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1、高速公路工程测量中GPS的应用摘要：全球定位系统（GPS）是美国在上世纪90年代研发并投入使用的卫星导航定位系统。GPS可进行高效、精确的测量。本文在对这一系统的组成和特点阐述的基础上，对其在高速公路测量中的应用作了研究和说明。关键词：GPS；测量；应用中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号： 最近几年，全球定位系统在公路工程测量得到广泛应用和迅速推广。这取决于于 GPS 系统能够向全球用户全天候连续提供高精度的三维坐标的优点。并且，三维速度和时间信息等技术参数给民用工程领域带来巨大便利。 本文首先介绍GPS 系统的组成以及工作原理。然后对其在公路工程测量中的应用做说明。 1GPS
2、系统的组成及优势 GPS 系统由三大板块组成，分别是空间卫星星座、地面监控站及用户设备，具有以下优势： 1.1定位精度高 一般双频GPS 接收机基线解精度优于红外仪精度，为 5mm+1ppm。但总体而言，GPS 测量精度与红外仪相差不多，GPS 测量的优越性随着距离的增大表现出来。实验证明，在小于 50km 的基线上，其相对定们精度可达 1210- 6，而在100km500km 的基线上可达 10- 610- 7【1】。 1.2 测站之间无须通视 测量学发展历程中，一直受测站间相互通视难题的困扰。对与测量技术人员来说，在地形复杂的地区找通视点尤其困难。利用GPS测量使得测站之间无需通视。因此，
3、选点更加灵活方便，但是为了便于接收信号测站点附近必须保证宽阔。 1.3 操作简便 高自动化是GPS 测量的一大特点。现在GPS 接收机已变得越来越小，并且智能操作也更加简单。这对观测人员的技术水平要求不像以前那么严格了。测量仅是将天线对中、整平，量取天线高，打开电源即可进行自动观测。利用数据处理软件处理相关数据后测点的三维坐标即可得出。而如卫星的捕获、跟踪观测等其他测量工作也全部由仪器自动完成【2】。 1.4 观测时间短 每个测站上的观测时间在采用GPS布设控制网时，一般可控制在在30min40min 左右。快速静态定位方法的采用大大缩短了观测时间。例如使用 Tmi ble4800GPS 接收
4、机的 RTK 5秒内即可求得测点的三维坐标。 1.5 全天候作业 GPS 可在任何时间和任何地点连续地时行施测，不受天气和地理环境的影响，这也是很多施测单位和技术人员选用GPS测量的主要原因。 2公路GPS控制网的建立及控制体现 按GPS 控制网规程要求每半米到1米之间间设一控制点，控制网等级参照公路等级确定。在确定布网方案之后选点、埋石，实测，后期利用软件处理数据、评定精度，根据实测的结果进行平差计算。整个过程在精度达到相应等级标准后结束，这便能够建立起高速公路的 GPS控制网。 控制的设立，主要目的可以体现在以下几个方面：（1）公路航拍图按照现有的GPS控制网调整控制的过程和相应的控制区的
5、宽度;公路勘测阶段，可以大大提高分类的准确性和原始数据的准确性;在施工阶段，根据设计要求，GPS控制网可以实地放样以及构造物放样;对公路的道路建设可用GPS控制进行有效改造和有效转换。 3GPS在高速公路工程测量工作的应用 公路工程的测量主要应用了GPS的两大功能：一是静态测量，另一个是动态测量。 3.1 GPS控制网建立的过程 对与路线走向，在收到测绘任务后首先进行的初步调查和了解。落实GPS点的位置，确定可不可以在测线附近进行复测（利用高水平的GPS点）。根据道路等级，沿线地形地貌，地理环境布局GPS控制网。并且根据经营卫星接收的各种因素优化设计精度要求。加密。因为作为道路主管控制的GPS
6、控制网，要求必须使用其他测量方法在每一个510公里处布设一个点。实际上只有三个GPS观测点可架设GPS仪器观察，确定三个点的坐标。根据本身通常用于测量道路最佳的接收器的特点，同时可以观察到4个GPS点，这样可以大大加快了测量速度范围。 GPS点的选线和控制点，选择点和易于使用和申请后，根据规格埋石，埋后做好标记。常见的4个GPS点观测时间，有效观测卫星总数应满足监管要求，一般观测时间和观测卫星有效数量的规定外，应符合规范的要求在同行业中观察到适当水平【3】。 外业观测结束后，GPS数据传入计算机，使用适当的数据处理和数据分析软件，进行实地观察，一般过程分为基线解算和检查的GPS控制网平差计算两
7、个步骤。然后，接收与处理软件作相应调整，不同类型的接收和处理软件，在不同的格式生成的数据，但通过国际标准格式（RINEX）转换，然后根据不同格式的数据结果精确数据，按照每一个模型选择软件和调整的结果，要求精度高，这是选择软件最简单、方便的处理方法。最好能提供一个调整的全面报告，人性化的调试，并最终获得数据处理的更好的结果。首级GPS控制网，使用全站仪测量附合导线加密路线的GPS点分布划分成几个部分，每个部分分别连接导线测量，以确保每个部分连接导线开始GPS点，并最终对GPS点。最后，每个连接遍历数据传输到电脑的角度，从调整，得到最终的结果。 3.2 动态 GPS 技术在公路工程测量中的应用 动
8、态GPS技术在公路勘察中主要在实时动态定位技术方面进行公路勘察。实时动态定位技术是基于载波相位观测值的实时差分全球定位系统（RTDGPS）技术为基础，这是GPS测量在公路工程technologya突破，有广阔的发展空间，实时动态定位系统（RTK技术）由一个基站和流动站，无线数据通信实时动态测量，原则是保证是作为参考点。作为一个通过无线电发射设备，同时接收卫星信号，安置接收的卫星接收机站的连续观测的基准站接收机，采取精确控制点的位置，观测数据基站。根据计算结果相对定位的原则，实时三维坐标站和测量精度，使用户能够实时监控的测试点数据的观测和基线解算结果，根据精确规格的测试缩短观测时间，从而减少冗余
9、观测，提高了工作效率。 GPS静态定位和动态结合的方法，在工程单位可以有效的完成公路平面控制测量精度。施工中使用传统的方法和GPS技术与生产过程相结合，可以大大降低工作成本，提高工作效率。跟踪能力与发展的GPS初始化时间越来越短，以及越来越高的准确性，越来越强的可靠性并且具有良好的价格优势。预先控制和测量过程中，对施工程单位的复杂问题带来极大的方便。 6结束语 本文通过GPS技术在公路工程测量中的应用做了分析研究，概括起来就是：具有精度高，其业务摆脱距离的限制，非常适合国家大地严重受损地区，地形复杂和困难地区以及全国重点GPS运营项目区。GPS测量可以大大提高工作质量和取得的成果，这是不受制于
10、人为因素，由微电子技术，计算机控制整个操作完成，自动记录，自动数据采集和预处理，自动调整处理。GPS可大大降低劳动作业强度，减少了该领域的工作量，提高运营效率，与一般的测量效率相比GPS的调查工作效率高出三倍;对GPS测量精度高的平面测量同高精度GPS测量一样，特别是在当前公路逐渐向山地丘陵，区域延伸，实施常规的几何水准有困难，因为这些地区的地理条件和地形复杂。GPS高程测量的是一个有效的方法，GPS在公路上测量中存在广阔的发展前景。 GPS技术在公路工程中的调查分析，可以归纳为：具有精度高，其业务的距离限制，非常适合国家大地严重破坏的地区，地形复杂和困难的领域，以及在关键国家GPSopera
11、tion项目区。 GPS测量可以大大提高质量的工作和取得的成果，这是不是由其他因素的控制，微电子技术，计算机控制整个操作是完整的，自动记录，自动数据采集和预处理，自动调整加工。 全球定位系统，可以大大降低劳动作业强度，减少该领域的工作量，并提高运营效率，GPS调查工作效率与测量效率高出3倍;测量精度高，表面的GPS测量与高高精度GPS测量，逐步向山区和丘陵，特别是在道路，规则的几何标准的区域扩展困难，因为这些地区复杂的地理条件和地形。 GPS高程测量是有效的方法，GPS测量在公路上，有广阔的发展前景。 参考文献 【1】武建华,辛红芳. GPS在秦岭隧道群控制测量中的应用.北京测绘,2008,(01) 【2】陈睿. GPS-RTK技术在地质勘查工作中的应用. 北京测绘, 2010,(03) 【3】金玲玲. GPS在高速公路工程测量中的应用. 安徽建筑, 2010,(02)