GPS在公路勘測中的應(yīng)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(jù)，保證施工活動正常開展。同時要樹立創(chuàng)新意識，發(fā)揮GPS測繪技術(shù)的作用，這有利于提升信息質(zhì)量。此外，根據(jù)工程具體情況，要合理運用先進技術(shù)，解決實際中難題，不斷提高建設(shè) 水平。

關(guān)鍵詞：GPS;公路勘測;應(yīng)用

1GPS技術(shù)的工作原理分析

GPS技術(shù)作為現(xiàn)代測量技術(shù)，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(wèi)星導航系統(tǒng)，GPS技術(shù)在地籍控制測量方面應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。GPS技術(shù)主要是采用高軌測距，其基本觀測為觀測站至GPS衛(wèi)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(wèi)星所發(fā)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(wèi)星載波信號和接收器所產(chǎn)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(wèi)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(shù)在測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1提升測量速度

傳統(tǒng)測繪技術(shù)完成工作需要耗費大量時間，成本投入比較高。在科學技術(shù)支持下，測繪技術(shù)水平明顯提升，為工作開展提供便利。GPS技術(shù)測量效率很高，在短時間內(nèi)收集全部信息，系統(tǒng)運行更加快速。測量部門只需要幾分鐘就可以啟動完成數(shù)字化，優(yōu)化了工作模式，具有高效的特點。GPS技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴大，同時處于發(fā)展之中，有著廣闊市場前景。自然環(huán)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(yīng)用GPS技術(shù)后人員只需要簡單操作就可以完成，獲得真實、全面的數(shù)據(jù)信息，為施工活動做好準備。在運用中總結(jié)經(jīng)驗，加強自主研究力度，可以發(fā)揮出更大作用，更好的服務(wù)于測繪工程。

2.2實現(xiàn)精準定位

GPS技術(shù)測量結(jié)果精確度更高，滿足工程建設(shè)的需求，減少問題發(fā)生。如果數(shù)據(jù)存在誤差會產(chǎn)生嚴重影響，工程質(zhì)量可能會降低，達不到標準要求。運用GPS技術(shù)測量，保證信息的真實性，不會受到人為主觀因素影響，結(jié)果準確反映出實際情況，有深入的了解。實行靜態(tài)精準定位和動態(tài)精準定位兩種方式，要依據(jù)工程情況而定，保證發(fā)揮出有效作用。精準定位能夠找到工程重點，節(jié)省大量時間，起到正確指導的作用，實現(xiàn)預期目標。尤其偏遠山區(qū)，地勢情況非常復雜，要借助GPS技術(shù)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(shù)相比較，GPS測繪技術(shù)有著明顯優(yōu)勢，具有很好適應(yīng)性，滿足社會發(fā)展的需求。

2.3操作簡單

GPS測繪技術(shù)在發(fā)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(nèi)安裝好儀器、接通電纜就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，作為重要參考資料。測量工作結(jié)束后要收好儀器設(shè)備，避免出現(xiàn)損壞的情況，影響到正常使用。GPS技術(shù)發(fā)展迅速，企業(yè)要組織人員積極學習，掌握最新理論和技能，不斷優(yōu)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(guī)范，工作人員要自覺遵守，禁止出現(xiàn)違規(guī)操作的情況。操作簡單體現(xiàn)出具體應(yīng)用特點，符合實際需求，更加高效的完成測繪工作。

2.4經(jīng)濟性能好

測繪工作開展要建立在物質(zhì)條件基礎(chǔ)之上，包括設(shè)備費用、人工費等各項支出，增加了企業(yè)的經(jīng)濟壓力。GPS測繪技術(shù)經(jīng)濟效益好，有效節(jié)省了成本投入，達到資源優(yōu)化配置目的。一方面測量效率高，縮短了工期，在短時間內(nèi)就可以完成任務(wù)，減少了實際投入。另一方面運用GPS測繪技術(shù)只需要少數(shù)人就可以完成，也是降低投入的重要體現(xiàn)。部分企業(yè)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(fā)展。因此要堅持與時俱進理念，積極引入GPS測繪技術(shù)，優(yōu)化測量工作模式，以先進技術(shù)為支撐來開展，可以達到事半功倍的效果。

3GPS技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用

3.1GPS靜態(tài)技術(shù)布設(shè)首級平面控制網(wǎng)

公路勘測首級平面控制網(wǎng)的任務(wù)是根據(jù)線路的基本走向布設(shè)控制點，作為測繪帶狀地形圖、定線測設(shè)和施工放樣的基礎(chǔ)。作業(yè)過程為技術(shù)設(shè)計、儀器檢驗與維護、選點與埋石、外業(yè)觀測、基線解算與檢核、網(wǎng)平差、坐標轉(zhuǎn)換及技術(shù)總結(jié)，其中技術(shù)設(shè)計、選點和坐標轉(zhuǎn)換最為關(guān)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(nèi)業(yè)平差的優(yōu)化等問題。

3.2GPS動態(tài)技術(shù)加密首級平面控制網(wǎng)

根據(jù)《公路勘測規(guī)范》規(guī)定以及現(xiàn)場勘測條件，在建立首級平面控制網(wǎng)后，每隔700～800m左右設(shè)置二級控制點，應(yīng)用GPS動態(tài)定位技術(shù)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(shù)據(jù)，通過手簿設(shè)置GPS接收機為動態(tài)定位模式。對計算結(jié)果進行坐標轉(zhuǎn)換得到待測點的坐標。外業(yè)測量過程中，流動站與基準站之間的共同鎖定衛(wèi)星數(shù)目應(yīng)不小于5顆，且GPS衛(wèi)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(shù)據(jù)之間的差值，如果觀測的坐標差值在1cm以內(nèi)，則認為5次觀測數(shù)據(jù)為有效，否則，對流動站重新初始化，再次進行觀測。外業(yè)測量完畢后，利用隨機配置的數(shù)據(jù)下載軟件以及數(shù)據(jù)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(tǒng)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(jù)測區(qū)的實際情況，選取分布適宜、數(shù)量適中的水準高程聯(lián)測控制點，進行水準聯(lián)測，以便獲得比較精確地反映測區(qū)高程異常變化的擬合參數(shù)。然后，利用GPS技術(shù)采用靜態(tài)聯(lián)測和動態(tài)觀測兩種方法得到待測點的大地高，利用數(shù)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(zhì)量要求的不斷提高，單一使用GPS-RTK或全站儀已經(jīng)滿足不了實際測量工作的需要，這樣就出現(xiàn)了在同一工程中同時采用兩種方法的聯(lián)合應(yīng)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(yè)的依據(jù)，可以優(yōu)勢互補、取長補短，可快速布設(shè)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(zhì)量要求的不斷提高，單一使用GPS-RTK或全站儀已經(jīng)滿足不了實際測量工作的需要，這樣就出現(xiàn)了在同一工程中同時采用兩種方法的聯(lián)合應(yīng)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(yè)的依據(jù)，可以優(yōu)勢互補、取長補短，可快速布設(shè)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(jié)語

總而言之，在應(yīng)用GPS測繪技術(shù)的過程中，要發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)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(shè)的綜合水平，打造更加系統(tǒng)化的運行管理結(jié)構(gòu)，全面實現(xiàn)對智能化以及測量自動化的需求，減少工程測繪作業(yè)的難度，為工程項目建設(shè)安全性和科學性優(yōu)化奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]? 董天兵.現(xiàn)代測繪技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用[J].交通世界，2016（23）：34-35.

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