GPS在公路勘测中的应用

杨宇 王云峰 辛凤利 魏星

摘要：在开展测绘工程之前，要收集全面信息，作为方案制定参考依据，保证施工活动正常开展。同时要树立创新意识，发挥GPS测绘技术的作用，这有利于提升信息质量。此外，根据工程具体情况，要合理运用先进技术，解决实际中难题，不断提高建设 水平。

关键词：GPS;公路勘测;应用

1GPS技术的工作原理分析

GPS技术作为现代测量技术，其具有全方位观测、精确度高、计算速度快、布点灵活等特点。是由美国研制的卫星导航系统，GPS技术在地籍控制测量方面应用发挥着重要作用。GPS技术主要是采用高轨测距，其基本观测为观测站至GPS卫星之间的距离，主要采用两种方式来获取距离观测量，即伪距测量和载波相位测量。伪距测量是指测量GPS卫星所发射的测距码信号到达用户接收器所用的传播时间，其测量定位速度非常快;而载波相位测量是测量有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器所产生的参考载波信号之间的相位差，其测量定位精度很高。GPS定位则是通过4颗或以上的卫星同时进行伪距或相位测量，从而推算出接收机的三维位置。

2GPS测绘技术在测绘工程中的应用优势

2.1提升测量速度

传统测绘技术完成工作需要耗费大量时间，成本投入比较高。在科学技术支持下，测绘技术水平明显提升，为工作开展提供便利。GPS技术测量效率很高，在短时间内收集全部信息，系统运行更加快速。测量部门只需要几分钟就可以启动完成数字化，优化了工作模式，具有高效的特点。GPS技术应用范围不断扩大，同时处于发展之中，有着广阔市场前景。自然环境、交通运输条件、地形等因素增加了测量工作难度，因此要投入更多时间去研究，这些因素的干扰使得效率比较低。应用GPS技术后人员只需要简单操作就可以完成，获得真实、全面的数据信息，为施工活动做好准备。在运用中总结经验，加强自主研究力度，可以发挥出更大作用，更好的服务于测绘工程。

2.2实现精准定位

GPS技术测量结果精确度更高，满足工程建设的需求，减少问题发生。如果数据存在误差会产生严重影响，工程质量可能会降低，达不到标准要求。运用GPS技术测量，保证信息的真实性，不会受到人为主观因素影响，结果准确反映出实际情况，有深入的了解。实行静态精准定位和动态精准定位两种方式，要依据工程情况而定，保证发挥出有效作用。精准定位能够找到工程重点，节省大量时间，起到正确指导的作用，实现预期目标。尤其偏远山区，地势情况非常复杂，要借助GPS技术进行测量，克服客观条件的影响，从整体上把控。和以往测绘技术相比较，GPS测绘技术有着明显优势，具有很好适应性，满足社会发展的需求。

2.3操作简单

GPS测绘技术在发展中逐渐完善，接收机具有体积小、性能好、方便操作的特点。自动化程度不断提升，可以自主完成測量工作，减少了人员工作量。在测量的时候，只需要在被测范围内安装好仪器、接通电缆就可以实现数据采集，作为重要参考资料。测量工作结束后要收好仪器设备，避免出现损坏的情况，影响到正常使用。GPS技术发展迅速，企业要组织人员积极学习，掌握最新理论和技能，不断优化自身知识水平，度仪器 操作更加熟练，投入到测绘工作中去。制定严格的操作规范，工作人员要自觉遵守，禁止出现违规操作的情况。操作简单体现出具体应用特点，符合实际需求，更加高效的完成测绘工作。

2.4经济性能好

测绘工作开展要建立在物质条件基础之上，包括设备费用、人工费等各项支出，增加了企业的经济压力。GPS测绘技术经济效益好，有效节省了成本投入，达到资源优化配置目的。一方面测量效率高，缩短了工期，在短时间内就可以完成任务，减少了实际投入。另一方面运用GPS测绘技术只需要少数人就可以完成，也是降低投入的重要体现。部分企业为了快速完成工作，不惜投入大量人力物力财力，不利于长远发展。因此要坚持与时俱进理念，积极引入GPS测绘技术，优化测量工作模式，以先进技术为支撑来开展，可以达到事半功倍的效果。

3GPS技术在公路勘测中的应用

3.1GPS静态技术布设首级平面控制网

公路勘测首级平面控制网的任务是根据线路的基本走向布设控制点，作为测绘带状地形图、定线测设和施工放样的基础。作业过程为技术设计、仪器检验与维护、选点与埋石、外业观测、基线解算与检核、网平差、坐标转换及技术总结，其中技术设计、选点和坐标转换最为关键。在工程实践中需重点处理好GPS偏心观测、工程投影变形和内业平差的优化等问题。

3.2GPS动态技术加密首级平面控制网

根据《公路勘测规范》规定以及现场勘测条件，在建立首级平面控制网后，每隔700～800m左右设置二级控制点，应用GPS动态定位技术进行加密测量。在待测点位置上架好仪器，连接电台、接收机、手簿，确认连接无误后，打开GPS接收机，开始接收定位数据，通过手簿设置GPS接收机为动态定位模式。对计算结果进行坐标转换得到待测点的坐标。外业测量过程中，流动站与基准站之间的共同锁定卫星数目应不小于5颗，且GPS卫星分布几何因子小于3为较好观测时间，在该时段观测，待测点的定位精度收敛比较快，并且可以得到精度比较高的固定解。对一个待测点，一般重复观测5次，得到5个待测点的直角坐标，大致比较5组数据之间的差值，如果观测的坐标差值在1cm以内，则认为5次观测数据为有效，否则，对流动站重新初始化，再次进行观测。外业测量完毕后，利用随机配置的数据下载软件以及数据处理软件计算得到的高斯平面坐标。

3.3高程控制测量

GPS定位系统所观测的高程为大地高，而公路测量中采用的是正常高。在实际工作中，通常会根据测区的实际情况，选取分布适宜、数量适中的水准高程联测控制點，进行水准联测，以便获得比较精确地反映测区高程异常变化的拟合参数。然后，利用GPS技术采用静态联测和动态观测两种方法得到待测点的大地高，利用数学模型即可计算出待测点的正常高。

3.4大比例尺带状地形图的测绘

随着工程质量要求的不断提高，单一使用GPS-RTK或全站仪已经满足不了实际测量工作的需要，这样就出现了在同一工程中同时采用两种方法的联合应用，即 GPS-RTK的测量成果常为全站仪所用，全站仪测量值又常作为检校GPS作业的依据，可以优势互补、取长补短，可快速布设控制点，又能高精度快速地获得三维坐标。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。

3.5大比例尺带状地形图的测绘

随着工程质量要求的不断提高，单一使用GPS-RTK或全站仪已经满足不了实际测量工作的需要，这样就出现了在同一工程中同时采用两种方法的聯合应用，即 GPS-RTK的测量成果常为全站仪所用，全站仪测量值又常作为检校GPS作业的依据，可以优势互补、取长补短，可快速布设控制点，又能高精度快速地获得三维坐标。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。

4结语

总而言之，在应用GPS测绘技术的过程中，要发挥GPS技术的优势，确保能在减少测绘时间的同时提升定位的准确性，从而维护工程项目建设的综合水平，打造更加系统化的运行管理结构，全面实现对智能化以及测量自动化的需求，减少工程测绘作业的难度，为工程项目建设安全性和科学性优化奠定坚实基础。

参考文献：

[1]  董天兵.现代测绘技术在公路勘测中的应用[J].交通世界，2016（23）：34-35.

（作者单位：1.施泓图设计院有限公司;2.沈阳中远交通勘察设计工程服务有限公司;3.施泓图设计院有限公司;4.施泓图设计院有限公司）