公路工程測量中GPS的有效應(yīng)用研究

李虎

近年來，GPS測量技術(shù)已被應(yīng)用到很多領(lǐng)域。尤其是在公路工程測量方面，用GPS技術(shù)測量，結(jié)果的精準度和工作效率都有效提升，解決了傳統(tǒng)測量方法無法解決的天氣、通視等影響工程作業(yè)的嚴峻問題，對我國公路工程建設(shè)發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

一、GPS技術(shù)概述

1.系統(tǒng)構(gòu)成

21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星平均分布在6個軌道平面，平均高度是20200千米，軌道與平面的夾角大約55o。衛(wèi)星向用戶不斷發(fā)送定位導(dǎo)航信號，其中關(guān)于衛(wèi)星位置的數(shù)據(jù)，促使衛(wèi)星變成了一個可以移動的點。地球上任何一個地方在任何時間，只要高度角超過15o，都能夠觀測到6顆衛(wèi)星。

2.工作原理

GPS地面監(jiān)控站包括主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站。每個監(jiān)測站將自己的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)給主控站，由主控站對這些數(shù)據(jù)進行整理、分析、計算，最后將編制好的數(shù)據(jù)輸入到對應(yīng)的衛(wèi)星存儲器中。GPS用戶設(shè)備包括GPS接收機、處理數(shù)據(jù)軟件和終端設(shè)備。接收機可以獲得信號，從而有效跟蹤衛(wèi)星，然后將交換、放大的處理信號輸入計算機軟件求出GPS接收機的中心坐標。

3.技術(shù)特點

各檢測站必須保證上空高度開闊，才可以全天候作業(yè)不需要通視。距離越長，GPS的精準度越高，GPS的優(yōu)越性越強。若提供三維坐標，就可以在很短時間內(nèi)測出檢測站的平面和高度。

二、公路工程測量中GPS技術(shù)應(yīng)用研究

1.靜態(tài)測量技術(shù)的應(yīng)用研究

（1）勘察路線和選擇GPS地址。測量時，需要工程人員初步勘察此條路線的走向，再細心觀察選擇沿線，最好結(jié)合附近路線GPS高等級站點的位置信息，最后確定GPS站點的具體位置。

（2）設(shè)計科學(xué)合理的GPS站點控制網(wǎng)。作業(yè)時，根據(jù)要修建公路的等級、沿線地形、衛(wèi)星定位情況、精確度要求等，綜合設(shè)計科學(xué)合理的GPS控制網(wǎng)。

（3）選擇合適的GPS站點和埋石。按照有關(guān)參數(shù)說明及技術(shù)要求選擇合適的、能夠有利于使用其他方法進一步擴展和聯(lián)系的GPS站點。

（4）安裝測量儀器進行觀測。觀測各點的衛(wèi)星數(shù)量是否達到規(guī)定要求。在外作業(yè)觀察時，要求觀測時間不小于半小時，觀測到的有效衛(wèi)星數(shù)量多于4個。

（5）處理觀測數(shù)據(jù)。觀測作業(yè)結(jié)束后，將GPS觀測到的數(shù)據(jù)依次輸入計算機，利用軟件處理分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（6）將GPS控制網(wǎng)加密。首先要對首級GPS控制網(wǎng)進行加密。其次要確保分段線路的每段附和導(dǎo)線都把GPS點作為起始和終止點。

（7）用計算機計算出此條線路的導(dǎo)線坐標和平差。

2.RTK技術(shù)的應(yīng)用研究

實時動態(tài)定位RTK技術(shù)，有動態(tài)定位和快速靜態(tài)定位兩種能夠互相結(jié)合滲透的方式。在測量過程中，施工人員主要利用RTK技術(shù)進行公路勘測和施工放樣的數(shù)據(jù)采集。在參考點上設(shè)置一臺接收機，用該參考點連續(xù)觀測衛(wèi)星，接收機接收衛(wèi)星信號和基準站的觀測數(shù)據(jù)，用計算機軟件處理兩種數(shù)據(jù)得出測量精度與三維坐標。工程人員使用該方法可以監(jiān)測待測點的數(shù)據(jù)質(zhì)量與基線觀測結(jié)果，結(jié)合待測點精確度要求和觀測時間長短，有效減少無用觀測，提高工作效率。在勘測公路階段，該方式能夠完成地形、橫斷面等測量工作。

在公路工程測量中，將GPS靜態(tài)定位方式和動態(tài)技術(shù)有效結(jié)合，可以更加精確高效地測量公路平面，有效提高工作效率。

三、小結(jié)

在公路工程測量中應(yīng)用GPS技術(shù)，被更多工程人員認可。GPS測量精確度高，幾乎不受環(huán)境和距離的影響，適用于地形情況不好的山區(qū)公路工程，能很大程度縮短工期，減少工作量，降低勞動強度和錯誤率，提高整個工作效率和工作質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，運用GPS技術(shù)后的工作效率是用常規(guī)測量方法的3倍多。在山區(qū)路線建設(shè)過程中，氣象、地形等都是最基本的考慮因素，所以，測量技術(shù)與方法是十分重要的，GPS技術(shù)是最佳選擇。

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（作者單位：山西交通技師學(xué)院）