内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:36:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

路面3D智能摊铺可行性的探讨

传统的路面摊铺工作已为我们所熟悉，整个摊铺过程工作比较多，对机械及人员的配合，天气等各方面要求都比较高，施工企业的投入也相对比较大，针对这一情况，施工企业以及一些相关研究单位也一直在不停地寻找一种更为省时，省力，省钱的施工方法！下面主要介绍一种目前最新的摊铺施工技术—3D智能摊铺。

一、3D智能摊铺机构造及各自作用。

总体来讲，机械主要由四部分构成，摊铺机、GPS，激光系统，控制系统。单纯从摊铺机本身来说，在这个系统中，摊铺机并没有改进，与现在走钢丝型的摊铺机一样。GPS作为目前一种高效率的测量工具，在施工行业中，它正逐渐被广泛地采用。在这个摊铺系统中，它的功能就是测平面坐标（不包括高程）。激光系统，由于GPS的高程精度达不到路面施工规范的要求，所以采用了激光系统测量高程。控制系统，它主要是接受以及处理数据，根据与设计数据对比从而来操控摊铺机，达到摊铺的规范要求。 二、GPS系统

其实，平时我们将所有通过接收卫星信号而得到三位坐标的仪器叫GPS并不准确，因为目前至少存在三种卫星，包括我们国家的北斗卫星，俄罗斯的GNSS，以及美国的GPS，在工作中我们习惯了将三者都称作GPS!下面介绍下。

（GPS定位原理图）

在用3D智能摊铺机摊铺过程中，基准站应架在一个固定的位置不动。这个位置要求地势比较高，这样一方面方便接收天上的卫星信号，另一方面方便发射的信号传播出去。流动站安装在智能摊铺机的固定位置处。GPS能得到高精度的平面坐标，主要是通过观测接收来自天上的卫星信号（载有距离、时间以及卫星本身的点位信息等）。观测的卫星数有要求，流动站和基准站必须同时观测到4颗以上的公共卫星。

GPS（更确切来说是RTK）是一种能够在野外实时、动态地得到厘米级平面定位精度的测量方法，它的出现极大地提高了野外作业效率与准确性。GPS平面定位精度能达到厘米级，这完全可以达到高速路规范对道路平面定位精度的要求。当然，它也有它自己的缺点，其中影响最大的是它可能被空间遮挡物隔断信号，导致信号失索，从而无法准确的测得待求点坐。这一缺点直接决定了它不能在隧道内使

用。如果是山区遮挡物比较多，通常情况下单星接收机一般不能使用，双星和三星的接收机（单星接收机：指的是只接受一种卫星信号的接收机，现在在我们国家如果提到单星接收机，一般都指只接收美国GPS卫星信号的接收机。双星接收机：指能接收两种卫星信号的接收机，目前我们说的双星接收机，一般指能接收我们自己国家的北斗卫星信号和俄罗斯的GNSS，或者北斗卫星信号与美国的GPS卫星信号。三星接收机：指能够同时接收北斗、GNSS、GPS三种卫星信号的接收机）的影响不是太大。要是在山区使用智能摊铺机，需要提前到施工现场做下不勘察，看山区的遮挡对GPS的影响程度，如果影响比较大，我们可以使用较为先进卫星接收机，尝试下能否消除这一因素。当然，费用方面也会相应的增加。如果遮挡过于严重，或者周围存在严重影响卫星信号的因素（比如大面积水域，大量高压杆线），那只能采取其它措施进行摊铺作业。这只是根据现在的技术水平来判断，日后也许通过一定的技术水平能克服这一缺点。对于高程，GPS技术是间接地测定点的正高或正常高。GPS水准包括两方面内容：（1）采用GPS方法确定大地高，（2）采用其他技术方法确定高程异常值。从而确定正高或正常高。高程异常值比较难以确定，它随地形以及所处地理位置等因素的差别而有所差异，可以说高程异常随所处位置不同而不同，根据测绘部门所给的某点高程，只能推出该点处的高程异常值。当地势变化很大时，控制点之外的点的实际测得高程异常值与测绘部门所给的将会有所不同！这种状况在地势较陡峭的山区会有较显著地体现。所以，GPS所测高程一般达不到路面规范要求的高程精

度（-1cm~+1.5cm）。下面针对高程异常值这个概念做个简单的介绍。

由GPS所测得的高程是测站相对于WGS-84椭球面的大地高即图中靠左侧的Hg，而我国所采用的高程系统是相对于似大地水准面的正常高系统即图中靠右侧的H。地面点大地高，正常高，如图1所示，存在以下关系：

H=Hg-△ξ （1）

式中，H为正常高，Hg 为GPS测得的大地高，△ξ即为高程异常。

从上式可知：Hg可以由GPS相位测量精确测定，如何求得正常高，关键在求解各点的高程异常△ξ。

三、激光系统

由于GPS所测高程达不到规范规定的精度要求，所以必须采取其它的智能控制高程的办法。目前市场上存在的激光系统算是最新的

一种高程测量手段。

激光系统主要有三部分组成，激光发射器，激光接收机，激光控控制器。

摊铺板底部高程=已知点高程+发射器仪器高HI－接收机仪器高HR

（图为目前市场上以研发出的激光测高程产品）

1、 激光发射器。用于发射激光，形成激光平面。激光发射器一般都具有自动安平功能，若在工作中受振动或碰撞发生偏离，会自动停止发射，报警并重新自动安平。在道路施工中，激光发射器一般安装在道路的一侧。

2、 激光接收器。用于接收激光信号，显示信号，并将信号传输给控制器。激光接收器一般安装在平地机具上，通过电缆与控制器连接，接收器接收信号的精度可以调节，如LS-B2激光接收器的精度控制范围为±3mm～±5mm。

3、 激光控制器。用于处理激光接收器传输来的信号，控制液压工作站工作，从而调整摊铺的厚度、横坡。

其实激光系统的原理并不是多么复杂，与水准仪的原理差不