1 周睿 2于宽阳
呼伦贝尔市交投公路建设有限公司 呼伦贝尔市海拉尔区 021000
摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。公路工程平面控制测量对公路工程建设有重要作用与意义，但采用传统测量方法已经很难满足工程建设要求。GPS技术的出现和应用为公路工程的平面控制测量提供了新的技术解决方案，能在保证测量结果准确度的基础上，加快工作效率，降低人员的劳动强度。本文就GPS技术在公路平面控制测量中的应用展开探讨。
关键词：公路测量；平面控制测量；GPS技术
引言
GPS是一种新的测量方式，其具有精确度高、速度快、全天候、便于操作以及无需通视等优点，同时还可提供平面坐标和高程等详细信息，便于后期测量工作的开展。将GPS技术应用到公路控制测量中，可降低公路测量的难度、提高测量结果数据的准确性，从而为公路工程施工、改建等提供可靠的参考依据。
1GPS技术控制测量工作的原理
在GPS技术应用时，其控制测量的工作原理如下：首先，选择精确度较高的静态相对定位方式进行测量控制，在GPS网点中选点埋石，每隔固定的距离设置一个GPS观测点，比如在国家规定的GPS网点上布置四等GPS控制点32个，要求选点时必须选择在稳定平坦的开阔土地上，且应远离大功率无线电发射源以及高压输电线，最好没有大面积的水域，在选点后应在坐标系图上标定位置并绘制点。然后再在观测站点上安装GPS接收机观测卫星信号，接收信号并进行数据分析处理，确定基线两侧在坐标系中的相对位置。此外，为了减少因观测点设置或相位测量误差，可利用载波波长、测量精确度高的优点进行载波相位观测量。该应用原理是因为2个及以上的测站点在同一时间段内可同步观测相同卫星信号，因此接收机的钟差和卫星误差相差不大。
2GPS测量主要特点
就目前来看，GPS已经在我国很多领域得到渗透和应用，从测量行业角度，GPS的出现和应用可谓是一次技术革命，相较于传统测量方法，GPS测量具有下列特点：（1）无通视要求。测点间的通视始终是测量专业的难题，但采用GPS测量时无通视要求，能从根本上解决这一问题，使选点更为灵活与便利。但测站的上空要尽可能开阔，避免卫星信号正常接收受到影响与干扰。（2）定位精准。在双频接收机支持下，基线解精度不低于5mm+1ppm，而在红外测距仪支持下，标称精度不低于5mm+5ppm，两者的精度相当，但伴随距离不断延长，GPS所具有的优越性越来越突出。（3）观测时间相对较短。如快速相对定位，其观测时间仅为几分钟。（4）可提供实时三维坐标。采用GPS测量，能在对测站所处平面位置进行准确测定的基础上得出观测点对应的大地高。（5）操作便利。GPS测量具有自动化特点，实时观测时现场人员仅需完成仪器布置与按钮操作，确定仪器高，观察仪器状态，主要观测任务均由仪器完成，彻底解放人员双手，使其能将更多的精力放在其他方面。（6）支持全天候连续作业。在任何一个地点与时间段都能连续施测，基本不会被天气等因素限制和影响。
3GPS技术在公路平面控制测量中的具体应用
3.1工程概况
某公路路线全长为1034km，为东南至西北走向，沿线的东南地段地形比较平坦，西北地段上地形复杂，沿线大部分是山地丘陵，植被茂盛，测区通视困难，如果采用常规的测量控制方法将无法在紧张的工期内完成，期间还会受到其他干扰因素的影响，最重要的是无法满足测量精确度的要求，所以应采用GPS技术进行测量控制。
3.2控制测量实施过程
3.2.1布置控制网
布置测量控制网时必须根据甲方要求和测量规范要求进行设计，保证控制网是闭环状态。其次，必须有一定数量的点位重合，便于观测和计算。同时要求观测网点和水准点重合，实现在控制网中的均匀分布，从而可为观测数据分析提供可靠参考。另外，在布置控制网时要求观测点之间最好要有开阔的视野，虽然无须通视，但是良好的视觉效果避免了外在因素的干扰，提高观测的精确性。一般要求在观测点150°高度以上不能有障碍物出现，这样才可发挥出GPS测量的优势。为了满足甲方以及对公路测量结果精确度的要求，从而为后期工程建设或改建、修改等提供可靠依据。在进行控制网精确度指标设置时还要结合工程实际和所用测量工具的特点、技术条件等，根据测量的规范来确定最终相邻点位之间的距离标准差指标。在公路建设过程中，GPS控制网设计中应该考虑到其应该与附近等级高的国家平面控制网点联测，联测点数至少在三个以上，GPS控制网线路越长，联测点数量越多，联测点在公路建设段分布均匀，并且在投影带的交界处必须设置一个联测点，能很好地控制整个工程测量环节。
3.2.2GPS测量外业实施
在GPS测量外业实施中，根据测量设计要求在测量区域内布设GPS观测点、导线点等。为了避免电磁场等对信号产生的影响，要求选择的点位尽量远离大功率无线电发射源与高压电线，选择交通便利和视野开阔的地方。最后选点结束后，根据现场实际浇筑混凝土桩进行标记和记录。在具体测量时，为了获得精确的数据并进行对比，先在已知GPS观测点上利用三角支架进行观测，平面观测时，要满足测量规范要求，然后使用相同方式对其他布置的观测站点进行测量，取3个差值不超过2cm的平面观测结果作为该点观测站点的平面坐标观测结果。在施测结束后，需要利用相关的数据处理软件完成基线解算和网平差等数据处理，然后获得GPS控制点的三维坐标，并保证同步观测精度、异步环观测精度和复测基线观测精度等精度指标要符合设计要求。
3.3在利用GPS进行公路平面控制测量时需要注意的事项
首先，必须保证所选择的测量控制点应在视野开阔、土地平坦的地区。（1）为了方便观测。（2）为了方便接收到卫星信号且保证数据的准确无误，同时要考虑是否方便，保存数据。在具体测量控制时，要求观测的时间间隔不能相差太远，也不能相差太近，否则，会对测量结果产生不利影响，例如会降低测量数据的精确性和完整性。此外，为了获得更高精确度的数据，对于卫星信号接收时间段的选择非常关键，同时对于坐标系转换参数的收集、计算等也非常重要，在控制测量时要求将转换参数控制在可控范围内，从而提高施工测量坐标的测量精度。
结语
综上所述，GPS技术在公路控制测量中的应用，具有布置控制网简单、工作效率高、工作量少、安全可靠性高等优点，尤其在山区等地形复杂的区域进行公路控制测量，还能避免外在不利因素对测量结果的干扰，同时实现对周围生态环境的保护。在具体测量控制时，为避免影响GPS测量控制的精确度，要合理选择观测的时间，同时也要注意2个控制点之间的距离要合适，不能一个设置在山脊另一个设置在山沟或者2个点之间的距离过大。由于GPS技术在测量速度、精确度、效率以及操作等方面等都具有常规性控制测量无法具有的优势，因此其在公路控制测量中的应用越来越普遍且得到了很好的测量效果。
参考文献
[1]徐绍铨，张华海，杨志强.GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版社，2019：77-84.
[2]张莅民.GPS技术在土地测绘的运用现状及发展前景探析[J].建筑工程技术与设计，2019（16）：1312.
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