GPS測量技術(shù)在公路測量中的原理及應用

　　3GPS在公路測量中的應用

　　3。1靜態(tài)GPS測量技術(shù)在公路測量中的應用

　　靜態(tài)GPS測量技術(shù)主要用于建立公路首級控制網(wǎng)，之后再利用其它測量方法進(jìn)行加密的附合導線(xiàn)測量?？刂凭W(wǎng)的建立過(guò)程如下：

　　第一步：路線(xiàn)、GPS點(diǎn)選址的初步勘察

　　接到外業(yè)測量任務(wù)后，組織人員對路線(xiàn)的走向進(jìn)行初步勘察，查看沿線(xiàn)可選作GPS點(diǎn)的位置情況。調察路線(xiàn)附近高等級GPS點(diǎn)以便進(jìn)行聯(lián)測。

　　第二步：GPS點(diǎn)控制網(wǎng)的設計

　　GPS控制網(wǎng)的布設應根據公路等級、沿線(xiàn)地形地物、作業(yè)時(shí)衛星狀況、精度要求等因素進(jìn)行綜合設計。因為GPS控制網(wǎng)作為公路首級控制網(wǎng)時(shí)，需采用其他測量方法進(jìn)行加密。故沿路線(xiàn)兩側每隔5-10km布設一對相互通視的GPS點(diǎn)。理論上GPS點(diǎn)觀(guān)測時(shí)只須在3個(gè)GPS點(diǎn)上架設GPS儀同時(shí)觀(guān)測即可確定這3個(gè)點(diǎn)的坐標?？紤]到公路測量本身的特點(diǎn)采用4臺GPS儀同時(shí)觀(guān)測4個(gè)GPS點(diǎn)，這樣可大大加快全線(xiàn)的測量速度。

　　第三步：GPS選點(diǎn)、埋石

　　選點(diǎn)應按技術(shù)設計要求有利于采用其他測量方法擴展和聯(lián)測。

　　第四步：架設GPS儀觀(guān)測

　　4個(gè)GPS點(diǎn)觀(guān)測的共同時(shí)間、有效觀(guān)測衛星總數等應滿(mǎn)足規范要求。我們在外業(yè)的觀(guān)測中規定觀(guān)測時(shí)間不得少于0。5h，有效觀(guān)測衛星數不少于4個(gè)。

　　第五步：GPS觀(guān)測數據的處理

　　外業(yè)觀(guān)測結束后將GPS中的數據傳入計算機中，采用南方公司的軟件(包括采集器與計算機通訊軟件、基線(xiàn)向量處理軟件、網(wǎng)平差及坐標轉換軟件)，及時(shí)進(jìn)行數據處理和質(zhì)量分析。過(guò)程可分為基線(xiàn)解算與檢核、GPS控制網(wǎng)平差計算兩個(gè)步驟。

　　第六步：GPS控制網(wǎng)進(jìn)行加密。

　　利用全站儀測量附合導線(xiàn)的方法進(jìn)行首級GPS控制網(wǎng)的加密作業(yè)。將路線(xiàn)按GPS的分布分成若干段，每一段單獨進(jìn)行附合導線(xiàn)的測量，保證每一段附合導線(xiàn)起始于GPS點(diǎn)，終止于GPS點(diǎn)。

　　第七步：導線(xiàn)點(diǎn)座標及平差計算

　　將每段附合導線(xiàn)測量數據傳輸到計算機中進(jìn)行角度、距離平差得到最后結果。

　　3。2RTK技術(shù)在公路測量中的應用

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀(guān)測值為根據的實(shí)時(shí)差分GPS(RTDGPS)技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應用前景。GPS靜態(tài)定位、準動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數據處理滯后，所以無(wú)法實(shí)時(shí)解算出定位結果，同時(shí)無(wú)法及時(shí)對觀(guān)測數據進(jìn)行檢核，這就難以保證觀(guān)測數據的質(zhì)量，在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測由于粗差造成的不合格觀(guān)測成果。解決這一問(wèn)題可通過(guò)延長(cháng)觀(guān)測時(shí)間來(lái)保證測量數據的可靠性，但這樣一來(lái)則降低了GPS測量的工作效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統由基準站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線(xiàn)數據通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準點(diǎn)，安置一臺接收機作為參考站，對衛星進(jìn)行連續觀(guān)測，流動(dòng)站上的接收機在接收衛星信號的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設備接收基準站上的觀(guān)測數據，隨機計算機根據相對定位的原理實(shí)時(shí)計算顯示出流動(dòng)站的三維坐標和測量精度。這樣我們使用者就可以實(shí)時(shí)監測待測點(diǎn)的數據觀(guān)測質(zhì)量和基線(xiàn)解算結果的收斂情況，根據待測點(diǎn)的精度指標，確定觀(guān)測時(shí)間，從而減少沉余觀(guān)測，提高工作效率。

　　動(dòng)態(tài)定位在公路中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監理和GIS前端數據采集。測量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀(guān)測數據，實(shí)時(shí)確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前，其定位精度可以達到厘米級。

　　動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測階段有著(zhù)廣闊的應用前景，可以完成地形測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線(xiàn)測量等工作。整個(gè)測量過(guò)程在不需通視的條件下，測量1～3s，精度就可以達到10～30mm，有著(zhù)常規測量?jì)x器(如全站儀)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。RTK技術(shù)具有很大的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果(包括高程)；徹底擺脫了由于粗差造成的返工，從而提高了GPS作業(yè)效率；作業(yè)效率高，每個(gè)放樣點(diǎn)只需要停留1～2s，流動(dòng)站小組作業(yè)(1～3人)可完成中線(xiàn)測量5～10km。若用其進(jìn)行地形測量，每小組每天完成0。8～1。5(km)3的地形測繪，其精度和效率是常規測量所無(wú)法比擬的；在中線(xiàn)放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作；應用范圍廣—可以函蓋公路測量(包括平、縱、橫)，施工放樣，監理，竣工測量，GIS前端數據采集諸多方面；如輔助相應的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。

　　對于我們工程單位來(lái)講，GPS靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)技術(shù)相結合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量。生產(chǎn)過(guò)程中采用常規方法和GPS技術(shù)相結合生產(chǎn)流程可以極大的提高生產(chǎn)效率。隨著(zhù)GPS技術(shù)特點(diǎn)是RTK技術(shù)的發(fā)展，其初始化時(shí)間越來(lái)越斷，跟蹤能力也越來(lái)越強，精度越來(lái)越高，可靠性越來(lái)越強，有著(zhù)良好的性?xún)r(jià)比。