GPS在高速公路测绘与应用

【摘 要】随着我国经济技术的不断发展与进步，城市公路工程建设越越来越多，对于工程建设施工质量要求也越来越高。在追求工程建设质量的同时，测绘学作为一种新兴的产业在现代社会充当着举足轻重的地位，测绘学不仅涉及到水里利、建筑、交通、国土资源的合理利用、农林牧渔业的发展等工作者，还包括了大地测量、工程测量、地图制图、海洋测量、矿山测量等等方面，随着科技的迅猛发展以及社会的进步，近些年来，计算机技术、微电子技术、激光技术和空间技术的成熟与发展，现代数字化技术、地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位技术（GPS）等各种新技术给测绘学带来了革命性的变革。测绘学的服务范围和对象推动了我国国民经济和国防建设的飞速发展。

【关键词】GPS测绘技术测绘应用GPS RTK

中图分类号： P228.4文献标识码：A 文章编号：

一．引言。

随着我国经济的飞速发展，当今社会，我国的一个重要的支柱产业首推选的是基础设施建设，尤其是现代建筑的发展更是对基础设施也提出了更高的要求和指标，各种大规模的建筑项目不断的应运而生，譬如奥运会的主体育馆，超高层的建筑大楼，随着我国对建筑行业的工程质量和工程设施安全要求的不断提高，相对的对其建筑前的设计和在建筑施工过程中也提出了更高的要求。尤其以GPS技术在测绘学的领域中起到了革命性的变革。

二．测绘工作在我国建设中的作用。

在新时期我国发展的模式下，现代数字化技术、地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位技术（GPS）等各种新技术给测绘学带来了革命性的变革。信息技术的飞速发展对线形工程测量工程施工也相对的起到了巨大的推动作用，随着时间的推移和社会的不断发展，人类的需求内容和层次将不断增加和提高，线形工程测量工程施工管理本身的内涵也不断地从低层次向高层次的实现了跨越式的发展。在我国基础建设中起到了不可磨灭的作用，主要体现为以下五个方面：

1.城市建设方面。

测绘学在城市建设方面所起到的作用是不可比拟的，使之科学的规划和整理居民地，建设城市交通路线、兴建地铁、对地下管线的铺设都起到了很大的作用，使土地资源得到了合理的配置。

2.交通运输方面

当我国修建公路、铁路、地铁及运河等工程师，都需要按地形图来制定方案与规划，在勘察、设计、施工的每个阶段，都离不开测量工作。

3.工程建设方面。

工程施工前的勘测、规划、设计以及工程施工后的检测、维护都需要测量工作，只有将测量的数据经过不断的分析与讨论，才能在工程建设中少走弯路，尽快的确定工程实施方案并运用最少的资源消耗来获取最大的效益。

4.军事方面。

首先有测绘工作提供地形信息，在战略的部署、战役的指挥中，除必须要的军用地图外，还需要进行目标的观测定位，以便进行进攻。至于高尖端的武器，譬如远程导弹、航天发射器等，都需要随时进行目标定位、随时观测、校正飞行轨道，以确保其精确的按照预定的轨道飞行.总之，现代测绘技术与军事紧密的结合在一起，也是军事上决策的重要依据之一。

5.科学实验方面。

近些年来，我国受到了自然灾害的影响，像地震、雪灾、涝灾等，对我国的国民经济造成了很大的影响。可是当今社会我国采用了现代测绘技术，在科学实验方面，可以对地震进行预测、包括对海底资源的探测、对核电站的监测以及对空间技术研究等等，无一不需要测绘科学提供基础数据信息。由此看来，测绘工作的作用和意义是十分巨大的。

三． GPS技术在公路测量中的应用前景。

目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了各级公路测设质量。相对于以往测量来说，GPS测量主要有以下特点：

测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。

2.定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。

3.观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。

4.提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可精确测定观测站的大地高程。

5.操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

当前，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景

四．RTK技术在公路测量中的应用。

4.1. 实时动态（RTK）定位技术简介：是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS（RTK）技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位（RTK）系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。实时动态（RTK）定位有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。

4.2.应用。最新的RTK技术在公路测量中具备以下几个功能和作用。

①绘制大比例尺地形图。高等级公路选线多是在大比例尺（1：1000或1：2000）带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。

②道路中线放样。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。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。

③道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设；横断放样时，先确定出横断面形式（填挖半填半挖），然后把横断面设计数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用。

五．结束语

工程测量的真实性、完整性、科学性是通过严格的管理、科学的组织、规范的施工建立起来的，GPS测绘技术在科学技术的突飞猛进的现实面前是最好的映射。随着时代的发展与进步，计算机技术作为相对社会高科技的结晶，在社会生活中各个领域都起到了相当重要的地位。通过GPS测绘技术在线形工程测量中的应用，以及其在铁路勘察领域所持有的优点，促进了测绘技术的快速发展，同时对测绘技术信息化程度要求也较高。数据的整合、信息的共享，都将促使测绘手段和测绘技术走向先进、准确、完善,使我国最终实现经济及其社会效益。

参考文献：

[1]金鑫GPS在高速公路测绘与应用之我见[期刊论文]《城市建设理论研究（电子版）》2012年15期

[2]季明GPS在高速公路测绘与应用[期刊论文]《科技资讯》2010年8期

[3]石雪冬GPS在高速公路测量中的应用[期刊论文]《测绘通报》ISTICPKU2003年11期