公路测量中GPS技术的应用分析及前景展望

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摘要：本文首先对GPS技术进行了简要介绍，而后对公路测量中gps技术进行了应用分析，再后说明了GPS技术运用于公路测量时的五个特点，最后是GPS技术公路测量的静态和动态定位以及公路测量中GPS技术的前景展望。

关键词：全球定位系统；公路测量；技术应用

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

全球定位系统技术简介

GPS即Global Positioning System 的缩写，也就是全球定位系统，全球定位系统最初是美国军区研制的卫星导航工具，它具有良好的保密性以及抗干扰能力，另外GPS的定位以及导航能力非常精密，同时提供全球范围内的全天候不间断的服务，常规上应用于测量和定位。由于它动态以及静态的测量性能非常突出，并且操作简单，实时可靠，因此在公路测量中的应用前景十分广阔。

公路测量中GPS技术的应用分析

GPS在公路测量中主要应用与公路外业勘测，尤其是其实时动态定位技术，更是有广阔的发展和应用空间，实时动态定位系统的组成部分主要是基准站与流动站，为保证能进行实施动态测量，还需要建立无线数据通讯，实时动态定位主要是连续观测卫星，利用位于流动站的接收机来接收卫星信号，再利用无线电的传输蛇类激励基准站上的观测数据，最后用计算机来计算流动站的三维坐标和测量精度，路的横纵断放样和土石方量计算。

在进行纵断放样时，要先用电子手薄记录需要放样的数据，储存起设放的阳电文件，这样才方便工作人员可以在任何时候到现场进行放样测设。进行横断放样时，要首先将横断面的形式记录到电子手薄中，把数据进行三维定测，储存一个施工测设的样点文件。

另外GPS测地型接收设备是必要的侧地定位系统部件，接收机一般分为单频和双频，双频机适宜20千米以上的中、长基线的测量，能进行快速的静态测量，同时可以升级有实时动态功能，单频机比较适宜短基线的测量，在一般的工程测量中比较实际，性价比高。

三、GPS技术在公路测量时的特点

GPS技术运用于公路测量时主要具有以下五个特点：

1、解决了测站之间相互通视的难题

2、定位的精度高。尤其是双频GPS接收机基线解精度高大高达5mm+1ppm，同时红外仪标称精度为5mm+5ppm, 红外仪具有与GPS相当的测量精度，同时，有实验结果表明GPS测量的优越性能会由于距离的增长愈加突出。测得数据显示，小于50KM的基线上GPS相对定位精度可达12 x10-6，而在100~500KM的基线上可达10-6~10-7。

3、观测时间短，在短基线（一般小于20千米）上，一般只需要5秒的观测时间，就可以快速定位出来。

4、提供三维坐标。GPS技术在进行观测站平行位置测量的同时，可以精确测定出观测站的大地高程，提供准确的三维坐标。

5、操作简便。GPS测量的具有很高的自动化程度，而观测员的任务非常简单，仅仅只是安装和开关仪器，测量仪器高度和监视仪器的工作状态就好，其他的关于捕获卫星以及跟踪观测工作都可以交由仪器自动完成。

基于以上GPS技术的特点，GPS静态方法可以建立眼线总体控制测理，路线平纵面可以提供数据统计，可以帮助勘测阶段测绘带状地形图，在施工阶段为桥梁隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中的基本应用，而更深层次的实时动态定位技术有更广阔的应用前景。

四、GPS技术公路测量静态定位

全球定位系统是一个可靠的公路勘测工具，尤其突出表现在外业测量的精度和进度上。GPS已经广泛应用于人们的日常生活中，同样的，公路勘测也应用了GPS技术，随着GPS技术的引进，公路勘探的作业效率也有了大大的提高，设计周期也同时缩短，对整个交通事业的发展以及公路的建设都有巨大的意义。GPS能准确地选择点位，而点位选择对观测工作的准确性非常重要，观测站不能设置在大功率的无线电发射台和高压输电线附近，因为高压输电站和无线电发射台周围的磁场会干扰到GPS卫星信号，同时要保证接收机天线与观测站的距离大于200m，另外，观测站要设置在视野开阔的地方，比较容易安置设备，避免附近出现大面积的水域或者其他能强烈反射和吸收电磁波的物体。

进行观测前要做短基线检测，可以在平坦的地面上量出边长3m的等边三角形，然后用三台全球定位系统接收信号，收集三角形三个角在一分钟内接收到的数据，整个测量过程要先制定详细周密的计划，包括测量的路线，开机的时间都要进行密切的联络和考量，在观测过程中，要对各个仪器设备的操作作严格要求，在开机前和开机后都要量取天线架设的高度。

进行观测时，要确保全球定位系统的接收机性能良好，检测结果也与仪器本身的标称精度相当。同时要做好现场的观测记录，记录上测站点名称和号，观测时间以及观测时段，接收机编号、天线号和周围有什么障碍物，每个点的通视方向要方便利用，点位要分布均匀，数量要满足需要，基本重复设站率达到88%，4条复测基线，以及保证严谨充分的检核条件，注意最大的同步环相对误差值和闭合差分量限差值。

GPS技术公路测量动态定位

GPS测量技术在实施动态定位技术上取得了一个新的突破，实时动态定位技术是根据载波相位观测值来进行的实时差分技术，在具体应用上有非常广阔的前景。众所周知的，传统的静态定位以及准动态定位模式在处理数据时都比较之后，无法实时解算定位的结果，也无法检核观测的数据，这就导致在实际测量工作中无法保证观测到的数据质量，甚至常常出现粗差造成的不合格观测结果，最后还要返工重测。

为了保证测量的数据更可靠，解决问题的主要方法就是延长观测时间，但是这又会降低全球定位系统测量工作的效率。而实时动态技术系统可以彻底解决这个难题，大大提高了测量作业效率。另外进行检验后才显示可靠性的测量成果，在中线放样的同时可以完成中桩抄平工作，并且可以应用于大范围公路测量应用，另外，GPS的实时动态定位技术在辅助功能上更为突出，比如辅助软件功能，实时动态定位系统与全站仪联合协作时，实时动态定位技术和全站仪各自的优势都可以得到充分发挥。

最新的实时动态技术系统在绘制大比例尺地形图、道路中线放样以及计算道路的横纵段放样和土石方量上，具有传统的测量方式上难以企及的优势。

GPS技术事实上给公路测量技术带来了巨大的变革，尤其是实时动态定位技术，在公路测量中的前景非常广阔，尤其可以着重发展在公路勘测和施工，以及公路的后期养护和管理方面。

结束语：2010年前后在业内已经形成了一个共同策略，既是充分利用现有系统，又积极筹建民间GNSS系统的策略，因此当前GPS技术基本已经摆脱了国际共有和共享的安全资源环境，建立了一个多元化的空间资源环境，这也为全球定位系统的应用和发展创造了良好的环境。

参考文献：

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