GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

范森

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣。文章對(duì)GPS技術(shù)的概念進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)其在公路測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)分析，從而更好的提高公路的測(cè)量質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；公路測(cè)量；應(yīng)用

1 GPS技術(shù)概述

GPS 技術(shù)作為一種新型的觀測(cè)方法，是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)，可以全方位實(shí)時(shí)定位和三維導(dǎo)航海陸空，具有高效益、抗干擾性、操作簡(jiǎn)便、精度高、全天候等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，如工程建設(shè)領(lǐng)域、地質(zhì)勘探領(lǐng)域、軍事研究領(lǐng)域、交通運(yùn)輸行業(yè)等。通常GPS 技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用，其具有如下幾方面的優(yōu)勢(shì)：（1）觀測(cè)時(shí)間短： 將GPS 技術(shù)應(yīng)用于公路測(cè)量中，可以在實(shí)際測(cè)量中有效運(yùn)用GPS 定位系統(tǒng)，合理布設(shè)工程的測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)；由于每個(gè)布設(shè)點(diǎn)的時(shí)間只需要30 ～ 40min，因而在具體觀測(cè)中所花費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較短，而有效運(yùn)用快速靜態(tài)的GPS 定位，則能進(jìn)一步縮短測(cè)量時(shí)間；（2）定位精度高： GPS 系統(tǒng)的構(gòu)成部分包括用戶儀器、地面監(jiān)控站、空間衛(wèi)星等，其中用戶儀器可以連接多顆衛(wèi)星，能對(duì)大氣折光差、衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星軌道誤差等一些系統(tǒng)性誤差加以消除，提高GPS 系統(tǒng)的精準(zhǔn)性。工程測(cè)量人員充分意識(shí)到GPS 技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其合理運(yùn)用在工程測(cè)量工作中，以便體現(xiàn)出數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性及精確性；（3）自動(dòng)化操作： 將GPS 定位系統(tǒng)應(yīng)用在公路測(cè)量中，可以更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)化測(cè)量的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS 測(cè)量技術(shù)中的接收器更加小型化，在實(shí)際運(yùn)用中也更為簡(jiǎn)單，公路測(cè)量人員只需在相應(yīng)位置上恰當(dāng)放置貫徹所需的天線，借助GPS 測(cè)量技術(shù)即可實(shí)時(shí)定位觀測(cè)站平面特性位置，及時(shí)為用戶提供三維立體坐標(biāo)；可以說，GPS 技術(shù)在工程測(cè)量具有廣闊的的應(yīng)用前景，工程施工自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)變形檢測(cè)系統(tǒng)等都會(huì)成為未來的重要研究方向。

2 GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 GPS的定位技術(shù)

首先是GPS的外業(yè)測(cè)量，其是公路外業(yè)測(cè)量的關(guān)鍵部分，特別是其中測(cè)量點(diǎn)的選擇，因?yàn)檎麄€(gè)測(cè)量工作是否能夠保證準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度，和測(cè)量點(diǎn)的選擇有直接關(guān)系。在對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行選擇時(shí)，先將測(cè)量范圍確定好，并對(duì)測(cè)量點(diǎn)位置的通信信號(hào)進(jìn)行從考慮，避免被其他電磁波所影響。在測(cè)量點(diǎn)位置確定后進(jìn)行固定，相關(guān)的測(cè)量設(shè)備要從不同的三個(gè)方向固定，以保證標(biāo)志中心的準(zhǔn)確度。在GPS外業(yè)測(cè)量中，信號(hào)收集需要通過空間衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并以此來對(duì)天線的安裝位置加以確定。另外，在三角上安裝GPS設(shè)備，要保證標(biāo)志中心和天線基座的一致性，以順利進(jìn)行外業(yè)測(cè)量。

其次是GPS布網(wǎng)，在實(shí)際測(cè)量過程中，需要通過GPS測(cè)量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)全面布網(wǎng)和合理的規(guī)劃。通過線連接或者點(diǎn)連接的方式，GPS測(cè)量技術(shù)要繪制三交所同步的圖形，以順利進(jìn)行布網(wǎng)工作。同時(shí)需要注意，基于不同的區(qū)域，布網(wǎng)工作也將存在不同的問題，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，按照原有的公共或信息網(wǎng)絡(luò)，將布網(wǎng)情況進(jìn)行改進(jìn)。

2.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量法

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量在工程測(cè)量中也被成為RTK技術(shù)，該方法主要是在已經(jīng)確定地面上測(cè)量點(diǎn)位置后，將GPS接收機(jī)進(jìn)行安裝，并將其設(shè)置為準(zhǔn)確的測(cè)量基點(diǎn)，以有效連接GPS衛(wèi)星，然后進(jìn)行接下來的測(cè)量信息收集，繼而傳送測(cè)量信息給中心測(cè)量站，或者流動(dòng)測(cè)量站。其中，流動(dòng)測(cè)量站需要對(duì)GPS的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收，還有其他相關(guān)信息，并綜合整理這些信息，同時(shí)使用GPS導(dǎo)航原理對(duì)比和分析這些數(shù)據(jù)信息。最后，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將流動(dòng)測(cè)量站的實(shí)際位置坐標(biāo)獲取，則為動(dòng)態(tài)測(cè)量的實(shí)際參數(shù)，并完成了動(dòng)態(tài)測(cè)量工作。

2.3 實(shí)際案例分析

為了對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行具體分析，本文以某公路工程為例進(jìn)行進(jìn)一步探討。選線任務(wù)是公路工程中的主要部分，通過設(shè)計(jì)的優(yōu)化，需要實(shí)現(xiàn)降低農(nóng)田占用量的目的，并將處理工序通過測(cè)量設(shè)計(jì)規(guī)范來完成，其勢(shì)必要配合GPS測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)，具體應(yīng)用為RTK技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)線路的基本要求，實(shí)際應(yīng)用了RTK技術(shù)，確保道路中線的準(zhǔn)確度。首先，流動(dòng)站以RTK接收機(jī)為準(zhǔn)，并每隔一定的距離對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次收集。其次，通過原有的點(diǎn)，將其他物質(zhì)加以定位，并在接收機(jī)中匯總所有相關(guān)數(shù)據(jù)，利用CAD軟件來順利完成選線任務(wù)。需要注意的是，如果使用RTK放樣技術(shù)，還需要將測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)準(zhǔn)確輸入，下面的操作按照接收機(jī)的提示來進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 GPS技術(shù)的應(yīng)用流程

（1）測(cè)量點(diǎn)的定位。選擇測(cè)量點(diǎn)要以安全、便捷來進(jìn)行考慮，保證測(cè)量點(diǎn)的定位在開闊的視野環(huán)境中進(jìn)行，以將GPS設(shè)備順利安裝，并避免GPS設(shè)備信號(hào)的接收和傳輸受到外界電磁的干擾。在測(cè)量定位完成以后，需要進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，為后續(xù)測(cè)量提供專業(yè)依據(jù)。

（2）構(gòu)建測(cè)量標(biāo)志。基于工程測(cè)量面臨的環(huán)境是多變和比較復(fù)雜的，因此，構(gòu)建測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)并沒有固定的方式，基本上是根據(jù)測(cè)量人員的專業(yè)水平和經(jīng)驗(yàn)等來完成，其中，最常見的方法是“慢如標(biāo)石”，可以保證標(biāo)石的穩(wěn)定性。

（3）測(cè)量觀察。測(cè)量觀察一般是工程測(cè)量工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，需要相關(guān)工作人員加強(qiáng)重視。目前，因?yàn)樾枰谑彝猸h(huán)境進(jìn)行GPS測(cè)量工作，所以，相關(guān)測(cè)量工作人員需要完全按照室外觀測(cè)要求進(jìn)行，有效落實(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并不斷完善測(cè)量觀測(cè)工作，才能確保順利完成整個(gè)項(xiàng)目。

（4）數(shù)據(jù)分析。在進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)分析時(shí)，一般需要采用計(jì)算機(jī)來完成，以全方位的分析各種參數(shù)，對(duì)于提高工程測(cè)量準(zhǔn)確性有著極大作用。同時(shí)，技術(shù)人員通過外業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)，有效進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以保證數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度，并能和實(shí)際工程保持吻合，從而利于對(duì)GPS測(cè)量數(shù)據(jù)庫的不斷完善和豐富。

3 總結(jié)

GPS測(cè)量的內(nèi)部符合精度高、無需通視、測(cè)量時(shí)間短、能夠長(zhǎng)距離、全天候作業(yè)等特點(diǎn)使得其在工程測(cè)量中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在公路測(cè)量中的應(yīng)用，能有效提高測(cè)量的效率，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]