1 GPS 测量技术概述1.1 内涵GPS 技术即全球定位系统技术。随着技术的不断升级和进步，该技术被广泛应用于工程量及资源勘查等工作，为高速公路施工管理提供了便利。在 GPS 测量技术应用系统中，空间部分、地面控制部分及用户接收机是主要组成环节，能搭建较合理的应用管理模式。（1）空间部分。其是借助太空中的卫星设备，依据不同轨道卫星工作内容，建立差异化地面连接管理控制模式，从而维持良好的应用结构。（2）地面控制部分。其指的是由主控站、注入站及监测站共同组成的地面管理平台，配合实际管理要求和规范开展相关控制工作，以便能形成较为合理的协调管理框架。（3）用户接收机。在完成一系列系统信息数据交互管理后，接收机就能完成 GPS 卫星发射信号的实时性汇总和接收处理，能为后续指令指导工作的落实提供保障1。用户接收到信号后，一般会采取定位处理和信号解析等手段，以确保信息共享管控的及时性和规范性。1.2 特点（1）GPS 测量技术的定位精准性较高，利用载波相位实时性分析的方式，就能将精度控制在 1 mg/L 左右，维持相应数据交互处理的规范效果。一般而言，双频 GPS 接收机基线解精度为 5 mm+1 mg/L，红外仪的精度为 5 mm+5 mg/L。需要注意的是，GPS 测量精度会随着距离增加而提高，为实时性测量分析提供更精作者简介：肖卫军，男，本科，工程师，研究方向为公路桥梁与隧道。32 工程前沿 2023 年 第 02 期 总第 130 期 工程技术研究准的数据。（2）GPS 技术在实际应用环境中，各个基站之间无须利用通视进行处理，特别是在一些地形较为复杂的区域，测量人员选点更加便利且技术处理效果更加突出。为确保技术发挥其实际优势，要对不同测站点进行充足的距离设定和处理。（3）GPS 能在最大程度上缩短观测时间，这就显著提升了观测速度，在实际测量过程中，利用静态定位处理分析方式，能围绕一条基线的相对定位展开具体测评工作。与此同时，应用 GPS 布设的控制网，能优化定位测评的关联效果，将观测时间控制在30 40 min，更好地降低资源损耗。（4）GPS 技术能实现全天候跟踪管理，不受时间、地点、环境等因素的影响，测量范围和工作人员能完成实时性信息汇总，这就大幅度提升了作业的便捷性和科学性。加之 GPS 技术操作较为简单，配合天线、监视仪器等就能实现数据量取，为工作提供了较大的便利2。2 GPS 测量技术在高速公路施工阶段的应用2.1 应用流程在高速公路施工阶段 GPS 测量技术应用工作中，要按照放样、精度控制、消除误差的基本流程开展具体工作。文章以 A 高速公路项目为例，该工程项目地表特征较为明显，测量段设置为主线道的中桩位置和边桩位置，为满足实时性测量分析需求，要结合实际情况选取设备，确保技术配置工作符合要求。（1）在“1+1”组合模式基础上，依据高速公路施工项目的实际需求和情况选取对应的导线点，一般选取 3 个，对应的间距要控制在 500 m 以上3。要结合实际施工规范需求开展具体工作，维持良好的设计模式，并发挥 GPS 技术的优势作用。（2）要安装对应的仪器设备，并集中架设基准站，借助流动站测量 2 个导线点的实时性坐标，有效输入信息汇总中心，完成参数转换工作后，获取 WGS-84坐标系。（3）在完成初步准备工作后，就要进行放样准备，主要内容如表 1 所示。要实时管理放样段落，选取放养点后结合 RoadPlus软件保证中桩放样等过程满足应用要求。（4）在测量中要结合 GPS 技术应用控制要求和规范开展具体工作，整合相关数据资源的同时，保证放样验证等工序最优化；在检测统筹管理体系中，也要基于全站仪开展相关工作。（5）要结合实际测量分析机制进行误差的处理，整合具体的评估模式和控制机制，针对不同措施中影响因素的差异性开展相关工作。若电离层对测量数据准确性产生影响，则需有效控制误差问题，增加测量卫星数，有效降低电离层产生的影响。（6）要利用多效路径协同处理的方法，配合硬件和软件建立有效的控制机制，延长观测时间的同时，保证相关测定分析工作能顺利开展。2.2 具体操作依据高速公路应用管理要求，要发挥 GPS 技术的优势，拓展其应用领域。2.2.1 搭建高速公路控制网在实际应用环境中，要结合 GPS 技术应用要求，建立基于 GPS 点的控制网设计模式，以便能统筹汇总高速公路信息、等级信息、线路信息等，建立完整的综合分析模式，并能结合实际情况优化设计方案，为施工阶段整体工作项目质量水平的优化提供支持。（1）利用 GPS 进行测量方法的实时性加密和处理，保证相关工作都能按照标准化流程逐步落实4。在布设相互通视 GPS 点的过程中，按照 5 10 km 的距离完成相关布设处理，能在提升测量精准性的同时优化测量效率。（2）在基于 GPS 技术进行选点和埋石管理时，要将人员和选线控制作为关键，综合分析高速公路施工阶段的实际应用需求，确保规范处理的方式得以应用，并优化 GPS 控制网加密操作，在 GPS 能实现全站仪测量并配合导线加密处理目标。（3）在控制点设置和处理的过程中，要保证控制点在 2 个方向以上的通视处理，确保控制点和放样建筑物几何图形强度得以落实，充分匹配高速公路施工放样的实际需求，也为高速公路长足发展提供保障，减少支点对控制点设计效果造成的影响。（4）应用 GPS 处理数据时，要结合实际测定分析要求和规范，选取相应的应用要求，建立相匹配的控表 1 放样准备工作内容工作内容具体情况数据输入路线半径数据、缓和曲线长度数据、起讫桩号数据等数据保存依据目录文件为准数据共享配合 GPS 完成共享分析 工程前沿33工程技术研究 第 8 卷 总第 130 期 2023 年 1 月制模式。具体处理方法如下：基线解算和校核，结合基线应用控制模式完成数据分析和信息汇总，并配合相应的计算分析过程5。GPS 网平差计算，要结合不同需求选取适宜型号的接收机，配置平差处理软件，实时处理和控制 GPS 观测数据，并汇总平差报告。2.2.2 放样与测量（1）中线和边线放样。对高速公路施工过程而言，要践行规范化施工管控机制，并着重落实完整的管理模式。设计单位和施工部门在敲定高速公路横断面设计内容后，施工单位要对其进行二次审核和放样处理，保证相关施工作业和处理工序最优化。在放样工作开始前，施工部门要结合实际管理标准落实准备工作，架设基准站后完成发射电台和移动站的架设处理，一般采取基准站和移动台自动连接并校准导线点的方式，维持施工的精准性和科学性。同时，要调出预先设置的路线曲线要素信息，确保相关准备工作顺利展开，使任意桩位放样管理都能最优化。在屏幕显示设计点和杆位达成一致后就要进行打桩标号，确保放样工作的合理性，与此同时，放样点在没有达到中线位置时，要结合放样点坐标输入模式进行放样工作处理，完成放样操作后获取实际高度。放样作业和处理工作要以高速公路施工项目的基本需求为根本，确保不同放样点的独立性。（2）横断面测量。基于 GPS 技术对高速公路施工阶段进行实时性测量分析，要在边线和中线放样工作结束后进行横断面数值的计算和管理，从而更直观地获取填挖方量，相较于传统模式能更好地提升测量精准性。通过 GPS 技术的应用，工作人员无需亲临现场，借助测量获取的中线桩点坐标信息和绘图软件就能完成公路纵横断面的测定，还能精准定位路线横断面和桩点横断面。另外，GPS 技术在实际应用环境中能大幅度缩减外业耗时，改善工作情况的同时优化测量精准性和测量实用度，经济价值较高。2.2.3 静态定位GPS 测量技术还具备静态定位功能，对高速公路工程施工而言，设计环节要建立相应的公路首级控制网，配合 GPS 测量技术就能建立完整的施工测量控制模式，在提供导线点的基础上保证复合处理和加密处理工作的规范效果。（1）利用 GPS 技术对高速公路施工段的具体情况进行测定和定位分析，获取直观数据后，就能将数据汇总在统一分析平台，完成对 GPS 点的布设处理，有效建立动态数据收集管理机制，维持后续施工信息监管的规范性；观测并确定设计点的相关坐标，维持施工阶段质量管理工作的精准性。（2）利用 GPS 进行标准分析和对比评估，完成平差分析后，就能确定数据的精准性，从而确保高速公路施工测量工作都能按照标准化要求有序开展，提高统筹质量管理水平，避免施工不当造成的影响。2.2.4 动态测放测量环节和数据传输是定位技术的应用内容，在高速公路勘测技术体系中，配合 GPS 测量技术的定位功能，就能建立完整的动态测放应用处理结构，确保实时性管理和数据汇