公路工程测量中GPS高程拟合技术的应用研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月6期(下)   作者:艾庆伟
[导读] 伴随着国家经济建设的大踏步前进,面对新形势下
        艾庆伟
        新疆天地经纬测绘工程有限公司 新疆乌鲁木齐   830002
        摘要:伴随着国家经济建设的大踏步前进,面对新形势下公路工程测量各种新技术的应用工作正在大力推行,并且逐渐显露出其新技术和新设备的优势和效用。尤其是国内经济发展状况良好,为我国的各项基础建设事业提供了有利的环境和基础。因此,在这一阶段如果能促进GPS高程拟合的应用.进而大大增加公路工程项目价值效用,快速促进我国经济发展,加快城乡建设的脚步。可是,就目前来说,这方面第一线的测量人员还有待加强,只有对他们具备专业的技术水平,才能促进新时代公路工程测量中GPS高程拟合的应用工作,全面推进公路工程测量的发展。
        关键词:公路工程测量中GPS高程拟合技术的应用
        前言:测量工作是公路工程建设中的基础工作内容,对工程建设具有非常重要的作用。在选择公路建设路线时需要选择最合理、最具经济性的路线,需要先勘测路线并且将其绘制出带状地形图,进行横面和纵面的测量,再落实到纸上的定线及设计路线,根据设计在地面上标记出路基边坡、纵坡及平面位置,指导工程施工。根据不同的地形情况进行测量,GPS因为不受其他因素影响,可以持续的对用户提供非常准确的三维坐标、速度以及时间等技术参数,因此在工程测量中非常受欢迎。
        一、公路工程测量中GPS高程拟合的应用
        1.公路测设测量。随着科技等不断发展,GPS动态定位技术也一直在优化和发展,其高程拟合的RTK定位技术也得到了极大的发展,在公路测量及管理中都受到了普遍应用。该技术优势较多,测量精确度非常高、观测时间少、测量工作效率高,可以全天候进行工作,可以提供三维坐标,数据准确、可靠。该技术通常是静态方法,可以高效建立总体控制测量,结合结果将带状地形图绘制出来,进而满足路线的纵面、平面测量要求。该方法具有多样等方式,一般以中线测设及构造物放样为主,可以对各种场合等公路进行测量,测量效率很高,有效提升测量工作的质量和准确度,形成一个新的线路勘测系统。
        2.公路控制测量。以往适用传统的测量技术,在遇到路线经过处高程起算点较少又需要较高起算精度时,就无法保证测量的质量和准确度。而GPS技术则可以适用于这一情况,在公路控制测量中,通常会通过静态相对定位GPS技术建立路线高精度控制网的方式,适用GPS高程拟合技术,极大的提高了测量精准度,可以精确到厘米。当前很多公路工程中都使用了高程拟合测量控制技术,该技术尤其适合在山区工程测绘工作中使用。另外在实际公路项目建设中,将该技术作为基础的公路路线也不断增加,如青银高速公路、大广高速公路等,都发挥出了很重要的作用。该技术交通路线可以是不连续贯通的,在一些复杂地形中可以应用该技术,如密林、山区峡谷等,可以解决地形难题。
        3.桥梁隧道形变测量。在桥梁隧道形变测量中使用GPS技术中的高程拟合技术可以说是一种新的突破,使用这一技术可以利用其高精度的测量定位性能得出桥梁隧道工程的变形量,进而为形变监测工作提供依据。在实际测量时,GPS系统中会用点位和基线的形式体现桥梁隧道的结构体,而其变形在GPS系统中就会通过相应点位的移动及基线变化得出对桥梁隧道变形的测量结果。现阶段的大型及特大型桥梁隧道工程中使用高程拟合测量变形是一种很重要的技术方式,在很多工程项目实践中都体现出了该技术的重要性和可行性。
        4.绘制大比例地形图。高等级公路选线通常都是在大比例尺的带状地形图上进行的,一般大比例尺是1:1000或者是1:2000,如果使用传统的方法对地形图进行测量,就要先建立控制网,再测量碎部,进而绘制出大比例尺的地形图,这一工作速度慢、工程量大,需要花费很多的时间。

但是使用实时GPS动态进行测量,通过采集碎部点及将其属性信息输入后就可以构成碎部点数据,绘图工作可以在室内使用绘图软件完成,这一方法在采集数据时速度非常快,极大的降低了测图工作的难度,可以节省很多的时间和精力,有效提高工作效率和质量。
        5.用于密林、密灌地区路线控制测量。当前社会经济在快速发展中,高等级公路也在不断进行延伸拓展,呈现出朝着重丘区、山区发展的趋势,这样的地方人数很少,植被茂盛,有很多密灌、密林地区,要想通过水平方面很难,用常规的测量方法进行测量很难实现,几乎不能使用。而在这样的地区中使用GPS测量路线,则可以有效解决这一难点,有效提升测量工作的效率和质量。
        二、GPS 高程拟合在公路工程测量中应用的注意事项
        1.合理布设GPS 基线向量网。GPS 高程拟合在公路工程测量中的首要环节是相应基线向量网的布设,结合公路工程的实际特征,此部分向量网通常为公路工程沿线的条带状区域。实践中,应以边连式布网方式为主要布设形式,选择高精度的独立基线构建GPS 基线向量网,从而实现公路测量结果图形强度水平的提升,应全面规避单导线形的设置方式。
        2.基线向量的处理。在完成GPS 基线向量网的布设工作后,应进一步引入复测基线、异步环等精度指标对基线质量进行计算分析。在基线向量处理过程中,三维无约束平差精度体现了向量网的内符合水平,可以此为基础二维约束平差与GPS 高程拟合效果进行判断。实际上,GPS 基线向量网基线解算是个循环性的计算分析过程,可通过相应信息软件计算的应用实现高精准度、高效率的基线向量处理。良好的GPS 基线向量是构建GPS 基线向量平差网,保证网解算精度的数据基础。
        3.外业测站整置和仪器高的量取。外业测站整置和仪器高的量取是应用公路工程测量GPS 高程拟合技术的硬件基础,同时也是决定测量结果精度的根本因素之一。外业测站整置和仪器高的量取过程中,应对定位点误差进行全面的控制,以此提升GPS 基线向量网的附合精度,保证向量网连接的有效性。仪器高量取的不严格或错误将会直接造成拟合高程的错误,整个测量过程将毫无拟合精度可言。因此,应严格遵从规程和规范的要求开展外业测站整置和仪器高的量取工作。
        4. 选取高程拟合起算点位。网平差的目的就是要获得某一坐标系统下的坐标,供所需工程使用。而想要获得某一坐标系统下的坐标则是通过平差引入该坐标系统下的起算数据实现的。无论对于GPS 基线向量网的无约束平差、约束平差来说,起算点位的选择和起算数据的兼容性都是至关重要的。起算点位置的合理性及起算数据的兼容性决定了网平差的最后精度。对于GPS 网平差来说,平面控制网和高程拟合有所不同,平面控制网讲求其整体性,而GPS 高程拟合则相较灵活,按起算点的位置分布和所在区域的地理特征,分区域进行GPS 高程拟合更能够符合拟合区域内的高程异常的变化规律,拟合的精度会更高。这一特点也正适合于公路等线路勘测的特征。因此,在公路工程勘测过程中,应很好的利用分区GPS 高程拟合的方法,来解决和提高高程控制成果精度。
        三、结语
        综上所述,GPS 高程拟合是一项科学而系统性的工作,该技术的应用对于提升公路工程测量准确度与效率有着重要的促进作用。交通工程行业工作者们应当深入研究分析GPS 高程拟合的主要特征与应用特点,在实际工作中结合工程情况与客观条件,从合理布设GPS 基线向量网、外业测站整置和仪器高的量取、基线向量的处理、选取适合的GPS 高程拟合模型、选取高程拟合起算点位以及分区GPS 高程拟合等方面入手
        参考文献:
        [1]籍钦国.基于GPS 高程拟合下的公路工程测量[J].科技与企业,2019(20):207,209.
        [2]李桂文.公路工程测量中GPS 高程拟合的应用探讨[J].江西建材,2019(01):168,172.
       
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