GPS技术在公路测量的实践应用

[摘要]gps是一种精密定位技术，在公路工程中也得到了广泛的应用。笔者结合实际工程，较为详细的介绍了GPS在公路测量中的实际操作过程，可供相关专业人士参考。

[关键字]GPS 公路工程 测量 技术要点

[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-4-269-1

GPS是由美国国防部为满足军事需要而建立的全球定位系统。近年来，GPS精密定位技术已在我国得到广泛应用。在大地测量、工程测量与变形监测、资源勘察等许多方面都取得了良好的效果和成功的经验，在新世纪里，GPS导航与定位技术获得进一步的发展，应用将更广泛，效益回更显著，将为我国的经济建设及基础设施建设发挥更大的作用。

1 测区概况

某公路位于采矿区，地形切割剧烈，山势蜿蜒陡峻，坡降大，局部地区为茂密的人工杉树林和桉树林，通视困难，给测量工作带来了一定的困难。本公路设计长6km，位于采区上，由于长期滥采滥挖，民采破坏严重，测区内没有国家等级的三角网点，只有1：2000的地形图。

2 GPS 在公路测量中的作业过程

2.1 GPS控制网的设计

由于本公路等级设计较低，为三级公路，长度只有6km左右，所以GPS E级网就可以满足精度要求。根据实际情况，在设计公路首尾段相距1km左右各布设一对相互通视的GPS控制点进行联测，联测合格后，作为测图控制点，使首级控制网始于 GPS 点，终于GPS点。

2.2 GPS 网点选址与埋石

在满足GPS观测和水准联测条件下，依据布网要求埋设了四个混凝土标石作为GPS基准点，其所处位置均没有电磁干扰和上部覆盖物，与卫星通视良好。同时，选点埋石后做好选点图，记好点之记信息。

2.3 GPS 接收机检验

本次使用的设备为新购的GPS-RTK（1+2）一套，GPS接收机及天线，同时经国家仪器检定单位检定合格，且在有效期使用内。南方CASS电子地形地籍成图系统一套。

2.4 GPS 观测实施

架设好GPS检查开机后，显示可观测到有效观测卫星数为9颗，且状态良好。分别在4个基准点上架设 GPS 进行连续静态观测，每站点连续观测两个时段，每时段40min，观测数据自动存储。

2.5 GPS 观测数据处理

外业观测数据结束后，将GPS数据传入计算机中，通过南方CASS软件及时进行数据处理，过程分为基线解算与检核、GPS控制网平差等。数据的可利用率为80%，同一时段内观测值的数据剔除率不应超过10%。

每天的原始数据应该使用一个子目录，每天的RINEX数据使用另一个子目录，子目录命名方式采用“测站编号+年代+该天的年积日+D”和“测站编号+年代+该天的年积日+R”的形式。（D表示原始观测数据，R表示RINEX格式数据）。

2.6 GPS-RTK技术在公路测量中的应用

实时动态定位 RTK 系统由基线站和流动站组成。建立无线数据通讯是实时动态和测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随即计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。与计算机联机，通过南方CASS电子地形地籍成图系统，就会自动生成地形图。整个测量过程在无须通视的条件下，测量1～3s，精度就能达到10～30mm，有着常规测量仪器不可比拟的优点。RTK技术具有很大的优点，实时动态显示可靠性检验的厘米级精度的测量成果；彻底摆脱了由于粗差造成的返工，从而提高了GPS作业效率。

2.7 GPS在公路中线测量

设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用GPS-RTK技术放样，只需把设计好的点坐标输入到电子手簿中，提着 GPS 接收机，它会提醒你走到要放样的点的位置，既迅速又方便。由于每个点的测量都是独立完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。因而在外业放样中效率会大大提高。

3 工作体会

通过对本次 GPS 实地应用，相对其他常规测量仪器，体会如下：（1）GPS作业精度高，不受地形天气限制。特别适合山岭丘陵地区的测量。（2）测站之间无需通视。这一特点极大的降低了测量外业的劳动强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。（3）GPS仪器操作简单，方便，直观。观测数据直接从手簿中存储，削弱了因为观测者引起的测量误差。（4）GPS测量大大提高工作及成果质量。它不受人为因素影响，整个测量过程由计算机技术控制，自动记录，自动数据处理，自动平差计算，自动成图。（5）GPS 静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可高效、高精度的实现快捷的公路测量工作。

总而言之，GPS在公路测量中的应用，对常规测量有着划时代的意义，极大地提高了公路的勘测精度和效率。

参考文献

[1]张勤，李家权.全球定位系统（GPS）测量原理及其数据处理基础[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]徐贵南.GPS在公路工程控制测量中的应用[J].铁道勘测与设计，2010，（1）.

[3]余金巧.GPS技术在公路工程中的应用[J].山西建筑，2011，（26）.