基于GPS的道路勘测应用探讨|道路虚交在GPS
时间：2019-04-10 03:22:45 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:GPS技术由于具有无可比拟的技术优势:精确度高、速度快以及不要求点间通视等，使其成功的应用于道路勘测领域中,并且对传统的野外测量带来了相当大的挑战，必将显著的提升我国的野外测量技术水平。本文主要着眼于当前道路勘测领域中GPS技术的应用现状进行探讨，以期有助于道路勘测作业质量的有效提升。
关键词:GPS；道路勘测；前景；应用
Abstract: GPS technology has the incomparable technical advantage: high precision, fast and does not require between the point on, make its successful application in the field of road survey, and to the traditional field measurement brought considerable challenge, will significantly improve the field measurement technology level in China. This paper mainly focusing on the road survey in the field of the present situation of the application of GPS technology are discussed, in order to help road survey operation quality effectively increased.
Keywords: GPS; Road survey; Prospects; application
中图分类号：U41文献标识码：A 文章编号：
一、GPS的相关概念
GPS是全球定位系统的简称，主要是由空间卫星群以及地面的检测系统构成，此外，要求有关的用户拥有卫星接收设备GPS的空间卫星群是二十四颗处于外太空二十万公里的卫星构成，分布于六大轨道面，其交角是60度，卫星的轨道运行周期是十一小时五十八分，确保在任意地点以及时间都能够接收到四到十一颗卫星发出的信号。地面控制系统主要有一个主控站、五个监测站以及三个注入站，其中主控站主要是按照各个监控站的监控数据对卫星的星历以及卫星钟的参数进行精确的计算，同时经过注入站将数据注入到卫星，此外，还发挥着控制卫星、发布指令以及调度备用卫星的作用。监测站主要功能就是接受卫星信号，以及对卫星状态进行实时监测。注入站的功能在于将有关数据注入卫星。GPS的用户主要是由一些数据处理软件、接收机以及其他用户设备，例如计算机以及气象仪器，主要是接受卫星信号，进行定位导航，随着科学技术的不断进步，GPS向着体积小、重量轻、高精度的方向发展，这就为工程测量带来相当大的便利。
通常GPS系统的测量模式有两种类型：静态测量以及动态测量，其中静态测量能够分为常规静态以及快速静态，动态测量则能够分为准动态与实时动态，其中试试动态测量模式还能够分为DGPS以及RTK两种模式。[1]
常规静态测量。一般适用于建立地壳运动监测网、精密工程控制网、大地控制网以及长距离检校基线等。快速静态测量。一般适用于工程测量、地籍测量以及控制网的建立等方面。准动态测量。这种方式一般需要有关的数据后处理。实时动态测量。其原理是在把GPS基准站接收机以及数据链架设在已知测站，经过有关的数据链将数据发送到移动站，接着，移动接收站接受相关的数据，进行相应的处理，最终获取移动站的三维坐标。DGPS又可以称为实时差分测量，主要是经过数据链将测量到的RTCM数据传输到移动站，然后移动站对接收到的RTCM数据进行自动结算，经差分改正以后，获取相应的坐标。RTK主要是基于载波相位观测量的实时差分测量。其基本原理在于基准站把观测到的数据直接传输至移动站，移动站接收机通过应用先进的处理方式做好处理工作，其获取的实时测量结果较之DGPS更为精确。
由于GPS静态与快速静态测量较之传统的导线网以及三角网所拥有的高精度、高效益以及全天候的优势，当前已经成功的应用于工程控制网中。但是静态定位也有很多不足的地方，例如不能及时获取成果、不能及时反映精度以及外业观测时间长等造成了外业返工的不良现象。RTK在一定程度上弥补以上的不足，确保了控制测量的灵活与高效。
二、GPS在公路勘测应用中的优势
（一）对于一些具有相对较大的高程以及较大测量面积的地区，使用传统的测量方式进行有关平面位置以及高程的测定就需要相对较多的过渡点，这就使得测量时间周期较长，难以保证较高的精确度，此外，还会导致无检核支点的出现，而充分利用GPS技术进行采集的点，则可以直接组成网形，实现具备较高的精度、可靠性以及速度。[2]
（二）直接获取三维坐标。与常规的测量方式相比较，GPS系统在确保精准的对观测站的平面位置进行测定的同时，还能够对观测站的大地高程进行精准的测定，获取相应的三维坐标。
（三）传统的测量方式还很容易受到野外地形的限制，需要设置多个支点，而由于GPS测站互相不需要通视，则就允许灵活方便的进行选点。
（四）高精度的定位。通常双频的GPS接收机的基线解精度是6mm+1ppm,而对于传统的红外仪来说，其精度是6mm+5ppm，虽然两者的精度相当，但是随着不断的加大距离，GPS测量的优越性就越大。
（五）由于GPS系统不受天气影响，速度快以及具备高度灵活性，这就大大的提高了作业效率，降低劳动强度。
三、当前GPS在道路勘测中的应用
（一）公路路线平面控制测量
传统上，公路平面控制测量主要采取导线形式，主要有闭合导线、导线网以及附和导线形式，此外，对于一些重要构造物，例如特大桥、大桥以及隧道往往也采取三角网形式。但是高等级公路的不断发展，使得测量技术方面的要求越来越高，而原有的测量手段布网困难，不能够有效满足精确高的要求，因此，采取GPS技术成为大势所趋。当前，国内正加大采取静态GPS测量技术的利用力度，建立线路首级高精度控制网。静态测量主要是运用两台以上的GPS接收机进行观测，同时有效处理观测值，获取两个监测站之间的基线向量，经过平差、坐标传递以及转换的方式，得到测点坐标。静态测量一般能够达到厘米，甚至毫米计的精准度。当前，我国相关部门已经逐步意识到GPS技术的重要性，逐步建立基于GPS技术的高精度控制网，接着，运用常规方式对导线加密进行有效布置。[3]
（二）绘制大比例地图测量
一般来说，高级公路往往是在大比例、带状地形图上面做选线工作。传统的测图方式主要是预先建立相应的控制网，再实施局部测量，制成大比例尺地形图。其缺点是速度慢、时间长以及工作量大等。而利用GPS进行实时动态测量能够迅速的获取构成局部点的数据，使得工作人员在室内就能够借助有关的绘图软件绘制成图。由于仅仅需要获取局部点的坐标以及属性信息，采集速度较快，这就相当大程度的减少测图的难度，做到省时省力。
（三）桥梁控制网
作为整个大桥建设的基石，大桥以及隧道控制网一定要有足够的精度以及可靠度，其表现出来的特点是网点间的边长较短，但是却要求较高的点位精度。传统上往往采取边角网，在实际操作中为了确保高精度以及可靠度，一方面要优化网形结构，另一方面还要花费大量的工作量，做好网的监测工作。随着桥梁的跨径不断的增大，这就使得常规的测量仪器不能胜任原先的工作。这时，GPS静态定位技术在越来越多的特大桥建设中得到应用，获得显著的成效，确保点位的高可靠度以及高精度。
(四)公路中线测设
有关设计人员通过在大比例尺带状地图上面做好相应的定线工作后,就只需在地面上将公路中线标定出来.借助实时GPS技术进行测量,运用专业的软件输入有关的路线数据至相应的Stepbyst手簿上面,这时,系统就能够及时的依据实际的情况对任意点的点位进行有效的计算,能够对任一桩号的边桩与中桩做好相应的放样工作,因为对于每个点位的测量均是独立完成的,所以也就使得不会出现累积误差的现象,从而确保放样精度的一致,能够实时获取在中线上的任一桩号,极大的有利于对公路中线测量实施必要的加桩.
(五)公路纵横断面的测量
通过采取RTK技术能够确保有效实施中桩放样,还能够对中桩高程进行直接的测量,从而有效的完成公路纵断面的测量,还能够做好横断面的测量工作,从而能够直接而又方便的获取桩号横断面的相关数据。[4]
四、结语
作为近几年发展最为迅速的高新技术，全球定位系统具备全球性、全天候性以及全能性的导航定位以及测速优势，这使得它在越来越广阔的领域中得到应用。当前在公路勘测领域GPS已经成功的应用于各个方面，直接影响着传统的野外测量作业的改革，因此，要基于实际的工作情况，有效使用这一先进技术，必将会收获很大的经济效益以及社会效益，大大的提升野外测量的技术水平。
参考文献：
[1]刘大杰，刘基余.全球定位系统的原理与数据处理[M].同济大学出版社，2008
[2]石益民.全球定位系统的原理及应用[M].测绘出版社，2010
[3]严志强，张华海，李征航.GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版社，2010
[4]JTJ/T066—98，公路全球定位系统（GPS）测量规范[S].
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
