GPS測量技術在農(nóng)村公路中的應用研究分析

李瑞喜

（柳林縣交通運輸局，山西 呂梁 033300）

1.GPS測量技術概述

GPS簡單地來說，就是我們平時所說的全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）。它具有高精度、高效率和低成本的優(yōu)點；系統(tǒng)由3部分組成，分別是數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)，GPS信號接收系統(tǒng)，數(shù)據(jù)實時處理系統(tǒng)。

具體來說，它是一個由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。相對測地定位是利用L1和L2載波相位觀測值實現(xiàn)高精度測量，其原理是采用載波相位測量局域差分法：在接收機之間求一次差，在接收機和衛(wèi)星觀測歷元之間求二次差，通過兩次差分計算解算出待定基線的長度;求解整周模糊度是其關鍵技術；又可分為動態(tài)GPS測量技術和靜態(tài)GPS測量技術。

動態(tài)GPS測量技術是應用在程序中，可以添加線路分段、路基路面結構、橋涵技術指標描述、建成時間、地形描述、行政村村部及自然村所在地信息描述等屬性，詳細線路的基本情況，為今后的管理工作奠定基礎。

靜態(tài)GPS測量技術主要用于建立公路首級控制網(wǎng)，之后再利用其它測量方法進行加密的附合導線測量。

但是由于農(nóng)村公路建設無論是在測量原則，還是在測量精度和作業(yè)方法等方面都具有項目分散、繁多，涉及面廣，單體規(guī)模小等諸多特點，并且農(nóng)村公路路線處在一條帶狀走廊內(nèi)，其平面控制測量往往采用導線形式，這就決定著其在公路測量中應有自己的特點。具體如下：

首先是測站之間無需通視。而在實際測量中根據(jù)GPS的特點，使得選點更加靈活方便。其次是觀測時間短。在小于20km的短基線上，快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。第三，能提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可精確測定觀測站的大地高程。最后是它操作起來更為簡便。GPS測量的自動化程度很高，在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他觀測工作如衛(wèi)星的捕獲等均由儀器自動完成。

2.GPS測量技術在農(nóng)村公路中應用研究

上文已經(jīng)闡述了農(nóng)村公路具有項目分散、繁多，涉及面廣，單體規(guī)模小等特點，在目前的傳統(tǒng)管理體系和管理手段已無法適應農(nóng)村公路迅猛發(fā)展的進程，GPS的誕生及其在民用領域的廣泛運用普及，為解決農(nóng)村公路測量的問題指明了方向，開辟了新途徑。根據(jù)筆者工作實際情況談談靜態(tài)GPS測量技術的應用研究。

2.1 確定路線、GPS技術點選址，采集功能。在實際工作中，當工作人員接到外業(yè)測量任務后，組織有關人員首先要對路線的走向進行初步勘察，查看沿線可選作GPS點的位置情況，一一做標記。同時，進一步調(diào)查路線附近高等級GPS點以便進行聯(lián)測。GPS外業(yè)采集功能主要是實現(xiàn)公路路線、橋梁、隧道等圖形和屬性一體化采集，具體包括采集新路線、路線分段、停止采集路線、繼續(xù)采集路線、點采集等功能。

2.2 點控制網(wǎng)設計。GPS控制網(wǎng)的布設應根據(jù)當?shù)毓返燃墶⒀鼐€地形地物、作業(yè)時衛(wèi)星狀況等等因素進行綜合設計。在設計時，沿路線兩側每隔5-10km布設一對相互通視的GPS點。在這里要綜合考慮到公路測量本身的特點，采用相同數(shù)目的GPS儀觀測相同數(shù)目的GPS點，這樣可以加快全線的測量速度。

2.3 GPS的選點、埋石。這個步驟相對來說比較簡單，選點應按技術設計要求有利于采用其他測量方法擴展和聯(lián)測。

2.4 GPS儀架設觀測。相同數(shù)目的GPS點觀測的共同時間、有效觀測衛(wèi)星總數(shù)等應滿足規(guī)范要求。

2.5 GPS觀測數(shù)據(jù)處理。外業(yè)觀測結束后，工作人員或調(diào)查小組將GPS中的數(shù)據(jù)傳入計算機中，采用南方公司的軟件，及時進行數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量分析。過程可分為基線解算與檢核、GPS控制網(wǎng)平差計算兩個步驟。

2.6 GPS控制網(wǎng)加密。利用全站儀測量附合導線的方法進行首級GPS控制網(wǎng)的加密作業(yè)。將路線按GPS的分布分成若干段，每一段單獨進行附合導線的測量，保證每一段附合導線起始于GPS點，終止于GPS點。

2.7 數(shù)據(jù)整理。每天外業(yè)工作采集工作結束后，要求各個調(diào)查組必須將調(diào)查數(shù)據(jù)備份并整理，對數(shù)據(jù)中輸入不及時，輸入錯誤的信息進行更改，對線位產(chǎn)生飄移的線路進行標注，將其再次列入第二天的調(diào)查對象。完成一個區(qū)的調(diào)查工作后就進行一次數(shù)據(jù)合并上報工作。

2.8 建立信息項目庫。外業(yè)數(shù)據(jù)匯總轉換到空間數(shù)據(jù)庫中，生成電子地圖，結合航拍衛(wèi)星影像圖重疊進行線形校對、優(yōu)化，輸出校對后信息反饋各工作，如有錯誤或遺漏，提出更改補測，符合要求后簽認返還，再次導入數(shù)據(jù)庫中，信息確定后項目庫建立生成。

3.注意事項

GPS在農(nóng)村公路測量采集工作出發(fā)之前，應先做好采集計劃，比如說安排好采集行程;提前準備好已有的周邊路線圖作為采集底圖，并打印一份供采集時參考;對需要采集的路線以及附屬設施提前準備好相關已有的資料，做到心中有數(shù)，提高采集效率。采集前，工作人員應先將GPS接收機與掌上電腦正確連接，然后通過藍牙連接將 GPS接收到的信號反映在電腦上，確保GPS連接和信息輸出正常。

小結

從農(nóng)村公路的靜態(tài)GPS測量技術中，我們得出這樣的結論：GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制，非常適合農(nóng)村公路測量中及地形條件等困難地區(qū)；可以大大提高工作效率及勞動質(zhì)量。

[1]朱江華.高動態(tài)GPS信號模擬和處理研究[D].上海交通大學.2011.

[2]李震章，代洪君.工程測量中GPS測量技術的優(yōu)、缺點[J].中國新技術新產(chǎn)品；2010（01）.

[3]周建營，吳惠豐.數(shù)字測繪技術在工程測量中的應用[A].全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十四次學術信息交流會論文集[C].2010.