公路工程测量中GPS高程拟合的应用汪东京

公路工程测量中GPS高程拟合的应用汪东京

汪东京

中铁隧道股份有限公司450001

摘要：随着交通运输行业的蓬勃发展,大量的公路不断开工建设,为提高施工质量、缩短工程工期,我们将大量的先进技术应用到实际的建设工作中.在公路工程测量中,GPS技术的应用就能够极大程度上简化测绘内容、提高测绘效率.笔者根据个人多年来公路工程测量的实际工作经验,对常见GPS拟合方法进行简要论述,继而详述其应用方法及常见问题与解决对策,希望能够促进GPS高程拟合技术更好地在公路工程测量中应用.

关键词：公路工程；测量；GPS高程；拟合

1公路工程测量中GPS高程拟合的优势

①具有极高的作业精准度，在作业中不会受到距离因素影响，非常适用于我国一些受到严重破坏的地区、存在困难地形条件的地区以及局部重点工程地区。②可以有效提高测量工作的效率、质量以及成果，且不会因为人为的原因受到影响，这是因为其作业中都是通过计算机技术、微电子技术进行控制，可以自动将数据记录下来并进行预处理，可以自动计算平差。③将其应用到公路工程测量中，可以有效减少相关人员的劳动作业强度，让野外砍伐工作量得以减少，极大提升作业的效率。与以往常规的测量方法相比，应用了GPS系统进行测量之后，工作效率至少提升了3倍以上，极大的加快了工程测量的工作效率。另外，GPS系统中的RTK技术可以让公路测量模式得到实质性的转变，该技术在桥、路线以及隧道勘查测量中非常适用，可以将所在位置的空间进行三维坐标动态的测量，实时得出数据，还可以直接测量点位、中桩、实时放样等。最后，GPS高精度测量和片面测量都是GPS测量应用中的重要领域。

2常见的GPS高程拟合方法

现阶段我国常见的GPS高程拟合方法主要有六种，分别是重力测量法、联合平差发、平差转换法、数字模型抗差的估计法、数值逼近法以及神经网络法等。其中重力测量法主要应用在物理学和海洋学当中，具有较高的可靠性，但是平原地区使用存在一定不足，并且精度较差；联合平差法由于多类数据的组合因此说效果比较明显，但是由于其只能够对观测数据进行偏差评估，而且容易受到外界因素的干扰，因此结果并不能保证非常精确；平差转化法主要用于三维坐标中部分点的测量，但是这种方法对于参数的要求较高，极易受到限制；数字模型抗差估价法的基础是数学模型，能够在观测值非常小时，去除观测值，但是这种方法由于受到多种外界条件的影响，因此在观测数据的可靠性以及准确性上存在不足；数值逼近法的基础是数学模型，在知道正常高与大地高的前提下，将其代入公式，计算出高程的异常值，再通过GPS测出异常值得差来得到最终结果；神经网络法是最小的一种转换方法，优点是不需要建造模型来进行解决，而是通过转换消除未知因素，因而这样的标准较高。

3公路工程测量中GPS高程拟合的应用

3.1公路控制测量

在进行公路控制测量的过程中，因为路线所经之处高程起算点往往较少，同时需要较高的起算精度，则传统的测量技术难以满足其测量的需要。GPS技术比传统测量技术更具有优势，可以克服这一难点。上世纪九十年代，我国的公路控制测量中已经运用了GPS定位技术。在公路控制测量中，主要是利用静态相对定位GPS技术建立线路高精度控制网的方式运用GPS高程拟合技术的，这样一来可以使测量结果满足厘米级的精确度。目前，越来越多的公路工程开始运用GPS高程拟合测量控制技术，尤其是山区的工程测绘领域更适用于这种技术。此外，也逐渐广泛的运用以GPS高程拟合技术为基础的公路线路，在实际的项目建设中例如大广高速公路、青银高速公路等中，发挥了重要的作用。与此同时，运用GPS高程测量主要有不需要交通线路连续贯通，因此，陡峭的山区峡谷和密林等复杂的地形中更适合使用这种技术，在这些地区难以解决的问题都可以运用GPS高程测量得到很好的解决。

3.2公路测设测量

近年来，先进技术层出不穷，与此同时GPS动态定位技术取得了巨大的进步，逐渐完善了其高程拟合的RTK定位技术，尤其是在公路测量及放样中得到了广泛的使用。GPS高程拟合的RTK定位技术的优势主要体现在测量结果比较可靠、效率高、测量时间不受限制，同时可以获得三维坐标，提供安全可靠准确的测量数据结果。通常而言，使用RTK法获得坐标、高程这种技术的，保证总体范围内图根级控制网可以在短时间内建立。基于此，可以快速开展绘制带状地形图，测量路线平面和纵面测量数据。除此之外，这种技术可以有多种公路测量应用，其中最为重要的方式包括中线测设和构造物放样，绝大多数的公路测量都可以使用。应用范围广且高效，使测量的可靠性和精确度得到保障，进而为道路的工程建设提供技术保障。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

结语

综上所述，现阶段公路工程测量中GPS高程拟合技术得到了广泛的应用，不仅可以提高劳动效率，还能够降低作业人员劳动强度，有效保证测量质量，但是仍旧存在一定不足，因此说我们必须加大技术研究力度，不断进行完善，促进其在公路工程测量中充分发挥应有作用。

参考文献：

[1]邰昌智,马波.GPS高程拟合在公路工程测量中的应用分析[J].科技展望,2016,26(35)：116.

[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,2016,(01)：168+172.

[3]张利.GPS高程拟合在公路工程测量中的应用[D].长安大学,2012.

[4]贺园园,孟鲁闽,王梅.GPS高程拟合在工程测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2010,33(02)：127-129.

[5]陈继光.公路工程GPS网高程拟合问题的BP网络结构探讨[J].测绘技术装备,2001,(03)：12-14.