GPS在公路工程测量中的应用研究

刘宝锋

摘 要：随着社会的发展，我国在公路工程方面有着长足的进步，许多高新技术在在公路工程中得到充分的应用，其中，GPS在公路工程测量中的应用得到了许多人的关注。GPS是全球定位系统的简称，是由美国开发出的利用二十四颗卫星进行全球定位的系统。该系统能够保证在任意时刻和任意地点都能有四颗卫星进行观测，以便于完成测量、定位、导航功能。其中，GPS已经在人们的日常生活与工作中得到充分应用，如用于汽车行驶的导航系统，用于公路工程测量等。

关键词：GPS；公路工程测量；应用

0 引言

随着GPS技术的不断进步，其在各行业中的应用得到越来越多的体现。GPS技术是美国最初为满足其军事要求而开发出的全球定位系统，是在20世纪70年代进行研发的，发展至今已经具有了一套比较成熟的定位方案，能够对一定区域进行高精度定位，对于测绘等工作的促进作用极大。GPS在公路工程测量工作中有着重要的作用，其精度高、测量效率高、成本较低的特点，使其在公路工程测量中得到充分的应用。

1 GPS技术简介及其在公路工程测量中的特点

GPS自进入民用阶段后在各行业的应用得到了充分的发挥。其中，就GPS的主要应用领域，可将其分为三大系统：GPS信号接收系统、数据实时传输系统、数据实时处理系统。GPS信号接收系统主要负责卫星信号的接收。在理论上双频接收机和单频接收机都可以应用于公路工程的测量任务，但是在数据处理方面，单频接收机要比双频接收机的工作效率低得多，加上单频接收机在实际工作中容易出现失锁现象，一旦出现失锁现象，在数据初始化的过程中又要浪费许多作业时间，所以在公路工程测量中一般采用双频接收机。其次，数据实时传输系统负责将基准站中测量到的数据与相关信息传输到流动站中，同时要求对流通站的数据进行实时处理，所以，其对于无线通信设备的配置要求比较高，一旦通信设备出现差错会导致整个GPS系统无法正常工作。此外，GPS在工作时，其传输信息量比较大，因此必须要采用较快的传输速度，一般而言，波特率要求在9600以上。在数据传输的同时，我们可以对基准站的信息进行实时检阅，对其设备的运作状态和信息进行及时了解，对不合格的信息及时排除。实时处理系统主要将基准站处理过的自身信息与传输系统传输过去的采集数据进行相关处理，流动站将基准站传输过来的数据与自身所采集到的数据进行差分观测值，在整周计算后进行实时核计。只有保证将四颗卫星的图形数据及时传输到流通站，才可以实现定位系统的高精度定位，但是这对实时处理系统提出了要具有极高计算能力的要求。目前而言，计算机技术发展较快，其计算能力有着长足的发展，所以在实际应用中其计算能力完全能够满足其要求。

2 GPS技术在公路工程测量中的具体应用

目前，最常用的GPS技术为实时动态定位技术，简称RTK技术。RTK技术是一种实施载波相位差的GPS技术，在其具体应用中将数据传输技术与测量技术相结合。这是将GPS技术与公路测量技术结合的又一次突破。在实时动态定位技术实际运用中，克服了以前测量技术在静态测量和快速动态测量中对其采集数据进行后处理的缺陷，实现了将观测站的测量结果进行实时监控的功能。在以前的GPS测量技术中，根本无法及时对监测数据的质量和测量结果进行有效审核，若是发现有不合格的数据就要进行重新测量。为了将重新测量的情况降到最低，就会将测量时间进行相应的延长，以此来获得更多的观测余量，以免出现不合格的测試数据时要进行返工，但是，也因此降低了GPS测绘工作的工作效率。实时动态定位测量系统可以划分为软件和硬件两大模块，主要为卫星信号的接收与传输系统、卫星信号的软件解析系统。硬件部分为卫星信号的接收与数据传输系统，主要包括两套GPS信号传输设备，具体包括GPS接收器、天线、电池等基础设备，这些设备是要安放在基准站和流动站的。其中，基准站主要负责跟踪所有可见卫星，并且要将其观测的数据通过数据传输系统进行实时传输，当数据用户接收后就可以对测量数据进行相应的审核。在软件部分，由于现今计算机技术的发展，这一方面的技术已经比较成熟，可以根据技术要求对其进行相关设定，将审核工作进行自动化设置。该系统以载波相位为实时动态量，但是这种变量存在初始整周未知数精确度的确定问题，需要对其进行失锁后的再初始化。但是，关于这一方面的问题在计算机快速解算技术发展的情况下已经得到有效解决，给实时动态定位测量技术打下了较好的基础。

对于公路工程测量而言，GPS动态测量技术与静态定位技术相结合可以将工作效率和工作质量得到极大的提升，尤其是对于公路平面控制测量来说。常规的测量方法与GPS技术相结合可以有效地提升工作效率，这既是对传统技术的继承又是对新兴技术的发展，同时，随着RTK技术的不断完善与发展，GPS技术在公路工程中的应用会更加广泛。

3 结语

通过对上述观点的分析，我们可以知道，利用GPS在进行工作时具有更加高的定位精度和测量精度，没有测量距离的限制。尤其是我国幅员辽阔，地形也比较复杂，存在许多传统人工根本无法进行测量的险要地形，而GPS技术刚好可以对其进行测量，较大程度上拓展了我国公路工程测量的工作范围。利用GPS技术进行测量可以在很大程度上提高工作质量和工作效率，由于GPS技术是利用计算机技术进行相关数据的计算，在很大程度上实现了自动化作业，所以，其工作质量和工作效率得到了较大程度的提升，尤其是现今比较热门的实时监测跟踪技术（RTK）给公路测量技术带来极大的提升。

参考文献

[1]赖继文.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].地矿测绘，2006，（3）：11-13.

[2]王建民.GPS技术在公路工程测量项目中的应用研究[J].科技资讯，2010，（1）：19，21.

[3]金玲玲.GPS在高速公路工程测量中的应用[J].安徽建筑，2010，（2）：183-184.

（作者单位：杨凌职业技术学院）