全球定位系统_GPS_在高速公路测量中的应用
GPS技术在公路控制测量中的应用
工程技术硒忑／—．，’N ew Tec h nol og i a n d Product豳囡团圆涩团es*■■L4■氓五置圃‘山■■陆■G PS技术在公路控制测量中的应用张可(六安市土地勘测站，安徽六安237000)擒薹：G PS技术越来越被广泛应用于各种控制测量之中，本文对G P S布网技术的设计、布网选点原则进行了浅要阐述，并分析了G P S在平面控制网测量中的应用。
关键t司：G PS技术；公路；控制测量；布网G P S即全球定位系统，目前已被广泛应用于国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
G PS在道路工程中的应用．目前主要是用于建立各种道路T程控制网及测定航测外控点等。
随着高等级公路的迅速发展．由于线路长，已知点少，因此．用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。
而G Ps技术除具有对测站选择有更大的灵活性夏．适应不利气候条件’全天候、连续作业等优点，i丕具有提供数据更多、精度更高的数据信息一地面点的空间i维坐标及其方差，并可通过坐标交换将其转换到工程所需要的空间或平面直角坐标系中。
建立G PS公路路线控制网的工作内容按其性质分为外业和内业。
下面就外业工作进行分析并对内业处理做简要阐述。
j l外业工作．1．1G Ps网的技术设计其主要内容包括精度指标的确定、网的图形设计和网的基准设计。
在布设G PS网时，由于技术设计提供了布设G PS网的技术准则，在布设G P s网时所遇到的所有技术问题，都需要从技术设计中寻找答案．可见技术设计是非常重要的。
因此．在进行每一项G PS工程时，都必须首先进行技术设计。
G PS网的精度要求，主要取决于公路等级对控制网的要求。
G P S网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为：嗍删式中盯：网中相邻点问的距离中误差(111111)；a：固定误差(眦n蜘：比例误差∞pI n埘：相邻两点间的距离《l【m)。
当G PS网布网方式和观测作业方式确定后，G P S网的网形就确定了．根据已确定的G Ps 网的网形，可以得到G PS网的设计矩阵．从而可以得到G Ps网的协冈数阵，在cPs网的设计阶段可以采用作为衡量G P S网精度的指标。
GPS技术在高速公路工程测量的应用
GPS技术在高速公路工程测量的应用摘要：随着时代的发展，人们对于科学技术的依赖程度越来越高，而在当前来看，我国的公路工程建设就处于对于科学极度渴求的状态。
其中主要的内容就是需要利用GPS技术来进行全面的工程测量，才能保证道路桥梁工程更好的完成，但是目前来看，这种技术的应用情况并不好，并不能起到较好的作用。
因此，本文就从GPS的简洁入手，来全面的进行GPS技术在高速公路工程测量的应用研究。
关键词：GPS技术；高速公路；工程测量引言在当前时代中，我国已经完成了从劳动力密集型产业想技术密集型产业转型的策略，在这种情况下，我国的各行各业都在积极的进行科学技术的应用，在当前来看，这种应用可以全面的推广在市政工程之中，这样能够提升公共工程的质量，确保人们更好的生活。
其中之一就是高速公路工程相关建设，人们应该非常全面的将GPS技术应用到其中，这样能够让公路工程的建设更加的合理，而且质量更好，满足人们的需求，这是非常重要的事情。
因此，本文提出如下内容：一、GPS技术简介1、概念GPS（GlobalPositioningSystem）即全球定位系统的简称，由美国军方研发。
GPS系统本身具有全球性、全天候以及连续性几个主要特点，在坐标定位应用上有极大的优势。
当前，GPS技术已经越来越成熟和完善，逐渐被运用在社会建设的多种不同领域，其中就包括问题提到的公路工程测量工作。
实践证明，GPS技术在公路工程测量中应用能够很好的解决公路工程过去测量工作中很多难以解决的问题，促进了我国公路工程测量工作的发展。
二、GPS技术在公路工程测量中的实际运用在公路工程测量中主要是运用GPS技术的两大功能，即：（1）静态功能，指的是利用GPS仪器接收卫星的信息，并对信息进行一定的数据化处理得到被测点的三维坐标值；（2）动态功能，实质上是利用卫星系统将各测点实地放样到地面上。
以下就GPS测量技术在道路测量工程中的应用进行一一分析。
1、建立控制网在建立控制网过程中，现如今被广泛应用的方法是：沿公路的走向每隔5～l0km布设一对GPS点，一个点作为控制点，另外一个点用作方向点，并在点之间进行红外测距导线加密。
浅析GPS在高速公路测量中的优势
浅析GPS在高速公路测量中的优势随着经济的发展以及各类科学技术的不断完善，我国GPS技术已经能够成功应用于各类测量工程中，其中也包含对高速公路的测量。
大量交通基础建设的投入以及工程项日技术难度的增加，对测量工作也提出了新的要求：测绘速度快、经济投入少、精度要求高。
而GPS的出现和发展为公路测量展示了良好的应用前景，为提高公路工程勘测质量、加速勘测工作进程、提高观测精度起到积极作用。
本文浅要介绍了GPS技术在公路测量中的应用及其优势，并阐述了其对测量行业的巨大推动作用。
标签：GPS；高速公路；测量；应用前言：GPS（全球定位系统）是美国军方研制的卫星导航系统，将其应用于工程测量，主要有静态、动态定位两种方法，传统的测量技术是使用经纬仪、水准仪、全站仪、水准仪，与之相比，GPS测量技术具有精确度高、速度快、节省人力成本等各方面优势，其技术已普遍应用于我国公路测量，本文重点介绍了GPS技术在我国公路测量中的应用。
一、GPS系统构成（1）DPS空间卫星包括了21颗工作卫星和在轨备用3颗卫星。
在6个轨道平面内平均分布着24颗卫星，轨道平面产生了55°的倾角，平均卫星高度是20200Km。
卫星通过两个L波段的无线电载波为广大用户接连不断的输送定位导航信号，其中包含的卫星位置信息，促使卫星成为一个动态化的已知点。
在地球范围内的任意地点和时刻，当高度角超过15°，能够平均观测6颗卫星。
（2）GPS地面监控站包含了全球分布的一个主控站、三个注入站以及五个检测站。
主控站综合各个监测站观测GPS卫星获得的数据，对各个卫星的轨道和种差参数进行计算，并且编制这些数据成为導航电文同时输入对应的卫星存储器中。
（3）GPS用户设备包含了GPS接收机、处理数据软件以及终端设备。
GPS 接收机能够获得根据一定卫星高度截止角进而选择的卫星接待信号，对卫星运行有效跟踪，并且交换、放大及处理信号，在利用计算机和对应的软件，解算基线、网平差，求解GPS接收机的三维中心坐标。
GPS在高速公路工程施工测量中的应用
测量 系统 恰好解 决 了这 一 难题 ， 得选 点更 加 灵 活 使 方便 。但 测站 上空 必须 开 阔 ， 以便 接 收 Ｇ Ｓ卫 星信 Ｐ
号不 受干 扰 。
任何 时 间和任 何 地 点地平线 以上可 以接 收 ４～１ １颗
Ｇ Ｓ卫星 发送 出 的信 号 。 Ｐ
第９ 期
（ ）定 位 精度 高 ２
・
５ ４・
北 方 交 通
２ ｌ ０２
ＧＰ Ｓ在 高 速 公 路 工 程 施 工 测 量 中 的应 用
高俊鹏
（ 辽宁省路桥建设 集团有限公司第三分公司 ， 阳 沈
摘
１０ ２ ） １０ ２
要 ： Ｐ （ ｌ ￣ Ｐ ｓｉ ｉｇＳｓ ｍ） Ｇ Ｓ Ｇｏ ｂ ｏｉｏ ｎ ｙｔ 全球 定位 系统 是 美 国研 制 并 在 １９ ｔｎ ｅ ９４年 投 入 使 用 的 卫 星 导航 与 定位 系
（） ２ 大地测 量法
精度与红外仪相 当， 但随着距离的增长 ，Ｐ 测量优 ＧＳ 越 性 愈加 突 出。大 量 实 验 证 明 ， 小 于 ５ ｋ 的 基 在 ０ｉ ｎ 线上 ， 相 对 定 位 精 度 可 达 １ 其 ２×１ ０～， 在 １０～ 而 ０
５ ０ ｍ 的基 线上 可 达 １ 一ｌ 。 ０ｋ ０～ ０。。 （ ）观 测时 间短 ３
为 例进行 验证 。
Ｇ Ｓ测 量 的 自动 化 程 度 很 高 。 目前 Ｇ Ｓ接 收 Ｐ Ｐ
机 已趋 于小 型化 和 操 作 简单 化 ， 测 人 员 只需 将 仪 观
器对 中 、 整平 、 取 仪 器 高 、 开 电源 即 可进 行 自动 量 打
观测 ， 用数 据处 理 软 件 对 数 据 进 行 处 理 即求 得测 利 点三 维 坐标 。而 其 它 观 测 工作 如卫 星 的捕 获 、 跟踪
GPS在公路测量中的应用
浅谈GPS在公路测量中的应用【摘要】由于gps测量系统具有高精度、快速度、低费用等优越性，被广泛的应用于公路建设中，本文结合笔者的多年工作经验，对gps在公路测量中的应用进行了简要的探讨，供同行参考。
【关键词】gps；公路；工程测量gps定位是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
本文结合实际工作，主要介绍了gps在公路控制测量中应用的具体方法。
1 gps的测量原理gps中文全称为全球定位系统，是随着卫星技术、无线电技术及其他高科技的发展而建立起来的卫星导航定位系统。
美国从20世纪70年代开始研究全球定位系统gps，最终全面建成干1994年，gps具有高精度、全天候、多功能、高效益、操作简便、自动化等显著优点，能海陆空进行全方位实时定位与三维导航，被广泛运用于大地测量和工程测量。
1.1 gps测量组建的构成gps测量系统由空间卫星星座、地面监控站和用户设备几个部分组成。
gps空间卫星星座具有工作卫星21颗，轨备用卫星3颗，如果高度角超过l50，那么在地球的任一地点、任一时刻，平均有6颗卫星可以同时被观测到，多的可达到9颗；gps地面监控站组成部分是分布在全球的主控站一个、注入站三个，还有五个检测站；gps用户设备主要由三个部件构成：gps接收机、数据处理软件及其终端设备。
1.2 gps构成各部分的运行原理卫星用l波段的两个无线电载波向用户设备不间断地发射含有卫星的位置信息的导航定位信号，卫星因此成为了一个动态的已知点。
地面监测站，首先主控站根据各监测站对gps卫星的观测数据，计算各卫星的钟差参数、轨道参数等，接着编制导航电文并传送到注入站，最后再通过注入站将收到的导航电文数送到相应卫星的存储器中。
按一定卫星高度截止角，gps接收机可捕获到所选择的待测卫星的信号，有效地跟踪卫星的运行，实现对信号进行交换、放大以及处理，再借助软件，利用基线解算、网平差等方法，求出测站点的三维坐标。
GPS在高速公路工程测量中的应用
GPS在高速公路工程测量中的应用摘要：高速公路工程与国家发展和人民生活之间都有着密不可分的联系，经济迅速发展，高速公路的建设也要跟上其步伐，工程测量作为其中的重要建设环节，直接关系着工程的整体建设质量和效率。
本文主要围绕着GPS在高速公路工程测量中的应用展开研究，对GPS技术做出简单概述，分析其工作原理、技术特点、应用优势，并对公路测量GPS技术的应用方法以及管理方法做出探究，促进GPS应用水平提升，推动高速公路工程测量更加准确、高效。
关键词：GPS；高速公路；工程测量引言随着科技发展，测绘领域也出现了很多新的技术、新的设备，GPS技术就是其中之一，其在高速公路的测绘中有着巨大的应用优势。
为满足经济发展需求，高速公路工程需要深入地形复杂、多变，甚至环境恶劣的地区，因而其测量工作往往工作量大、难度高，并且恶劣的环境会导致部分设备无法使用，传统的测量方法难以适应当下的高速公路工程测量工作，相关施工企业更加青睐GPS测量技术，因而如何发挥GPS技术的优势，对其进行高效应用具有重要价值。
1GPS技术概述1.1系统构成GPS有21个正在工作的卫星，3个正在使用的卫星，它们按照6个不同的轨迹，在距离地面20200公里的地方，按照一定的规则运转，形成了55度的平面。
这是一种可以持续向用户发出信息的系统，从它生成的信息来看，地球上的任意位置、任意时刻，只要观测角度超过15度，都可以清晰地观测到这六颗卫星。
1.2系统的工作原理GPS系统一般都是由一个主站、五个监视器、三个注射器构成的，这五个监视器会将监视到的资料传给主站，主站会对监视到的资料进行科学的分析。
在分析过程结束后，将数据传送到了存储库中。
与GPS有关的装置包括了处理装置、检测装置和接收装置。
接收装置会迅速收到讯号，然后将讯号放大，输入电脑，迅速定位GPS接收机的方位。
1.3技术特点（1）无限探测。
无论何时何地都可以探测到，这是因为安装在地表上的卫星可以探测到整个星球的每一个角落。
GPS—RTK技术在高速公路测量中的应用
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ＧＰ — Ｔ 技 术在 Ｓ Ｒ Ｋ 速公 路测 量 中的应 用
口 马小 元
Ｇ Ｓ Ｇ ｏａ Ｐ ｓｉｎｎ ｙｔ 全 球定 位 系 统是 美 供真 实依 据 。本次 工程 沿线 地貌 均属于 山地 地形 ， Ｐ （ ｌｂｌ ｏｉｏ ｉｇ Ｓｓ ｍ） ｔ ｅ 农作
次发挥 了其特 有 的功效 ， 下面 笔者针 对该 工程 简单 谈
测量 中的应用 。
一
下 ＧＰ — Ｋ（ Ｓ ＲＴ 以徕 卡 Ｓ ３ Ｒ５ ０为例 ） 术在 高 速 公 路 方 式来 完成本 次测 量任 务 。 技
１ 问题 的 由来 、
朝 阳——赤 峰 高速 公 路 目前正 处 于 中期 的 设 计阶
明： 事故 发生前 ， 开始 吊起 ２２ ｔ ． 钢筋后 ， ９ 因进 料场 在塔机 及建 筑物附 着 点强度 是否 符合 要求 ， 单就 附着拉 杆 与建 臂根 附近 ， 没有超重 ， 故起 重量限制 器不会 动作 。当吊物 筑物 附着 点的链接 方式 来看是 不符 合要 求的 。 施工 单位
以增加工 作高 度 ， 不是 用 以校正塔 身安装误 差 。附 着 而
力矩 的控制 。 式起重机 的主要参数 为公称起重 力矩 ， 塔 其 连 杆要按 着附 着反 力 、 身 上的扭 矩 、 塔 风载荷 、 身与 建 塔 额定起重量随 幅度的增 大而 减小 。ＱＴ ４ ６ Ｚ ２ ５塔式说 明书 筑物 锚 固距离 和位 置计 算杆钢 梁 的截面 ， 算式要 保证 计
起 重 性能 表 中给定 ： 度在 （ ～ １ ３ ｍ 区 间 ， 定 起重 幅 ２１． ） ８ 额
最 不 利 组 合 产 生 的 最 大载 荷 。且 不 论 施 工 单 位 采 用 １９ ｍ 钢 管做 附 着连 杆 是 否符 合最 大 载 荷截 面 要求 ５ｒ ａ
高速公路征地测量中GPS-RTK技术的运用
纷， 节 约 投资 成 本 。
１ Ｇ Ｐ Ｓ － Ｒ Ｔ Ｋ 技 术 的 由来 和 发 展
ＧＰ Ｓ 的英文是 Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ Ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ简称为 全球 定位 系统 。 在 测 绘 领 域， ＧＰ Ｓ的 运 用 相 当 广 泛 ， 可 以 说 是 这 一 领域的革命性变革 。 目前 ， 各 种 范 围 的定位 般都将 Ｇ Ｐ Ｓ 作 为首 选 的 方 式 。 随 着 ＲＴ Ｋ 技 术 不断 成 熟 ， ＧＰＳ已 经 渗 透 到 高 精 度 动 态 定位 、 分 米 至 厘 米 放 样 等 领 域 。目前 ＲＴＫ的 使 用 已经 非 常广 泛 ， 它 的 性 能 也十 分稳 定， 但 是其软件 方面需 要加 以改善。 Ｒ ＴＫ（ Ｒｅ ａ ｌ Ｔｉ ｍｅ Ｋｉ ｎ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ） 是 一 种 组 合 系统 ， 是 集 数 字 通讯 技 术 、 计算 机技术、 元 线电 技 术 ， ＧＰ Ｓ ￣ ｔ ］ 量 定位 技 术 为 一 体 的。
边 长长 短 所 需时 间大 约要 ３ ０ ｍｉ ｎ ￣ １ ． ５ ｈ 。 静 态 测量 想要 得到高 精度的 数据 需 要 经过 后处 理 才 能 得到 。 地 壳变 形 的观 测 、 国家大 地 的测 量、 大 坝 变形 的观 测等 高精度 测量 主要应 用于 静态 作业 的模式： 快 速静 态的测 量作业 效率 较 高， 有 着 厘米 级 的精度 ， 因此 ， 被 普 遍 应 用于 普 通 的工程 测量中： ＲＴ Ｋ 系统 的整套设 备在 具 有 ２ Ｇ Ｐ Ｓ －Ｒ Ｔ Ｋ 技术 的特 点 操 作 简便 性， 轻 量 化、 实时性 可靠 、 厘米 级 的 精 ２ ． １ Ｒ Ｔ Ｋ 设 备 组 成 可以较好 地满足放 样 和数 据 工程 采 ＲＴＫ系 统 通 常 由三 部 分 组 成 。 软 件 系 度 等优 点， 统、 数 据传输设备、 ＧＰ Ｓ 接收设备。 数 据 传 集 的需 求。 输 系 统 由 流 动 站 的 接 收 电 台与 和 基 准 站 的 发 射 电台组 成 ． 这 对 实 时 动 态测 量 是十 分 重 ３ Ｒ Ｔ Ｋ 测 量 的关 键 技 术 要的。 （ 见 图１ ） 确 定 周 模糊 度 和 传输 差 分 数 据 是 ＲＴＫ ２ ． ２ Ｇ Ｐ Ｓ 软 件 作业 环 境 测 量 技 术 的运 用核 心。 ＲＴ Ｋ要 求 在 准 确 的 时 间及 时 提 供 移 动 ３ ． １ 整 周 模 糊度 的求 解 站指定 地点的三维 坐标 ． 相 对 应 的 投 影 计 周 模 糊 度 有 很 多求 解 方 法 ， 可 以 通 过 算和坐标转换 也要 实时完成。 将Ｇ Ｐ Ｓ 所 接 测 量 过 程 中信 号 接 收 机 的 状 态 情 况 进行 划 收 的Ｗ Ｇ Ｓ ８ ４ 坐标 转 换 成 自己所 需 的工 程 坐 分 ， 可以分为动态法和静态法。 但是 ， 如 果 标 或者当地坐标。 此过程都 要在Ｒ ＴＫ手 簿 运 用这 些 方法 将 会 耗费 很 多精 力去求 解 ， 在 软 件 中有 效 地 完 成 。 实 际生 产生 活 中不 能满 足 需 求 ， 因此 ， 运 用 ２ ． ３ Ｇ Ｐ Ｓ 的测 量 方法 卡 尔曼 滤 波 器对 其 模 糊 度进 行 动 态 的 有 效 快 速 静 态 技 术 是 比 较 适 合后 处 理 测 量 的 求 解 ， 进 而 可 以 对 模 糊 度 的动 态 进 行 实 的， 动 态 及 差 分 技 术 比 较 适 合后 处 理 测 量 时 的求 解 。 在实 践 中 我们 可 以得 到 ， 这 种 方 或 者 实时 测 量 。 法 的 特 点 为 单 易 行、 计算 快 速 ， 计算量小 ， ２ ． ３ ． １ 实 时 动态 的 测 量 这 是 动 态 快 速 的 求 解 周模 糊 度 的 最 好 的 方 到 流 动 站 和 基 站 的 相 位 实 时 的动 态 测 式 。 量一 般用 五个 或 多 个卫星 。 测 量前 首先 要进 ３ ． ２ Ｒ Ｔ Ｋ 技术 的数 据 传 输 行初始化 ， 才 能 得 到 准 确 的 厘 米 级 的 测 量 空 间 波 是 ＲＴＫ通 讯 的 重 要 的 传 播 手 精度 结 果 。 测量中， 当卫 星 数 升至 ４ 颗或４ 颗 段 ， 因 此我 们 采用 的 是ＵＦ Ｋ波 ， 即散 射 波 、 以上 的 时 候 则需 要 重 新 进行 初始 化 。 折射 波 、 直 射 波 和 多种 合 成 波 。 直 线 传 播 ２ ． ３ ． ２ 静 态 测量 性 和 较 强 的 穿 透 性 是 这 类 传 播 方 式 的 特 最 高精 度的测 量需 要用 静态测 量， 但根 据 点 ， 但是 ， 这 容 易 受 到 障碍 物 、 地 形 以 及 地 球 曲率 的 影 响 。 当运 用 ９ ６ ０ ０ 波 特 率 传 送数 据时， 那 么每 组 数 据 的 发 送 的 时 间 为０ ． ８ Ｓ 左右。 所 以， 基 准 站 在 进 行 每 秒 传 送 一 次 的ＲＴＫ数 据 改正 时， 较 为 理 想 的 传 送 距 离
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全球定位系统(GPS)在高速公路测量中的应用鲁纯1毕文生2(1.辽宁省交通高等专科学校,沈阳110122;2.丹东市交通质量监督站,丹东118000) 摘 要:简述了GPS测量技术的发展状态,并列出了GPS用于测量所具有的特点,重点介绍了GPS测量用于公路测设中的国家大地点加密、隧道控制测量、特大桥控制测量、导线测量、航测像控点测量的实际应用成果,最后对GPS测量作出了展望。
关键词:GPS;RTK;放样中图分类号:U412.24 文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2008)03-0096-031概述1.1GPS测量简介全球定位系统(GPS)是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。
该系统从本世纪70年代初开始设计、研制。
根据最初设计思想,利用接收卫星发射的伪随机噪声码(P码)为美军及北大西洋组织的盟军提供米级导航定位,同时将定位精度为数十米的C/A码伪距提供民用导航定位。
GPS作为新一代卫星导航与定位系统,不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性。
全球定位系统的迅速发展,引起了各国军事部门和广大民用部门普遍关注。
GPS定位技术的高度自动化及其所达到的高精度和具有的潜力,也引起了广大测量工作者的极大兴趣。
70年代未至80年代初,许多学者的研究表明GPS卫星的载波信号也可以用于定位,并提供比伪距定位高得多的精度。
特别是载波相位差分定位技术的出现,推动了早期测量型商品接收机的研制。
当时GPS定位基本上只有一个作业模式———静态相对定位,两台或若干台GPS接收机安置在待定点上,连续同步观测同一组卫星1～2h,或更长一些时间,通过观测数据的后处理,给出各待定点间的基线向量,在采用广播星历的条件下,静态定位不难取得5mm+1PP m(双频)或10mm+2PP m(单频)基线解精度。
80年代未,建立在F ARA(整周未知数快速逼近技术)基础上的快速静态定位为短基线测量作业闯出了一条新路,大大提高了GPS测量的劳动生产率。
一对GPS测量系统(双频)在10k m以内的短边上,正常接收4～5颗卫星5m in左右,即可获取5～10mm+1ppm的基线精度,与1～2h甚至更长时间静态定位的结果不相上下。
近几年,特别是1993年Leica公司开发了AROF(AmbiguityResulati onontheFly)定位技术,首先实现了动态环境下整周未知数初始化这个实时GPS 测量关键技术的商品化。
各个GPS测量厂商看好这个大趋势,纷纷推出各自的GPS测量新产品。
有的把这种新型产品称之为GPS全站仪,有的称之为RTK(实时动态测量),有的称之为RTGPS。
总之,GPS测量理论与设备的不断发展,使得GPS测量技术日趋成熟,GPS测量功能更加完善, GPS测量应用面更广,并且GPS测量设备价格变得低廉,操作更加简便,使GPS测量更加实用化和自动化。
1.2GPS测量的特点相对于经典测量学来说,GPS测量主要有以下特点:(1)测站之间无需通视。
测站间相互通视一直是测量学的难题。
GPS这一特点,使得选点更加灵活方便。
但测站上空必须开阔,以便接收GPS卫星信号不受干扰。
(2)定位精度高。
一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm,而红外仪标称精度为5mm+ 5ppm,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。
大量实验证明,在小于50k m的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100～500km的基线上可达10-6～10-7。
(3)观测时间短。
在小于20km的短基线上,快・69・北方交通 2008速相对定位一般只需5m in观测时间即可。
(4)提供三维坐标。
GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程。
(5)操作简便。
GPS测量的自动化程度很高。
在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态,而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。
(6)全天候作业。
GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受天气状况的影响。
2GP S测量在公路测量中的应用实例公路路线一般处在一条带状走廊内。
其平面控制测量往往采用导线形式,这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。
对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等,也有布设成三角网、线形锁等形式。
2.1常规测量方法的缺陷(1)规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定,一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。
这样,导线附合或闭合长度最长不得超过10k m,结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。
这种要求一般在实际作业中难以达到,往往出现超规范作业。
(2)搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测、军测、城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量。
(3)国家大地点破坏严重影响测量作业。
由于国家基础控制点,大多为50、60年代完成,经过30多年,有些点由于经济建设的需要被破坏,有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。
在这些地区进行路线测量作业,往往在50k m以上均找不到导线的联测点。
这样路线控制测量的质量得不到保证。
(4)地面通视困难往往影响常规测量的实施。
一般路线的控制点要求布设在距路线的300m范围内。
由于通视的原因,这一条件难以满足,甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区,根本无法实施常规控制测量。
(5)对于长大隧道,特大桥用常规测量有下列局限:①长大隧道、特大桥等构造物一般要求测量等级在4等以上。
用常规测量方法,往往采用增加测回数,延长观测时间等费时、费工的方法来设法提高精度。
②长大隧道、特大桥多为地形复杂困难地带,进行常规控制测量,为通视和网形,往往砍伐工作量相当大,这样测设费用很大,作业艰苦。
③长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接,虽说用平差方法可以得到克服,但由于地形条件困难,其联结的测量工作量很大,且不太方便。
实际工作中,构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。
利用GPS测量能克服上述列举的缺陷,并提高作业的效率,减轻劳动强度,保证了高等级公路测设质量。
2.2GPS测量用于导线控制测量京深高速公路河北境高邑至邢台段地处华北平原,地势平坦,最大相对高差约20m,平均海拔约50m,境内村庄较多。
植被多为小麦及田间行树。
公路及机耕道密集。
采用三台W ild200GPS接收机进行导线测量,作业方式采用点连接方式,三台接收机同时作业。
在GPS观测之前,已作高精度红外导线测量(EDM)和水准测量。
下面列出同时施测GPS和常规测量的10. 88k m的比较结果。
GPS测量观测时段7.5m in,30历元。
边长比较结果如表1。
表1 边长比较表(m)边长GPS测量DM测量差值C104～C105739.124739.080+0.044C105～C1061367.1261367.153-0.027C106～C107841.091841.0910.000C107～C1081060.2521060.270-0.018C108～C1091042.4831042.485-0.002C109～C11069.650769.652-0.002C110～C1111031.6481031.647+0.001 将GPS测量结果与红外仪导线平差结果比较,得到角差中误差mx=±0.057m,m y=±0.049m,点位中误差为±0.075m。
将GPS测量结果与精密水准测量结果比较,得到高程中误差为±0.049m。
通过实际测量可看出:(1)GPS观测时间为7.5m in,与常规红外仪测量相比,时间缩短了约20m in,效率为4倍;与全站仪测量相比,时间缩短约8m in,效率为2倍。
(2)GPS导线测量可靠性好,平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。
2.3GPSRTK用于实时放样RTK是指载波相位实时动态差分定位(Real-・79・第3期 鲁 纯等:全球定位系统(GPS)在高速公路测量中的应用Ti m eKine matic ),它是GPS 发展的最新形式。
静态GPS 测量采用相位差分可以达到厘米甚至毫米级精度,但缺点是经过事后处理才知道结果。
而RTK 通过实时处理即能达到厘米级精度。
RTK 要求一台基准站和至少一台流动站及相配套的数据通讯链。
基准站实时地把测站信息和所有观测值通过数据链传递给流动站,流动站用先进的处理技术来瞬时求出流动站的三维坐标。
具有下述优点:(1)直接以厘米级精度实时测定位置;(2)工作人员少;(3)与全站仪相比无须通视、无须转站。
但是RTK 技术无法克服上空有遮挡的影响,在这种地区,RTK 不能使用。
同时RTK 对通讯电源、电台亦有严格要求,对于山体阻挡,如何考虑数据通讯显得尤为重要。
2.4GPS 测量用于高程控制测量的尝试高程测量中通常应用的高程系统主要有大地高程系统、正常高系统和正高系统。
大地高程系统是以椭球面为基准的高程系统。
正高系统是以大地水准面为基准的高程系统。
由于正高实际上是无法严格确定的,为使用上的方便,通常采用根据前苏联大地测量学者莫洛金斯基的理论建立的正常高系统。
计算正常高的精度,主要取决于大地高差和高程异常的精度,而其中高程异常差的精度与其计算方法及其所利用的资料密切相关。
GPS 测量资料与水准测量资料相结合,来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。
这种方法要求GPS 观测点具有水准测量资料且密度适当,分布比较均匀。
利用高精度GPS 定位技术精密确定观测点的大地高程差,并根据建立的适当大地水准面数学模型,内插出计算点的高程异常或异常差,从而得出特定点的正常高。
由成果可知,只要点位分布均匀,密度适中,将精密水准资料与GPS 测量资料相结合,能够得到高精度的高程测量结果。
3结论与展望(1)GPS 作业有着极高的精度。
它的作业不受距离限制,非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。
(2)GPS 测量可以大大提高工作及成果质量。
它不受人为因素的影响。
整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。
(3)GPSRTK 技术将彻底改变公路测量模式。
RTK 能实时地得出所在位置的空间三维坐标。
这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。
它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。
(4)GPS 测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率。
一般GPS 测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。