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1、浅谈 GPS 在市政道路建设中的优越性侯强中交一公局三公司大同市中央大道项目经理部摘要：随着社会经济和科学技术不断发展,测绘技术水平也相应地得到了迅速提高。测绘作业手段也有了一个质的飞越,测绘仪器设备由过去的光学经纬仪,逐渐地过渡到半站仪,接着又推出了全站仪, 近十多年来推出的 GPS 全球定位技术，随着仪器设备不断地创新,测绘野外作业的劳动强度逐渐减轻,工作效率不断得到提高。本文通过对中央大道、御河东路南延、塔山工业园区道路、经十二路、多晶硅南路及两条漫水路市政工程的分散性对全站仪和 GPS 在施工中的应用进行对比，不难发现 GPS 的诸多优点。关键词：全站仪、GPS 应用对比、GPS 的优
2、点随着我国 城市建设 的迅速发展，市政建设成为目前道路行业的一个新亮点，中交一公局三公司 对市政工程市场开发的扩大化，市政工程主要是指城市基础设施建造。 市政工程 有其独有的特点：一是市政工程是由政府投资的公益性项目，其产品为公众使用；二是市政工程的投资效益只能在其使用过程中显现。正是由于市政工程具有这些特点，铸就了市政工程在城市建设中的特殊地位。市政工程主要服务于城市区域，政府的目标、交通的限制、便利市民的要求，市政工程的工期一般不会太长，属于 “短、平、快 ”的建设性质 。这就要求我们市政项目在短时间内，高质量、高效率的去完成工程，以达到业主的要求。1 1 工工程程概概况况2011 年我项
3、目的施工任务有 中央大道 5.5 公里、御河东路2.3 公里、塔山工业园区 1.5 公里、 经十二路 0.82 公里、多晶硅南路5.8 公里、漫水路 3.4 公里、二电厂专线 5.2 公里，全长 26.62 公里的市政道路。包括路基施工、综合管线施工和路面施工。 由于各工程分布于大同市不同方位，相邻最近标段为100 米，最远标段距离 30 公里， 呈现出点多面广的局面，且工期紧、任务重。从 4 月 3 日开工到 10 月底停工， 5 个月的时间我们测量组6 个人 完成了26.62 公里， 7 条路的水准、导线加密和复测，26.62 公里的综合管线及井位放样，路面各结构层、侧平石及人行道板砖的安
4、装等放样。我们在测量工作中引入GPS 测量设备，保证了施工进度和施工质量。为我们在大同市市政建设中创造了良好的信誉，争得了荣誉。本人通过对 2011 年项目测量施工工作进行总结，对GPS 测量设备在市政道路建设中的优越性有了粗浅的认识，将全站仪、GPS 测量设备在市政工程测量中的应用进行了对比。2 2 全全站站仪仪与与 G GP PS S 的的测测量量原原理理对对比比2.1 全站仪 的原理 是指由电子经纬仪、光电测距仪和电子记录器组成的，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理 。通过外光路系统能使 光敏二极管的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经
5、同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收，由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作。2.2 GPS 的原理 简单的说，这是一个由覆盖全球的24 颗卫星组成的卫星系统。能够提供实时、全天候和全球性的导航服务。GPS 全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分 GPS 星座；地面控制部分 地面监控系统；用户设备部分GPS 信号接收机。用户通过GPS 接收卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现利用GPS 进行导航和定位。由于他们的原理不同，所以使用时所受的条件限制不同。3 3 全全站站仪仪与与 G
6、 GP PS S 使使用用条条件件对对比比3.1 全站仪的使用条件3.1.1 必须要有可见光，而且光线不能太弱，因为全站仪虽然可以自动测量坐标、高程和距离、角度，但是，它也是必须要人眼主动照准目标的，没有光线或者光线太弱，人眼就很难发现观测目标。3.1.2 必须要光学通视，也就是说需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，如果存在遮挡物，要么造成人眼看不到，瞄不准目标，要么影响传出和返回的红外光 或者激光 ，致使 全站仪因为观测条件差的原因测量不出数据。以上两点是使用全站仪测量必须要满足的条件，缺一不可。3.2 GPS 的使用条件3.2.1 不需要很强的光线，必须要对天光学通视。所谓
7、对天光学通视，就是从地面要看的见比较大面积的天空，因为GPS 使用的是人造卫星，卫星和GPS 之间是通过无线电信号进行通讯的。3.2.2 GPS 的两台主机不需要光学通视。GPS 一套是由 2 台主机组成的，一台基准站即架设好以后固定不动的，一台移动站即用来流动工作的，他们二者之间不需要光学通视，所谓不需要光学通视就是两台主机的连线上可以有障碍物。GPS 两台主机之间需要通信使用无线电信号，是通过基准站的外挂电台来实现，使用的无线电频率为460MHz，波长要比可见光长得多，基准站使用的无线电波长为0.65 米左右，从物理学可以知道，波长越长，无线电的衍射角度就越大，而且，电磁波也可以被反射，通
8、过这个原理我们即可得知为什么两台主机之间可以存在障碍物了，所以只要二者之间的通信存在，那么二者之间就可以依靠电磁波传送的信息进行坐标计算，不通视也可以工作。而全站仪工作要使用红外线或者激光来测量距离用于推算坐标的，红外和激光的波长非常短，用来测量直线距离，而且要反射回全站仪的测距头，因此只能光学通视了才能工作。从二者的使用条件上来看，对天通视要比光学通视容易得多,而市政道路建设中遮挡物很多，如房屋、庄稼、树木、电杆、地形等其他因素的影响，使其不能很好的光学通视。 所以从这点上来看， GPS 要略胜一筹。4 4 全全站站仪仪与与 G GP PS S 测测量量距距离离对对比比全站仪属于短距离测量，
9、一般最长测距也就是1.5 公里左右，再远的话人眼难以发现观测目标，而且返回信号太弱会导致测不出数据，如果需要观测的点距离已知点比较远，那么就要需要多次搬站来完成测量工作。GPS 的测量距离一般都在10 公里左右，所以在常规测量的时候，只需要基准站架设一次就可以完成测量工作。5 5 全全站站仪仪与与 G GP PS S 测测量量效效率率对对比比全站仪必须使用对讲机，由操作全站仪的人对棱镜进行指挥，需要两人非常默契的配合， 放样效率低。 人员在不休息的情况下，全站仪1 小时放线最多 1公里。GPS 移动站的手簿可显示方向、距离差、偏差、方位角和高差，一个人看着指示即可完成放样工作，由于手簿上显示的
10、指示数据较全面，放样效率有了很大的提高。人员在休息的情况下，单移动站1 小时放线最少 2 公里。6 6 全全站站仪仪与与 G GP PS S 测测量量误误差差对对比比一般的测量工作全站仪都不可能一次架站完成测量工作，因此需要搬站，搬站之前要把下个设站点测量出来，然后搬站，这时候测量误差就出现了。因为每个点测量的都不可能是绝对正确的，再加上人为 操作 的原因， 都存在一定的误差，在测量上叫误差传播理论，搬站的次数越多，误差累积就越大，如果不进行平差的话，到最后一点的精度就已经很差，这是全站仪无法避免的，但是在平常测量工作中每点都进行平差显然是不可能的，一般只对二级导线以上的点才进行平差。GPS
11、测量的原理是基准站和移动站之间进行比较即差分，获得两着之间的精确相对位置，他们之间连线的精度平面在1cm+1ppm X D，移动站所测量的每个点都是与基准站数据进行比较得出的结果，而基准站的位置是固定不动的，因此移动站所测量的每个点的误差都是相对于基准站的，而不是象全站仪那样是相临之间的两个点， GPS 人为操作也少了许多，大大减少了人为误差。这样一来， GPS 就没有误差传播，也就没有误差累积了。7 7 全全站站仪仪与与 G GP PS S 导导线线加加密密方方面面对对比比现在城市的发展速度很快，导致在城区内，特别是那些发展比较迅速的城市，由于城市建设太快，以前测量时所埋设的控制点已经所剩无
12、几，部分地区甚至缺点严重。而在乡镇上，以前测量工作并不多，所以埋设的控制点本来就不多，而且部分被破坏，使得控制点也所剩不多了。当我们在这样的地区进行测量工作时，问题就出现了，要从比较远甚至很远的地方往测区引点，从第六项的比较上我们可以看出，如果使用全站仪，误差累积无法避免，必须用一级导线或二级导线引点，引到测区后再布设图跟点进行测图，长距离的引点使得控制点引到测区后精度不高，而且一、二级导线的测设工作也很复杂，费时费力费财，工作效率难以提升。如果我们使用RTK 引点的话，一般可以将30 公里以内的控制点引到测区，这最多一上午的时间就完成了，效率提高了很多，而且它不存在误差累积的问题，可以直接在
13、测区布设图跟点，这样一来我们就不必担心控制点少的问题了，有时间的话可以随时拿出GPS 进行控制点的修补测量。8 8 全全站站仪仪与与 G GP PS S 人人员员 及及工工作作量量 对对比比在复核原地面的过程中，工作量往往 全站仪一般需要至少3 人，一人测量，一人跑尺，还有一人 记录 ，需要 3 个人都要对测量有比较深的理解。况且全站仪及三脚架需要技术员背着，负重太大，移动不方便，增加了技术员的工作量。GPS 需要 两个人，一人看基准站，一人测量， 只须一 个人对测量有比较深的理解即可， 技术员手拿移动站就行，移动方便，效率高。外业完成后直接传输到电脑上成图 。图 1 全站仪工作图图 2 GP
14、S 1+1 电台模式 工作图9 9全全站站仪仪与与 G GP PS S 在在经经营营效效果果方方面面的的对对比比全站仪、GPS 在经营中的效果数据对比对比项目全站仪GSP 单基站电台数量一台1+1 台 价格8 万7 万 配备人员3 人2 人 工资（月）6000 元4000 元 对讲机6 个无 对讲机价格1800 元无 合计87800 元74000 元结束语GPS 特点总结为： (1)不受时间、地点的限制。 (2)不受天气限制。 （3）实时定位。 （4）无需通视。 （5）GPS 与普通全站仪 相比，具有精度高、速度快、操作简单、自动化程度高等优点。 由于 GPS 具有以上优点，所以 GPS 比全站仪更适合用于工期紧、任务重、环境差、地形复杂等等的市政和高速工程中。作者：侯强 性别：男 出生日期： 1986 年 11 月 28 日 学历：大专
