GPS在公路勘測中的應用

楊宇 王云峰 辛鳳利 魏星

摘要：在開展測繪工程之前，要收集全面信息，作為方案制定參考依據，保證施工活動正常開展。同時要樹立創新意識，發揮GPS測繪技術的作用，這有利于提升信息質量。此外，根據工程具體情況，要合理運用先進技術，解決實際中難題，不斷提高建設 水平。

關鍵詞：GPS;公路勘測;應用

1GPS技術的工作原理分析

GPS技術作為現代測量技術，其具有全方位觀測、精確度高、計算速度快、布點靈活等特點。是由美國研制的衛星導航系統，GPS技術在地籍控制測量方面應用發揮著重要作用。GPS技術主要是采用高軌測距，其基本觀測為觀測站至GPS衛星之間的距離，主要采用兩種方式來獲取距離觀測量，即偽距測量和載波相位測量。偽距測量是指測量GPS衛星所發射的測距碼信號到達用戶接收器所用的傳播時間，其測量定位速度非?？?而載波相位測量是測量有載波多普勒頻移的GPS衛星載波信號和接收器所產生的參考載波信號之間的相位差，其測量定位精度很高。GPS定位則是通過4顆或以上的衛星同時進行偽距或相位測量，從而推算出接收機的三維位置。

2GPS測繪技術在測繪工程中的應用優勢

2.1提升測量速度

傳統測繪技術完成工作需要耗費大量時間，成本投入比較高。在科學技術支持下，測繪技術水平明顯提升，為工作開展提供便利。GPS技術測量效率很高，在短時間內收集全部信息，系統運行更加快速。測量部門只需要幾分鐘就可以啟動完成數字化，優化了工作模式，具有高效的特點。GPS技術應用范圍不斷擴大，同時處于發展之中，有著廣闊市場前景。自然環境、交通運輸條件、地形等因素增加了測量工作難度，因此要投入更多時間去研究，這些因素的干擾使得效率比較低。應用GPS技術后人員只需要簡單操作就可以完成，獲得真實、全面的數據信息，為施工活動做好準備。在運用中總結經驗，加強自主研究力度，可以發揮出更大作用，更好的服務于測繪工程。

2.2實現精準定位

GPS技術測量結果精確度更高，滿足工程建設的需求，減少問題發生。如果數據存在誤差會產生嚴重影響，工程質量可能會降低，達不到標準要求。運用GPS技術測量，保證信息的真實性，不會受到人為主觀因素影響，結果準確反映出實際情況，有深入的了解。實行靜態精準定位和動態精準定位兩種方式，要依據工程情況而定，保證發揮出有效作用。精準定位能夠找到工程重點，節省大量時間，起到正確指導的作用，實現預期目標。尤其偏遠山區，地勢情況非常復雜，要借助GPS技術進行測量，克服客觀條件的影響，從整體上把控。和以往測繪技術相比較，GPS測繪技術有著明顯優勢，具有很好適應性，滿足社會發展的需求。

2.3操作簡單

GPS測繪技術在發展中逐漸完善，接收機具有體積小、性能好、方便操作的特點。自動化程度不斷提升，可以自主完成測量工作，減少了人員工作量。在測量的時候，只需要在被測范圍內安裝好儀器、接通電纜就可以實現數據采集，作為重要參考資料。測量工作結束后要收好儀器設備，避免出現損壞的情況，影響到正常使用。GPS技術發展迅速，企業要組織人員積極學習，掌握最新理論和技能，不斷優化自身知識水平，度儀器 操作更加熟練，投入到測繪工作中去。制定嚴格的操作規范，工作人員要自覺遵守，禁止出現違規操作的情況。操作簡單體現出具體應用特點，符合實際需求，更加高效的完成測繪工作。

2.4經濟性能好

測繪工作開展要建立在物質條件基礎之上，包括設備費用、人工費等各項支出，增加了企業的經濟壓力。GPS測繪技術經濟效益好，有效節省了成本投入，達到資源優化配置目的。一方面測量效率高，縮短了工期，在短時間內就可以完成任務，減少了實際投入。另一方面運用GPS測繪技術只需要少數人就可以完成，也是降低投入的重要體現。部分企業為了快速完成工作，不惜投入大量人力物力財力，不利于長遠發展。因此要堅持與時俱進理念，積極引入GPS測繪技術，優化測量工作模式，以先進技術為支撐來開展，可以達到事半功倍的效果。

3GPS技術在公路勘測中的應用

3.1GPS靜態技術布設首級平面控制網

公路勘測首級平面控制網的任務是根據線路的基本走向布設控制點，作為測繪帶狀地形圖、定線測設和施工放樣的基礎。作業過程為技術設計、儀器檢驗與維護、選點與埋石、外業觀測、基線解算與檢核、網平差、坐標轉換及技術總結，其中技術設計、選點和坐標轉換最為關鍵。在工程實踐中需重點處理好GPS偏心觀測、工程投影變形和內業平差的優化等問題。

3.2GPS動態技術加密首級平面控制網

根據《公路勘測規范》規定以及現場勘測條件，在建立首級平面控制網后，每隔700～800m左右設置二級控制點，應用GPS動態定位技術進行加密測量。在待測點位置上架好儀器，連接電臺、接收機、手簿，確認連接無誤后，打開GPS接收機，開始接收定位數據，通過手簿設置GPS接收機為動態定位模式。對計算結果進行坐標轉換得到待測點的坐標。外業測量過程中，流動站與基準站之間的共同鎖定衛星數目應不小于5顆，且GPS衛星分布幾何因子小于3為較好觀測時間，在該時段觀測，待測點的定位精度收斂比較快，并且可以得到精度比較高的固定解。對一個待測點，一般重復觀測5次，得到5個待測點的直角坐標，大致比較5組數據之間的差值，如果觀測的坐標差值在1cm以內，則認為5次觀測數據為有效，否則，對流動站重新初始化，再次進行觀測。外業測量完畢后，利用隨機配置的數據下載軟件以及數據處理軟件計算得到的高斯平面坐標。

3.3高程控制測量

GPS定位系統所觀測的高程為大地高，而公路測量中采用的是正常高。在實際工作中，通常會根據測區的實際情況，選取分布適宜、數量適中的水準高程聯測控制點，進行水準聯測，以便獲得比較精確地反映測區高程異常變化的擬合參數。然后，利用GPS技術采用靜態聯測和動態觀測兩種方法得到待測點的大地高，利用數學模型即可計算出待測點的正常高。

3.4大比例尺帶狀地形圖的測繪

隨著工程質量要求的不斷提高，單一使用GPS-RTK或全站儀已經滿足不了實際測量工作的需要，這樣就出現了在同一工程中同時采用兩種方法的聯合應用，即 GPS-RTK的測量成果常為全站儀所用，全站儀測量值又常作為檢校GPS作業的依據，可以優勢互補、取長補短，可快速布設控制點，又能高精度快速地獲得三維坐標。這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率。

3.5大比例尺帶狀地形圖的測繪

隨著工程質量要求的不斷提高，單一使用GPS-RTK或全站儀已經滿足不了實際測量工作的需要，這樣就出現了在同一工程中同時采用兩種方法的聯合應用，即 GPS-RTK的測量成果常為全站儀所用，全站儀測量值又常作為檢校GPS作業的依據，可以優勢互補、取長補短，可快速布設控制點，又能高精度快速地獲得三維坐標。這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率。

4結語

總而言之，在應用GPS測繪技術的過程中，要發揮GPS技術的優勢，確保能在減少測繪時間的同時提升定位的準確性，從而維護工程項目建設的綜合水平，打造更加系統化的運行管理結構，全面實現對智能化以及測量自動化的需求，減少工程測繪作業的難度，為工程項目建設安全性和科學性優化奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]? 董天兵.現代測繪技術在公路勘測中的應用[J].交通世界，2016（23）：34-35.

（作者單位：1.施泓圖設計院有限公司;2.沈陽中遠交通勘察設計工程服務有限公司;3.施泓圖設計院有限公司;4.施泓圖設計院有限公司）