在高速公路測量中,由于地形較為復(fù)雜,公路等級高,如若采用常規(guī)測量方法要保證測量精度要求相應(yīng)較困難,因此在路線平面控制測量中采用了先進的GPS進行導(dǎo)線網(wǎng)測量及平差,中線定測運用GPS動態(tài)放樣,即省時又省力且確保路線測設(shè)精度。GPS測量在老集高速公路中的應(yīng)用為施工控制打下了堅實的基礎(chǔ)。
一 GPS測量主要有以下特點:
(1)測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學(xué)的難題。GPS這一特點,使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊,以使接收GPS衛(wèi)星信號不受干擾。
(2)定位精度高,一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm + 1PPm,而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm +5PPm, GPS測量精度與紅外儀相當(dāng),但隨著距離的增長, GPS測量優(yōu)越性愈加突出。大量實驗證明,在小于50km 的基線上,其相對定位精度可達12×10-6,而在100～500km的基線上可達10-6～10-7。
(3)觀測時間短。在小于20km的短基線上,快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。
(4)提供三維坐標(biāo)。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時,可以精確測定觀測站的大地高程。
(5)操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。在觀測中測量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài),而其它觀測工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。
(6)全天候作業(yè)。GPS觀測可在任何地點,任何時間連續(xù)地進行,一般不受天氣狀況的影響。二 二常規(guī)二測量方法與GPS測量對比的缺陷:
(1)規(guī)范對附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定,一般對于高等級公路均要求達到一級導(dǎo)線要求。這樣,導(dǎo)線附合或閉合長度最長不得超過10km,結(jié)點導(dǎo)線結(jié)點間距不能超過附合導(dǎo)線長度的0. 7倍。這種要求一般在實際作業(yè)中難以達到,往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。
(2)搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統(tǒng),往往國測、軍測、城市控制點混雜一起,這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題,如果用不兼容的起算點,勢必影響測量質(zhì)量。
(3)國家大地點破壞嚴(yán)重影響測量作業(yè)。由于國家基礎(chǔ)控制點,大多為50、60年代完成,經(jīng)過30多年,有些點由于經(jīng)濟建設(shè)的需要被破壞,有些點則由于人們?nèi)狈α私庠馊藶槠茐摹Ｔ谶@些地區(qū)進行路線測量作業(yè),往往在50km以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測點。這樣路線控制測量的質(zhì)量得不到保證。
(4)地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實施。一般路線的控制點要求布設(shè)在距路線的300m范圍內(nèi)。由于通視的原因,這一條件難以滿足,甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區(qū),根本無法實施常規(guī)控制測量。
(5)長大隧道、特大橋等構(gòu)造物一般要求測量等級在4等以上。用常規(guī)測量方法,往往采用增加測回數(shù),延長觀測時間等費時、費工的方法來設(shè)法提高精度。
(6)長大隧道、特大橋多為地形復(fù)雜困難地帶,進行常規(guī)控制測量,為通視和網(wǎng)形,往往砍伐工作量相當(dāng)大,這樣測設(shè)費用很大,作業(yè)艱苦。
(7)長大隧道及特大橋的控制網(wǎng)高精度及與路線網(wǎng)的低精度銜接,雖說用平差方法可以得到克服,但由于地形條件困難,其聯(lián)結(jié)的測量工作量很大,且不太方便。實際工作中,構(gòu)造物的控制測量與路線的控制測量經(jīng)常出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。如用GPS測量,上述列舉的缺陷均能一一克服,并提高作業(yè)的效率,減輕勞動強度,保證了高等級公路測設(shè)質(zhì)量。
由上可以看出GPS測量在高速公路測量中具有以下優(yōu)點:
(1) GPS測量作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制,非常適合于國家大地點破壞嚴(yán)重地區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點工程地區(qū)等。
(2) GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響。整個作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)控制、自動記錄、自動數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動平差計算。
(3) GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測量模式。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧道勘察。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。
(4) GPS測量可以極大地降低勞動作業(yè)強度,減少野外砍伐工作量,提高作業(yè)效率。一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)測量方法的3倍以上。
(5) GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣,是GPS測量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展形勢下,往往由于這些地區(qū)地形條件的限制,實施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測量有困難, GPS高程測量無疑是一種有效的手段。GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng),不僅具有全球性全天候連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力,而且具有良好的抗干擾性和保密性。其定位技術(shù)的高度自動化及其所達到的高精度和具有的潛力引起測量工作者的極大興趣。隨著GPS測量理論與設(shè)備的不斷發(fā)展,使得GPS測量技術(shù)日趨成熟,測量功能更加完善,應(yīng)用面更廣,操作更簡便,使GPS測量更實用化和自動化。