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GPS在道路勘测中的应用探析

2014-08-15张燕峰广东协立工程咨询监理有限公司广东中山528400

江西建材 2014年22期
关键词:精准度勘测测绘

■张燕峰 ■广东协立工程咨询监理有限公司,广东 中山 528400

GPS技术是全球卫星定位系统的简称,可以为人们提供精准的三维空间数据或者动态物体的三维立体速度与时间等数据资料,在全世界范围内被广泛的运用在各领域。随着其技术的不断成熟与发展,其测量技术已经实现了自动化和实用性的结合,在道路勘测工作也得到了实际的应用,这是一种对传统道路勘测技术的革命性提升,特别是其可以得到道路三维空间坐标的具体精准数据,让道路勘测得到了自动化与数字化的快速提升[1]。

1 GPS全球定位系统的技术优势

(1)测量站点间可非通视。在传统的测量学中,测量点间需要通视效果,这也是道路勘测中的难点,但是由于GPS的应用,只要测量站点的上空开阔无障碍便可以利用卫星信号对勘测点之间进行数据获取。

(2)精准定位。普通的双频定位系统接收仪的基线精准度在5mm+1ppm,红外仪技术的精准度为5mm+5ppm,而GPS在测量的精准度方面与红外仪相近,其优势主要显示在远距离的测量精准度上。据有关数据显示,在基线少于50km的情况下,其定位精准度在12x10-6,但是如果是100km到500km的基线情况范围内,其精准度可以高达10-6到10-7。

(3)测量快速。以小于20km的短距离基线情况下为例,其定位测量的时间仅仅需要5min即可。相比传统勘测方式,其优越性是毋庸置疑的。

(4)可收集空间三维坐标数据。GPS的技术不仅仅可以快速准确的进行区域平面勘测,同时还可以将地域的三维空间坐标数据进行提供,精准的观测到地面的高度情况。

(5)操作简单。由于GPS在操作技术的自动化上发展成熟,而作为测量人员仅仅需要安装相关仪器和监控测量运作状况,其他的信息数据收集工作制仅需仪器自身来完成。

(6)可24小时作业。GPS的勘测不受地域、时间的影响,可以不间断的进行连续勘测作业,同时也不受普通气候变化的影响,因让勘测工作受外界影响较少。

2 GPSRTK技术的优势

(1)动态精准测量。对平面动态情况的精准定位测量可以达到精细到厘米等级的效果。

(2)提升GPS效率。可减少粗糙采集导致的返工问题,提升整体的GPS工作效率。而放样的点位只需要停留1s-2s时间,而小组作业人员仅需3-4名,每天的测量数量可以达到5km-10km。如果用于地形的测量,一个小组每天的地形测绘可完成0.8km2-1.5km2的范围。

(3)使用范围广。道路的三维空间测量,施工的放样、建立与竣工测量,以及GIS的前端数据收集等方面都可以使用。如果联合其他辅助应用软件,可以实现全站的仪器联合效果。

3 GPS技术在道路测量中的实际应用

3.1 GPS在道路工程中的运用

GPS的勘测精准度高,不受地域环境和时间的局限,在地形复杂,条件恶劣的区域的使用特别凸显其优势。其测量优势还体现在其高效率不会受到人为因素的干扰,全作业过程全部依靠电子技术和计算机技术的自动运行和数据处理。GPS的应用可以减少工程中所投入的人力、物力和时间成本,同时还可减少对野外砍伐的工作量,让勘测工作提升效率,减少资源消耗。一般情况下,GPS的工作效率是传统常规方式的3倍以上。随着道路建设发展逐步延伸到山区或丘陵地带,GPS的测量在这些恶劣的环境中更加提高了勘测的精准和效率,不会受到地形条件的干扰,突破了常规测量的种种局限。

3.2 GPS RTK技术的实际运用[2]

现代道路建设中GPS RTK的运用主要集中在地面数字模型数据的采集、控点加密、中线放样和纵面测量等。由于定位精准到厘米,可以用于线路控制网络的加密。

3.2.1 大比例的地形测绘

高级别的道路线路多需要比例为1∶1000或者1∶2000的带状地形绘图上进行,而传统的测绘方式需要先建控点,然后碎部测量,从而进行大比例的地图测绘。而这种方式不仅速度慢,并且工作量大,投入成本大。而运用GPS的动态测量技术则可以将其困扰完全解除,只要在道路沿线碎点上停留1-2min,就可以精准的获得地形的三维坐标,然后输入点位编码和属性,就可以收集到整条带状碎点数据,而绘图工作只需要在室内通过软件完成。

3.2.2 道路选线和中线放样

在道路选线中,一般会以减少农田占用和房屋拆迁,尽可能使用旧道路基的原则来进行。GPS RTK技术的运用可以更加精准的选择道路中线,让其符合设计需求,只需要通过GPS RTK车载方式进行流动站点的数据采集,沿着道路中线以一定间隔频率来收集各点数据,选择已知点位作为参考点,遇到重要的地段物体,精定位,而后将数据传入计算机,运用CAD软件进行选线操作。在定线之后需要将道路的中线标定在地面上,运用GPS实时的测量,将中线桩点录入到GPS电子簿中,系统将自动进行放样定点。由于每一个点位都是通过独立测量采集所得,因此不会产生点位的累计性偏差,各个点位的放样精准度一致。实际道路路线是以直线、缓和曲线和圆曲线等组织构成,在放样的过程中,只需要输入各个主控点编号、起终点的方位角度、直线段的距离、缓和曲线的长度、圆曲线的半径等数据就可以放样,而所有的工作是由GPS系统自行完成。相比传统极坐标方式要更为快捷。如果要在各线段之间增加桩点,只用输入桩号就可以由GPS自行完成。

3.2.3 道路纵横断面处放样

在纵断面放样,首先需要在GPS电子簿中输入放样的相关数据,生成放样点施工测设的文件存储后,可以在任何时间到现场进行放样测设。横断面的放样操作同纵断面一致。软件还可以自行与地面线衔接完成“戴帽”操作,还可以通过断面法来计算土方量。软件绘图可描绘出道路沿线的横纵断面图,其数据的来源主要是地形图测绘而来,不需要现场对横断面进行测量,减少了工作量。而且在动态GPS的协助下还可以进行现场的复核操作。

4 结论

GPS技术运用到道路测绘方面,可以不受到复杂地形环境的影响,同时以高精准度、少人力、快速的完成数据的整理工作。地处冲积平原、水域纵横、建筑物密集,山地、丘陵复合型地带的广东地区,地形复杂,在道路的建设方面,如果使用GPS技术,则可以极大的提升测绘的效率,减少户外作业的时间,降低道路建设的整体时间、人力和物力成本,是当下行之有效的高效率道路勘测方式。不仅仅在广东地区,即便是在地形复杂的全中国范围内,这种技术都具有一定经济实用性,值得广泛的推广。

[1]应晓伟.GPS在道路工程中的应用分析[J].现代装饰理论,2011(5):148-149.

[2]谢振磊,胡勤涛.GPS在道路控制测量中的应用探讨[J].中国新技术产品,2014(5):17.

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