浅析GPS全球定位系统在公路路线控制测量中的应用研究

■仝海飚

（大同市勘察测绘院 山西 大同037000）

浅析GPS全球定位系统在公路路线控制测量中的应用研究

■仝海飚

（大同市勘察测绘院 山西 大同037000）

GPS技术广泛的运用，不但已经广泛用于工程程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面，更将推向了现代化的可能，很好的解决工程测量的难题。本文剖析了GPS技术原理与特点，讲述了GPS公路路线控制测量作业模式，进而分析GPS技术在公路路线控制测量中的应用研究进行深入探究。

GPS全球定位系统公路路线控制测量应用研究

0 引言

CPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用，主要用于向陆海空三大军事领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集等一些军事目的。1988年定位技术逐渐成熟，2000年到2006年，这期间民用定位精度在全球范围内得到改善,2006年10月31日到2013年随着我国北斗系列卫星升空，我国逐步建立北斗卫星定位系统。

1 GPS全球定位系统的技术原理

GPS是利用分布在距离地球表面20200km运行周期为12h的24颗(21颗工作卫星与3颗备用卫星)卫星构成一个空间、卫星均匀分布在6个轨道面上，轨道倾角为550。卫星空间的分布使得在全球任何情况下都可看到4颗以上的卫星，根据系统的基本原理，利用有位置的卫星到用户接收机之间的距离，再综合4颗及以上卫星的数据对比就可知道接收机的具体位置。当系统正常工作时，工作卫星会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机电文向接收机发送信息当接收机收到信息后，提取出时间并将其与自己对比便可知道两者距离的距离，再利用信息中的星历数据推算出卫星发射信息时所处位置，用户便可得知接收机的地理位置。

2 GPS全球定位系统的特点

2.1 功能多、用途广

GPS系统不仅可以用于测量、导航，还可以用于测速、测时，并且其应用领域还在不断的扩大。

2.2 测站之间无需通视

测站间相互通视一直是测量学的难题，而GPS测量只要求测站150以上的空间，视野开阔，与卫星保持通视即可，并不需要观测站之间相互通视。

2.3 操作简便

GPS测量的自动化程度很高，观测人员只需将天线对中、整平，量取天线高，采集环境的气象数据、监视仪器的上作状态，而其它观测上作均由仪器自动完成。

2.4 观测时间短

观测时间短采用GPS布设控制网时，每个测站上的观测时间一般在30-40min左右，采用实时动态定位模式，流动站初始化观测1-5min后，并可随时定位，每站观测仅需几秒钟采用快速静态定位方法，观测时间更短。

2.5 提供三维坐标

GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程,CPS的定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同点的测量成果是相互关联的。

2.6 实时定位导航

利用全球定位系统进行导航，即可根据自身的需要选择最什的路线。

3 GPS系统在实际测量工作中的应用

3.1 公路控制测量

3.1.1 选点

按《公路全球定位系统(GPS)测量规范》的要求进行选点，各点应形成符介要求的三角网。若需同国家控制网联测，联测点应小少于3个。测站之间无需通视，但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。现以钦州市伯劳至乌家三级公路测量为例说明GPS的静态测量和动态测量的方法。

3.1.2 GPS的静态测量

GPS静态测量法就是根据制定的观测方案，将三台天宝5700GPS接收机安置在待定点(KD1,KD2,KD3)上。同时接收卫星信号，每时段根据基线长度和测量等级观测40分钟以上的时间即可完成，自至将所有环路观测完毕。测量步骤为：安脚架→天线对中→整平→量取天线高→打开电源即可进行自动观测，接收机天线高在观测前后各量1次，误差小大于3mm。安置仪器时，对中误差不大于3mm。

3.1.3 数据处理

GPS数据处理采用其配套的TrimbleGeomaticsOfficel软件进行，GPS数据处理步骤为：测量完成后将接收机连接计算机→用其配套的DataTransfer软件将数据导出→打开TrimbleGeomaticsOfficel软件→导入数据→基线处理→平差→输入已知固定点坐标→平差→导出，即求得测点的WGS-84坐标和当地网格三维坐标。

3.2 GPS的动态测量

如图，实时动态定位RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其GPS观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站把通过数据链接收的来自基准站的数据与采集的GPS观测数据一并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。RTK测量步骤：架设基准站(包括架天线、连接接收机及电台、启动基准站)→流动站背包安装→启动流动站→点校正→测量点或输入放样路线数据放样道路。

图动态测量

4 结束语

综上所述，GPS技术是一项高新技术，在现实中运用很广，尤其在公路测量中不可或缺，GPS技术在勘测中的运用不仅提高了工作效率更好的减轻了测量工作量，节约了人力、物力和财力。虽然在实际操作中仍然存在大量的问题，但是我们应该正视这些问题，并积极寻求解决方案，解决相关问题。只有不断加强对GPS公路测量技术的研究力度，才能不断推动建筑工程行业的快速发展。

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[3]杨玉芳.全球定位系统 (GPS)在公路测量中的应用 [J].交通世界 (运输.车辆), 2011,05:142-143.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-280-1