談GPS技術在公路勘測中的應用

謝建明 馮誼

【摘 要】CPS技術廣泛應用于生活的方方面面，它主要應用了全球衛星定位的技術，為人們的工作、生活需求帶來很多方便，其中，在交通工程的勘測中，GPS技術為工程的勘測提供了很多便利，使得工作人員快速的獲得高精度的測量數據。本文重點介紹了GPS的測量模式、定位技術在公路勘測中的作用。

【關鍵詞】GPS技術；公路勘測；靜態測量；動態定位；應用

GPS這種技術起初是由美國研制的，主要應用于衛星的導航系統中。它具有全天、連續、全球、實時的定時、定位功能，它可以幫助用戶提供更加精密的坐標、時間、速度。GPS技術的這些特點幫助工作者獲得更多有利的信息，贏得每一位專業工作者的信賴。現代社會，GPS技術已經成功的應用于大地的測量、各種工程上的數據測量、工程變形上相關數據的測量，檢測，另外還有各種資源的勘察等等不同的學科領域，促進了測繪技術的迅速發展，使得測繪領域發生了影響深遠的技術變革。

每一位專業的公路設計師都知道，在道路設計中勘測是必不可少的組成部分，設計師們憑借這種技術找到了道路設計所必需的數據資料。隨著人們各種生活需求的不斷增大，各種道路的建設需求也不斷增加，在這種情況下測量、繪制技術也在不斷進步。道路的勘測也從傳統的經緯儀偏角法發展到全站儀極坐標法，這種技術革命的發展雖然沒有從根本上改變傳統方法中的邊和角度的測量，需要設置測量的地點，還要需要各種測量的儀器，需要大量的人力物力資源，但是GPS技術的發展使得自動化的速度不斷加快，自動化的程度也在不斷提高，還在一定程度上減少了工作人員的勞動量，為工程的數據勘測提供更加便捷、更加快速、更加準確的勘測手段。

一、GPS系統的詳細介紹

GPS系統是全球的衛星定位系統，起初是美國為了滿足軍事上的導航定位需求而開發的一項集測量、定位于一體的衛星系統，現在它的技術已經應用于社會經濟的大部分領域，現在的GPS廣泛用于測量這個技術領域，比如：攝影、工程、大地等等各方面。

（一）系統組成

空間的衛星系統的六個軌道中都有24顆高軌道衛星均勻分布，而且軌道的平面和赤道的平面有一定的傾斜角度，軌道平面之間也有傾斜度，軌道平面的間距大約是60度，整個系統的分布一定要保證地球的任一點都可以滿足最少有4顆的可視衛星。

地面的監控系統主要有國家基地、主控站、注入站、監控站等共同組成。地面的監控系統一方面要向衛星導入電文，另一方面對空間的衛星控制、監測。

用戶的接受系統相對來說就比較簡單了，它主要包括GPS系統的衛星接收器，處理數據的軟件。接收單元，天線單元共同構成了衛星接收機，接收單元主要是記錄GPS監測到的信號，并對這些信號進行過濾、解調等各種技術的處理，接收單元還負責獲取定時定位和速度的測量數據。數據處理器是構成接收機的核心，它主要負責管理、控制整個系統以及處理實時的數據等工作。天線單元就負責捕獲、跟蹤空間軌道中的衛星，同時它還會將GPS的信號進行放大處理，然后接受處理后的信號。

這些程序都按照一定的步驟完成后，用戶就能夠得到符合自己要求的數據信息。

（二）系統的特點

GPS技術能夠為大眾所接受，特別是近幾年，這種技術已經應用于基礎的研究，新領域的開拓，軟硬件項目的開發等各個領域。現代社會隨著工程技術的不斷改革，這種技術又出現在工程測量這個應用領域，而且還給工程的建設帶來很多便利的條件。GPS系統的特點主要有以下幾點：

1、測量點之間，測量點與目標點之間不需要通視。這在很大程度上幫助了工作人員的勞動量，使得工程的選點更加方便、靈活，但是為了確保信號的接受不受干擾，一定要保證測量點上空開闊。

2、根據調查可知，一般紅外儀的精度是5ppm+5mm，一般的雙頻接收機精度達到1ppm+5mm，而且，兩點之間的距離越大，GPS的優勢就會越明顯，增加了數據的精密性，為工程的實施提供了更加精準的數據，在一定程度上降低了風險的發生。

3、觀測的時間相對比較短，如果是根據參照物快速定位，一般情況下只需要5分鐘觀測，節省了時間和人力資源，方便快捷。

4、GPS測量的數據能給設計師提供更加準確的三維坐標。

5、這種技術基本上是自動化，工作人員只需要負責儀器的安裝、開關，還有儀器工作狀態的監視，這樣在很大程度上減少了工作人員的工作量，減少了出錯的幾率。

6、系統的觀測沒有時間、地點、天氣狀況等環境因素的限制。

二、GPS在道路勘測中的應用

根據上面對GPS系統的認識發現，在道路工程的勘測方面，GPS技術能發揮很大的作用，減少工作人員的勞動量。GPS技術中的測量技術和定位技術的應用主要有以下幾點：

1、在進行道路的勘測時，首先，為了能夠順利的進行工程的測繪，要根據路線的走向，進行平面上、高程的控制測量。測量數據時，利用這種技術可以在保證數據準確的前提下，做到觀測速度快，靈活布網，全天工作，高精度定位等優勢，再經過數據的處理就可以得到相對更加精確的三維坐標。

2、采集數據、施工定位、控制測量的過程中，傳統的方法會因為地圖本身的誤差，人為造成的各種誤差而增加工程的風險發生的幾率，很難進行高精度的定位。但是GPS的測量系統中可以更加精確、高效的測出工程所需要的數據，建立精確的三維坐標。

3、這種技術還應用于工程的估算，位置的確定，劃定用地的界限。如果是在山區，傳統的方法就會面對非常大的難度，但是GPS定位系統就可以很容易的解決測量數據這個問題，在保證數據精確的基礎上測定路線位置及工程的用地面積，能夠有效的解決因為儀器、人為造成的各種誤差。

4、在公路的建設方面，GPS的動態定位系統可以通過和很多接收機相互配合實現資源的共享。在很大程度上減少了工程的經濟投資，在保證質量的基礎上加快了工程建設的進度，節省了人力、物力、財力。

5、GPS技術中的動態定位技術可以保證道路的路線走向能夠避開農村，以防給農民的生活帶來不便，還可以避開那些地勢崎嶇的地方，以免給工程的建設帶來不必要的麻煩。

在京杭高速公路的設計中就有很多運用到全球定位系統的地方，比如布網方案的設計，GPS的應用可以保證控制網的精度，確保了整個線路的精度均勻；線路周圍的數據監測，為工作人員提供了精確的數據，避免工作上的失誤；基線的解算，質量的檢驗等數據的處理都是利用GPS系統，避免了人為造成的失誤；中樁的放樣，選擇合適的基準站的位置、合理的三維坐標的轉換等等數字技術都是利用了GPS技術，確保了工程的安全實施。

動態定位技術的應用是公路建設中測量放樣技術的一次改革。它使得公路放樣這項技術變得迅速又方便，在保證質量的前提下提高了工作的效率，提高了測量的精確度，大大節省了人力、財力、物力等各種資源。這種技術是工程建設中的一次重大改革。

三、結語：

GPS技術在公路勘測的應用變得越來越廣泛，它在工程中有著革命性的積極作用，大大提高了數據勘測的精確度，操作也變的更加簡單，為工程的設計提供了可靠的基礎資料以及精確的數字保證，促進了工程建設的迅速發展。

參考文獻：

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