谈GPS技术在公路勘测中的应用

谢建明 冯谊

【摘 要】CPS技术广泛应用于生活的方方面面，它主要应用了全球卫星定位的技术，为人们的工作、生活需求带来很多方便，其中，在交通工程的勘测中，GPS技术为工程的勘测提供了很多便利，使得工作人员快速的获得高精度的测量数据。本文重点介绍了GPS的测量模式、定位技术在公路勘测中的作用。

【关键词】GPS技术；公路勘测；静态测量；动态定位；应用

GPS这种技术起初是由美国研制的，主要应用于卫星的导航系统中。它具有全天、连续、全球、实时的定时、定位功能，它可以帮助用户提供更加精密的坐标、时间、速度。GPS技术的这些特点帮助工作者获得更多有利的信息，赢得每一位专业工作者的信赖。现代社会，GPS技术已经成功的应用于大地的测量、各种工程上的数据测量、工程变形上相关数据的测量，检测，另外还有各种资源的勘察等等不同的学科领域，促进了测绘技术的迅速发展，使得测绘领域发生了影响深远的技术变革。

每一位专业的公路设计师都知道，在道路设计中勘测是必不可少的组成部分，设计师们凭借这种技术找到了道路设计所必需的数据资料。随着人们各种生活需求的不断增大，各种道路的建设需求也不断增加，在这种情况下测量、绘制技术也在不断进步。道路的勘测也从传统的经纬仪偏角法发展到全站仪极坐标法，这种技术革命的发展虽然没有从根本上改变传统方法中的边和角度的测量，需要设置测量的地点，还要需要各种测量的仪器，需要大量的人力物力资源，但是GPS技术的发展使得自动化的速度不断加快，自动化的程度也在不断提高，还在一定程度上减少了工作人员的劳动量，为工程的数据勘测提供更加便捷、更加快速、更加准确的勘测手段。

一、GPS系统的详细介绍

GPS系统是全球的卫星定位系统，起初是美国为了满足军事上的导航定位需求而开发的一项集测量、定位于一体的卫星系统，现在它的技术已经应用于社会经济的大部分领域，现在的GPS广泛用于测量这个技术领域，比如：摄影、工程、大地等等各方面。

（一）系统组成

空间的卫星系统的六个轨道中都有24颗高轨道卫星均匀分布，而且轨道的平面和赤道的平面有一定的倾斜角度，轨道平面之间也有倾斜度，轨道平面的间距大约是60度，整个系统的分布一定要保证地球的任一点都可以满足最少有4颗的可视卫星。

地面的监控系统主要有国家基地、主控站、注入站、监控站等共同组成。地面的监控系统一方面要向卫星导入电文，另一方面对空间的卫星控制、监测。

用户的接受系统相对来说就比较简单了，它主要包括GPS系统的卫星接收器，处理数据的软件。接收单元，天线单元共同构成了卫星接收机，接收单元主要是记录GPS监测到的信号，并对这些信号进行过滤、解调等各种技术的处理，接收单元还负责获取定时定位和速度的测量数据。数据处理器是构成接收机的核心，它主要负责管理、控制整个系统以及处理实时的数据等工作。天线单元就负责捕获、跟踪空间轨道中的卫星，同时它还会将GPS的信号进行放大处理，然后接受处理后的信号。

这些程序都按照一定的步骤完成后，用户就能够得到符合自己要求的数据信息。

（二）系统的特点

GPS技术能够为大众所接受，特别是近几年，这种技术已经应用于基础的研究，新领域的开拓，软硬件项目的开发等各个领域。现代社会随着工程技术的不断改革，这种技术又出现在工程测量这个应用领域，而且还给工程的建设带来很多便利的条件。GPS系统的特点主要有以下几点：

1、测量点之间，测量点与目标点之间不需要通视。这在很大程度上帮助了工作人员的劳动量，使得工程的选点更加方便、灵活，但是为了确保信号的接受不受干扰，一定要保证测量点上空开阔。

2、根据调查可知，一般红外仪的精度是5ppm+5mm，一般的双频接收机精度达到1ppm+5mm，而且，两点之间的距离越大，GPS的优势就会越明显，增加了数据的精密性，为工程的实施提供了更加精准的数据，在一定程度上降低了风险的发生。

3、观测的时间相对比较短，如果是根据参照物快速定位，一般情况下只需要5分钟观测，节省了时间和人力资源，方便快捷。

4、GPS测量的数据能给设计师提供更加准确的三维坐标。

5、这种技术基本上是自动化，工作人员只需要负责仪器的安装、开关，还有仪器工作状态的监视，这样在很大程度上减少了工作人员的工作量，减少了出错的几率。

6、系统的观测没有时间、地点、天气状况等环境因素的限制。

二、GPS在道路勘测中的应用

根据上面对GPS系统的认识发现，在道路工程的勘测方面，GPS技术能发挥很大的作用，减少工作人员的劳动量。GPS技术中的测量技术和定位技术的应用主要有以下几点：

1、在进行道路的勘测时，首先，为了能够顺利的进行工程的测绘，要根据路线的走向，进行平面上、高程的控制测量。测量数据时，利用这种技术可以在保证数据准确的前提下，做到观测速度快，灵活布网，全天工作，高精度定位等优势，再经过数据的处理就可以得到相对更加精确的三维坐标。

2、采集数据、施工定位、控制测量的过程中，传统的方法会因为地图本身的误差，人为造成的各种误差而增加工程的风险发生的几率，很难进行高精度的定位。但是GPS的测量系统中可以更加精确、高效的测出工程所需要的数据，建立精确的三维坐标。

3、这种技术还应用于工程的估算，位置的确定，划定用地的界限。如果是在山区，传统的方法就会面对非常大的难度，但是GPS定位系统就可以很容易的解决测量数据这个问题，在保证数据精确的基础上测定路线位置及工程的用地面积，能够有效的解决因为仪器、人为造成的各种误差。

4、在公路的建设方面，GPS的动态定位系统可以通过和很多接收机相互配合实现资源的共享。在很大程度上减少了工程的经济投资，在保证质量的基础上加快了工程建设的进度，节省了人力、物力、财力。

5、GPS技术中的动态定位技术可以保证道路的路线走向能够避开农村，以防给农民的生活带来不便，还可以避开那些地势崎岖的地方，以免给工程的建设带来不必要的麻烦。

在京杭高速公路的设计中就有很多运用到全球定位系统的地方，比如布网方案的设计，GPS的应用可以保证控制网的精度，确保了整个线路的精度均匀；线路周围的数据监测，为工作人员提供了精确的数据，避免工作上的失误；基线的解算，质量的检验等数据的处理都是利用GPS系统，避免了人为造成的失误；中桩的放样，选择合适的基准站的位置、合理的三维坐标的转换等等数字技术都是利用了GPS技术，确保了工程的安全实施。

动态定位技术的应用是公路建设中测量放样技术的一次改革。它使得公路放样这项技术变得迅速又方便，在保证质量的前提下提高了工作的效率，提高了测量的精确度，大大节省了人力、财力、物力等各种资源。这种技术是工程建设中的一次重大改革。

三、结语：

GPS技术在公路勘测的应用变得越来越广泛，它在工程中有着革命性的积极作用，大大提高了数据勘测的精确度，操作也变的更加简单，为工程的设计提供了可靠的基础资料以及精确的数字保证，促进了工程建设的迅速发展。

参考文献：

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[4]刘相灵.GPS技术在公路工程控制测量中的应用思路探讨[J].科技资讯，2011（5）