GPS在道路工程跟踪审计中的运用
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00
作者简介：吴?h（1977-），女，江苏苏州人，硕士，工程师，研究方向：工程造价、工程管理。现任职于苏州市职业大学。
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，专用于军事上情报收集、核爆监测和应急通讯等方面，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在建设工程中GPS的灵活应用，也帮助建设行业大大提高了精准度。尤其在道路工程中，由于线路长，已知点少，施工过程中用常规的测量手段，投入的人力相对巨大。目前，随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，GPS主要用于建设线路工程控制网及测定航定测外控点等。随着公路等级的发展，对勘测技术提出了更高的要求。因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。
在机场、道路、桥梁、厂房及高层大楼等大型工业民用建筑工程施工中，利用GPS辅助控制的机械设备可以精确地将各种大型预制件安置在设计位置上，一次到位，并使大规模混凝土浇灌一次性达到预订的设计高程，提高施工精度、整体强度以及平整程度。
2 GPS技术在道路工程的应用
在道路工程中，由于线路长，已知点少，施工过程中用常规的测量手段，投入的人力相对巨大。目前，随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，GPS主要用于建设线路工程控制网及测定航定测外控点等。随着公路等级的发展，对勘测技术提出了更高的要求。因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。
3 GPS技术在道路工程踪审计中的运用
道路工程的跟踪审计首先必须复核工程计量，但是在道路工程施工过程中，由于线路长，已知点少，很难进行实地勘察。在中线平面位置放样的同时，可获得纵断面，在中线放样中需实时把基准站的数据由数据链传到移动站，从而提供移动站的实时位置。在道路工程跟踪审计中，原地面测量，包括河塘淤顶、淤底高程测量，开挖、回填土方量的计算等，工作量多，涉及造价金额大，计算复杂，要快速、准确的计量和复核，使用传统方法，有一定难度。传统的原地面和河塘高程测量时，通常采用设计院提供的控制点（或经监理复核过的加密点）黄海高程为基准点高程，用水平仪和卡尺通过后视方法测得观测点高程，即“仪高”，然后用水平仪通过前视方法测量各待测点的黄海高程。如果控制基准点离被测区域较远，或水平仪仪高与被测点高程差超过卡尺高度范围，必须要通过一次或几次转点，水平仪要移动几次，才能测量被测点的黄海高程，这在河塘淤顶、淤底测量工作中经常会遇到，增加了误差的叠加系数。在道路工程原地面，河塘淤顶、淤底测量复核高程的过程中，用传统方法最难以检测复核的是被测量点与道路设计中心线桩号和边距（相对垂直距离）。目前一般的做法是施工单位在被测位置区域用间断的石灰线“画”出一条虚拟的道路设计中心线，或更多情况是在被测区域插上几面彩色旗标示道路中心线，监理单位也不复核是否与实际道路设计中心线桩号和边距是否吻合，就开始对各点黄海高程进行测量了，这势必会造成被测河塘与道路土方施工范围的相对位置、道路中心设计线桩号和边距的准确性存在不确定性；也造成河塘长度、宽度、坡脚线位置、土方回填范围、回填数量计算结果存在误差的隐患。
审计组进驻现场后，结合道路工程设计图纸结构层和道路原始地坪地形情况，配备了全球卫星定位GPS测量仪。把该工程标段各控制点坐标系统和黄海高程数据（x，y，h数据）录入GPS仪器，并在相对应的各对应点进行实地测量，取得三组以上比对数据后，通过仪器软件进行解算，取得与区域系统坐标、黄海高程相一致的测量标准值后，就可以测量区域系统坐标和高程了。再把设计院提供的设计图道路中心线交点控制表数据输入软件中，导入含有道路平曲线中桩数据信息的程序后，区域系统数据（x，y，h）就转换为道路坐标系统数据（K，D，H）。在GPS测量仪显示屏上就能清晰地看到象车载导航仪一样的线条――道路设计中心线，并会在仪器显示屏上自动显示测量所在点位置：道路设计中心线桩号和边距数据（比如K7+580，DIST：-17.6米，H：-1.35米，表示：对应桩号K7+580桩号，所在位置距离道路中心线左侧17.6米，测量高程数据为-1.35米）。GPS测量仪道路坐标系统的导入和应用，使道路原地面或河塘各测量点与道路设计中心线桩号的相对位置和距离能精确显示出来，测量数据更直观，更符合原始地貌真实状况。利用苏州市范围（包括六县市）统一的CORS网络，现场测量人数由两人以上到一人，使得测量工作更简便，测量效率也大大提高。根据该原地面测量数据，包括河塘岸边坡顶、坡脚，河塘中间各测量点边距、高程数据，结合道路设计纵断面线变坡点设计高程、圆弧半径，设计横断面放坡坡比，变宽段、渠化段，超高、反超高的位置、宽度和长度，扣除路面、路基结构层设计厚度后，软件自动带帽、绘制、计算横断面图形和面积。横断面道路土方计算方法从以前的河塘部分回填与道路部分回填分别绘图计算，到现在可以合并在一张横断面图上计算，并与道路设计图横断面挖填数据相比较，便于核对。 比如对该工程其中一个河塘的淤底原地面数据测量复核过程中，通过GPS仪器测量数据比对，发现部分测量点所对应的道路中心线桩号位置不对，及时进行了调整，移到正确位置，也避开排水沟槽等低洼地点。经变更后重新测量，结果显示边距比原来减少4至5米不等，道路中心线跨越河塘范围长度减少5米，淤底黄海高程也有误差。同时在河塘横断面数据上增加补测了河塘岸边，河底坡脚相关高程、边距数据；在道路纵向方向，除增加了河塘岸边，河底坡脚数据外，对有变宽段、变坡段、渠化段和超高段起点和终点横断面边距、高程数据进行补充测量和记录。对测量数据进行调整确认后，结合道路设计纵断面线控制线数据（该高程数据可统一扣除该点位道路面层和基层结构层厚度），各道路段落横断面相对应的宽度和坡比数据，通过道路土方计算软件导入经校验调整过的含有道路桩号、边距和高程原地坪数据，经带帽后形成多个闭合空间，并自动判断、计算各闭合区间的横断面挖、填形状和面积，区间长度，并分别计算、汇总所对应路段挖、填土方的分项数量和总量，相关数据可导入、导出AUTOCAD、EXCEL等软件进行计算、比对。经核对，该河塘土方回填量与原申报量相差1500m3，经核对确认后及时进行了调整。
4 结论
利用GPS测量仪，除了在道路原地面测量、道路坐标系统、横断面面积复核以外，还利用所测量的数据直接计算所测区间工程的项目长度、面积和空间体积；结合南方CASS软件，把原始地坪测量高程数据或原地面等高线电子文档，与工程设计图形高程数据分别导入后，利用软件中DTM计算法（方格网法、三角形网法），可计算大型、复杂造型的土方量。在景观、绿化工程土方造型工程量算量、复核方面也得到大量应用，取得了很好的效果。建议在建设行业推广GPS技术的多方面应用。
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