公路勘測中GPS的重要地位

摘要：隨著我國經濟的發展，道路與橋梁的大規模建設，對GPS應用研究的逐步深入，GPS在公路勘測設計中有著不可替代的地位.GPS是20世紀70年代由美國陸?？杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航定位系統。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。

關鍵詞：公路測量 GPS

由于國家公路與橋梁的快速發展，單位購買了GPS，下面就個人的使用感受做出總結:

一、GPS與測量

全球定位系統(GPS)是美國國防部主要為滿足軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求而建立的。GPS具有全天候提供高精度的連續實時三維導航、定位能力。自1980年第一臺商用GPS接收機問世以來，隨著GPS工作衛星的不斷入軌和GPS接收機性能的不斷提高和改進，GPS測量技術已廣泛應用于我國國民經濟建設的各個部門。

在測量領域，GPS系統已廣泛用于大地測量、工程測量、以及地形測量等各個方面，尤其是實時動態（RTK）定位技術在公路測量中蘊含著巨大的技術潛力。

二、在公路勘測設計中GPS的重要地位

1常規測量方法的缺陷

(1)規范對附合導線長、閉合導線長及結點導線間長度等有嚴格規定，一般對于高等級公路均要求達到一級導線要求。這樣，導線附合或閉合長度最長不得超過10公里，結點導線結點間距不能超過附合導線長度的0.7倍。這種要求一般在實際作業中難以達到，往往出現超規范作業。

(2)搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統，往往國測、軍測、城市控制點混雜一起，這就存在系統間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量質量。

(3)國家大地點破壞嚴重，影響測量作業。由于國家基礎控制點，大多為五六十年代完成，經過30多年，有些點由于經濟建設的需要被破壞，有些點則由于人們缺乏知識遭人為破壞。在這些地區進行路線測量作業，往往在50公里以上均找不到導線的聯測點。這樣路線控制測量的質量得不到保證。

(4)地面通視困難往往影響常規測量的實施。一般路線的控制點要求布設在距路線的300米范圍內。由于通視的原因，這一條件難以滿足，甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區，根本無法實施常規控制測量。

(5)對于長大隧道，常規測量長大隧道、特大橋等構造物一般要求測量等級在四等以上。用常規測量方法，往往采用增加測回數，延長觀測時間等費時、費工的方法來設法提高精度。

長大隧道、特大橋多為地形復雜困難地帶，進行常規控制測量，為通視和網形，往往砍伐工作量相當大，這樣測設費用很大，作業艱苦。

利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業的效率，減輕勞動強度，保證了高等級公路測設質量。

GPS測量的優點

1.工程控制測量。用GPS靜態測量沿項目建立帶型控制網，由于點與點之間不必要求通視，而且RTK動態測量覆蓋距離較遠，故控制點選點只須地形開闊，不再受距中線距離限制。對于高等級公路要求達到一級導線要求。GPS靜態控制的精度可以輕松使測量更簡便易行。

2.繪制大比例地形圖。高等級公路選線多是在大比例尺（通常是1:2000或1:1000）帶狀地形圖上進行，用傳統方法測圖，先要加密控制網，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。其工作量大、速度慢，花費時間長。在GPS靜態建立的控制網基礎上，用GPS動態測量采集碎部點的數據。其采集速度相當快，在室內把碎部點屬性信息輸入計算機，即可由繪圖軟件成圖，大大降低了測圖的難度，既省時又省力。

3.公路中線測設。設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路在地面標定出來。采用RTK動態GPS測量，只需將中線路線編輯好輸入GPS接收機中，系統就會自動顯示RTK所處位置樁號及坐標。使不規則加樁無須計算，根據地形任意加樁。而且RTK測站始終保持相對誤差，不會產生累積誤差，使各點放樣精度趨于一致。

4.公路縱、橫斷面測量。公路中線確定后，利用中線樁點坐標，通過繪圖軟件，即可給出路線縱斷面和各樁點的橫斷面。由于所用數據都是測繪地形圖時采集來的，因此不需要再到現場進行縱、橫斷面測量。從而大大減少了外業工作。如果需要進行現場斷面測量時，也可采用實時GPS測量。與傳統方法相比，在精度、經濟、實用各方面都有明顯的優勢。

5.施工測量。實時GPS系統既有良好的硬件，也有極豐富的軟件可選擇。施工中對點、線、面以及坡度等放樣均很方便、快捷。精度可達到厘米級。

6.GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣，是GPS測量應用的重要領域。特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，往往由于這些地區地形條件的限制，實施常規的幾何水準測量有困難，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。

在我單位購買GPS以后的多個道路橋梁工程測量中，GPS都發揮了巨大的作用，已經成為我所在公路勘測設計院必不可少的測量工具。

三、GPS在公路橋梁建設發展中的美好未來

GPS作業有著極高的精度。它的作業不受環境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區、局部重點工程地區等。它不受人為因素的影響。整個作業過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。減少野外砍伐工作量，提高作業效率。一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上。在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，往往由于這些地區地形條件的限制，實施常規的幾何水準測量有困難，GPS高程測量無疑是一種有效的手段.

總之，為了提高公路建設的科技含量，以促進公路建設的發展。在公路建設領域GPS衛星定位技術未來值得我們研究和期待.

結論:隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由于線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步采用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然后用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用于特大橋梁的控制測量中。由于無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。

參考文獻：

1.《GPS測量原理》徐紹銓、張華海、楊志強、王澤民編著

2.工程測量學張正祿武漢大學出版社

3.GPS技術在公路勘測設計中的應用劉峻中國新技術企業