GPS測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村公路中的應(yīng)用研究分析

李瑞喜

（柳林縣交通運(yùn)輸局，山西 呂梁 033300）

1.GPS測(cè)量技術(shù)概述

GPS簡(jiǎn)單地來說，就是我們平時(shí)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(diǎn)；系統(tǒng)由3部分組成，分別是數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，GPS信號(hào)接收系統(tǒng)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。

具體來說，它是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。相對(duì)測(cè)地定位是利用L1和L2載波相位觀測(cè)值實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，其原理是采用載波相位測(cè)量局域差分法：在接收機(jī)之間求一次差，在接收機(jī)和衛(wèi)星觀測(cè)歷元之間求二次差，通過兩次差分計(jì)算解算出待定基線的長(zhǎng)度;求解整周模糊度是其關(guān)鍵技術(shù)；又可分為動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)和靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)。

動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)是應(yīng)用在程序中，可以添加線路分段、路基路面結(jié)構(gòu)、橋涵技術(shù)指標(biāo)描述、建成時(shí)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(xì)線路的基本情況，為今后的管理工作奠定基礎(chǔ)。

靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)主要用于建立公路首級(jí)控制網(wǎng)，之后再利用其它測(cè)量方法進(jìn)行加密的附合導(dǎo)線測(cè)量。

但是由于農(nóng)村公路建設(shè)無論是在測(cè)量原則，還是在測(cè)量精度和作業(yè)方法等方面都具有項(xiàng)目分散、繁多，涉及面廣，單體規(guī)模小等諸多特點(diǎn)，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(cè)量往往采用導(dǎo)線形式，這就決定著其在公路測(cè)量中應(yīng)有自己的特點(diǎn)。具體如下：

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

2.GPS測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村公路中應(yīng)用研究

上文已經(jīng)闡述了農(nóng)村公路具有項(xiàng)目分散、繁多，涉及面廣，單體規(guī)模小等特點(diǎn)，在目前的傳統(tǒng)管理體系和管理手段已無法適應(yīng)農(nóng)村公路迅猛發(fā)展的進(jìn)程，GPS的誕生及其在民用領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用普及，為解決農(nóng)村公路測(cè)量的問題指明了方向，開辟了新途徑。根據(jù)筆者工作實(shí)際情況談?wù)勳o態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究。

2.1 確定路線、GPS技術(shù)點(diǎn)選址，采集功能。在實(shí)際工作中，當(dāng)工作人員接到外業(yè)測(cè)量任務(wù)后，組織有關(guān)人員首先要對(duì)路線的走向進(jìn)行初步勘察，查看沿線可選作GPS點(diǎn)的位置情況，一一做標(biāo)記。同時(shí)，進(jìn)一步調(diào)查路線附近高等級(jí)GPS點(diǎn)以便進(jìn)行聯(lián)測(cè)。GPS外業(yè)采集功能主要是實(shí)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(diǎn)采集等功能。

2.2 點(diǎn)控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓返燃?jí)、沿線地形地物、作業(yè)時(shí)衛(wèi)星狀況等等因素進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，沿路線兩側(cè)每隔5-10km布設(shè)一對(duì)相互通視的GPS點(diǎn)。在這里要綜合考慮到公路測(cè)量本身的特點(diǎn)，采用相同數(shù)目的GPS儀觀測(cè)相同數(shù)目的GPS點(diǎn)，這樣可以加快全線的測(cè)量速度。

2.3 GPS的選點(diǎn)、埋石。這個(gè)步驟相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，選點(diǎn)應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)要求有利于采用其他測(cè)量方法擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)。

2.4 GPS儀架設(shè)觀測(cè)。相同數(shù)目的GPS點(diǎn)觀測(cè)的共同時(shí)間、有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)等應(yīng)滿足規(guī)范要求。

2.5 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。外業(yè)觀測(cè)結(jié)束后，工作人員或調(diào)查小組將GPS中的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)中，采用南方公司的軟件，及時(shí)進(jìn)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(jì)算兩個(gè)步驟。

2.6 GPS控制網(wǎng)加密。利用全站儀測(cè)量附合導(dǎo)線的方法進(jìn)行首級(jí)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(dú)進(jìn)行附合導(dǎo)線的測(cè)量，保證每一段附合導(dǎo)線起始于GPS點(diǎn)，終止于GPS點(diǎn)。

2.7 數(shù)據(jù)整理。每天外業(yè)工作采集工作結(jié)束后，要求各個(gè)調(diào)查組必須將調(diào)查數(shù)據(jù)備份并整理，對(duì)數(shù)據(jù)中輸入不及時(shí)，輸入錯(cuò)誤的信息進(jìn)行更改，對(duì)線位產(chǎn)生飄移的線路進(jìn)行標(biāo)注，將其再次列入第二天的調(diào)查對(duì)象。完成一個(gè)區(qū)的調(diào)查工作后就進(jìn)行一次數(shù)據(jù)合并上報(bào)工作。

2.8 建立信息項(xiàng)目庫(kù)。外業(yè)數(shù)據(jù)匯總轉(zhuǎn)換到空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，生成電子地圖，結(jié)合航拍衛(wèi)星影像圖重疊進(jìn)行線形校對(duì)、優(yōu)化，輸出校對(duì)后信息反饋各工作，如有錯(cuò)誤或遺漏，提出更改補(bǔ)測(cè)，符合要求后簽認(rèn)返還，再次導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，信息確定后項(xiàng)目庫(kù)建立生成。

3.注意事項(xiàng)

GPS在農(nóng)村公路測(cè)量采集工作出發(fā)之前，應(yīng)先做好采集計(jì)劃，比如說安排好采集行程;提前準(zhǔn)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(shí)參考;對(duì)需要采集的路線以及附屬設(shè)施提前準(zhǔn)備好相關(guān)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(yīng)先將GPS接收機(jī)與掌上電腦正確連接，然后通過藍(lán)牙連接將 GPS接收到的信號(hào)反映在電腦上，確保GPS連接和信息輸出正常。

小結(jié)

從農(nóng)村公路的靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)中，我們得出這樣的結(jié)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(cè)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(dòng)質(zhì)量。

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