gps測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　1 GPS測量技術(shù)現(xiàn)狀的認(rèn)識1</p><p>　　1.1 GPS的發(fā)展過程1</p><p>　　1.2 G

2、PS基本系統(tǒng)的組成2</p><p>　　1.3 GPS系統(tǒng)三部分介紹3</p><p>　　1.4 GPS的工作原理4</p><p>　　1.5 GPS測量的技術(shù)特點5</p><p>　　2 GPS測量技術(shù)在公路工程中應(yīng)用的簡要介紹7</p><p>　　2.1 介紹GPS測量技術(shù)在公路工程的引用7&

3、lt;/p><p>　　3 GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用8</p><p>　　3.1 GPS的公路測量的準(zhǔn)備工作8</p><p>　　3.2 在公路工程測量中可能會遇到的問題8</p><p>　　3.3 在進行GPS觀測時應(yīng)注意的方面9</p><p>　　4 GPS定位技術(shù)在公路施工測量中的應(yīng)用9&l

4、t;/p><p>　　4.1 GPS定位技術(shù)方法的介紹9</p><p>　　4.1.1 靜態(tài)相對定位技術(shù)9</p><p>　　4.1.2 實時動態(tài)相對定位技術(shù)10</p><p>　　4.2適用范圍11</p><p>　　4.3 GPS測量的數(shù)據(jù)處理與精度分析11</p><p>　

5、　4.4 GPS網(wǎng)12</p><p>　　4.4.1 GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)點設(shè)計12</p><p>　　4.4.2 GPS網(wǎng)的選點與埋石13</p><p>　　4.4.3 GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則14</p><p>　　4.4.4 GPS測量的觀測工作14</p><p>　　4.5 GPS測量所得的

6、基線結(jié)算檢核15</p><p>　　5 建立GPS公路控制網(wǎng)的作業(yè)程序15</p><p>　　6 GPS在公路工程實例中的應(yīng)用15</p><p>　　6.1 GPS在公路控制測量中的應(yīng)用16</p><p>　　6.2 GPS在公路控制測布網(wǎng)形式16</p><p>　　6.4 GPS測量技術(shù)的作業(yè)方法

7、及外業(yè)檢核18</p><p>　　6.5 GPS測量數(shù)據(jù)的平差計算18</p><p>　　7 GPS測量技術(shù)的優(yōu)點21</p><p>　　8 GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用前景21</p><p>　　9 GPS測量技術(shù)在公路工程應(yīng)用的展望22</p><p><b>　　致 謝23<

8、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　摘要：文章首先就自我角度介紹了GPS測量技術(shù)現(xiàn)狀的認(rèn)識，接下來是對GPS系統(tǒng)的組成、工作原理、技術(shù)特點等做相關(guān)敘述

9、。從介紹公路工程測量工作引入GPS測量技術(shù)開始論述，通過GPS測量技術(shù)嘗試應(yīng)用，遇到問題，解決問題，改進GPS測量技術(shù)的不足，逐漸使GPS測量技術(shù)應(yīng)用到了公路工程測量的各個階段，然后具體介紹了GPS定位技術(shù)、關(guān)于GPS網(wǎng)的建立方法及相關(guān)規(guī)范，并給出了GPS網(wǎng)建立的流程圖，最后通過實例對GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用作具體闡述。通過GPS測量技術(shù)在公路工程的應(yīng)用說明其特點，也通過與相關(guān)傳統(tǒng)測量技術(shù)在公路工程中的缺點作比較，最后總結(jié)了GP

10、S測量技術(shù)的優(yōu)點，對GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用前景與今后發(fā)展給出了自己的相關(guān)看法，說明在公路工程測量中相關(guān)GPS測量技術(shù)的優(yōu)勢和廣闊發(fā)展前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞 GPS 測量技術(shù) 公路工程 應(yīng)用數(shù)據(jù)</p><p>　　GPS MEASUREMENT TECHNOLOGY </p><p>　　APPLICATION IN HIGHWAY ENGI

11、NEERING</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The article first introduces the GPS on self-angle measurement technology status awareness, followed by the GPS system, working principle, t

12、echnical characteristics, and so do the narrative. From the introduction of highway engineering survey work began introducing GPS measurement technology exposition attempts to apply through the GPS measurement technology

13、, problems, solve problems, and improve the lack of GPS measurement technology, and gradually the GPS measurement technology applied to the </p><p>　　KEY WORDS GPS, measuring technique, highway engineering

14、, applications and data</p><p>　　1 GPS測量技術(shù)現(xiàn)狀的認(rèn)識</p><p>　　1.1 GPS的發(fā)展過程</p><p>　　就目前的測量科技發(fā)展方向而言，在社會生活和一系列的工程建設(shè)中都促進著GPS測量系統(tǒng)的快速向前發(fā)展。正是迫于多方面的實際應(yīng)用的要求，由美國政府首先開發(fā)研制的軍事專用GPS系統(tǒng)慢慢向更多的用戶開放，為了保證相

15、關(guān)信息的可靠性和安全性，他們也研發(fā)很多相關(guān)的安全措施系統(tǒng)，以便有利于民用和軍用的獨立進行。通過這樣的方式，美國不但為自己賺取了客觀的經(jīng)濟效益，而且為GPS系統(tǒng)在更多更深的社會生活應(yīng)用方面發(fā)展。無論是就其在高精度的工程測量中的應(yīng)用還是其在精密的工程儀器測量的應(yīng)用中都能表現(xiàn)了其高度的優(yōu)越性。</p><p>　　GPS是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）的簡稱，從上世紀(jì)七十年代美國就開

16、始了對其研制，直到1994年的3月份，經(jīng)過20年的時間，約花費200億美元才完成對其的初步整體布置，它建設(shè)的最初目標(biāo)是為了滿足自己國家的國防安全，主要是為了自己國家軍事部門對海陸空三方面軍事情況的高精度指揮和部署，由于其有多個衛(wèi)星組成的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，所以經(jīng)常說衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)能對目標(biāo)進行時時，不間斷，地球的任何地理位置進行精密三維導(dǎo)航與定位能力，由于其開發(fā)的初衷，使它也具有了自身系統(tǒng)的安全保密性，也能抵制很多

17、外來因素對其信號的干擾性。通過實踐發(fā)現(xiàn)，GPS測量技術(shù)可以與我們?nèi)粘Ｓ玫耐ㄐ偶夹g(shù)結(jié)合，這也為GPS測量技術(shù)的進一步快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，成功的把靜態(tài)測量技術(shù)發(fā)展到了動態(tài)測量技術(shù)，也就是能對地面點進行相關(guān)三維坐標(biāo)進行快速動態(tài)測量，以前GPS的數(shù)據(jù)處理都需要先獲得然后人為操作對其進行相關(guān)技術(shù)處理，而逐步發(fā)展到了能對相關(guān)數(shù)據(jù)進行時時更新，對物體的定位與導(dǎo)航實時處理，又為GPS測量技術(shù)的發(fā)展提供了新的應(yīng)用范圍，對其各方面的應(yīng)用深度也加深了更

18、多。回到最初來</p><p>　　GPS的發(fā)展幾乎覆蓋了社會生活的各個方面，同樣也包含了公路工程，從上世紀(jì)八十年開始，GPS定位技術(shù)的研發(fā)，它只是為了準(zhǔn)確追蹤定位敵方軍事部署，為了更好的獲得精確地定位信息，定位技術(shù)從研發(fā)的開始就一直在快速的發(fā)展著，完善著。GPS的定位技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，為公路工程測量技術(shù)的變革提供了有力而強大的技術(shù)基礎(chǔ)，首先這種定位技術(shù)在公路中的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)測量技術(shù)的應(yīng)用范圍，與原有的傳

19、統(tǒng)測量方式完全不一樣，可以說有著天壤之別，傳統(tǒng)的測量都需人為照準(zhǔn)目標(biāo)，進行相關(guān)點位的定位，只有這樣才能進相關(guān)的測角，測距，側(cè)邊等測量工作，以獲得外業(yè)數(shù)據(jù)，然后進行內(nèi)業(yè)的處理，GPS測量技術(shù)在工程中的應(yīng)用則能一次性獲得相關(guān)位置點的三維坐標(biāo)，比之全站儀觀測速度要快很多很多，它以速度快，效率高，精度準(zhǔn)被廣大用戶所認(rèn)同，再加上其定位方法又從以前不變的靜態(tài)定位發(fā)展到了現(xiàn)在的動態(tài)定位，不簡簡單單是只用于以前的導(dǎo)航定位，使其工作的范圍變的更廣泛了，在

20、一些公路工程測量中的應(yīng)用深度也變得更加讓相關(guān)測量技術(shù)人覺得滿意了，在其他工程建設(shè)中的應(yīng)用也為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)[8]。</p><p>　　這就是GPS的現(xiàn)狀認(rèn)識，但GPS基本系統(tǒng)的組成，還有它的工作原理又是怎么樣的呢，下面就本人對其了解做相關(guān)闡述。</p><p>　　1.2 GPS基本系統(tǒng)的組成</p><p>　　GPS全球定位系統(tǒng)有空間部分、

21、地面監(jiān)控部分和用戶部分三大部分組成[1]。GPS衛(wèi)星可以連續(xù)的向用戶撥發(fā)傭金型導(dǎo)航定位的測距信號和導(dǎo)航電文電文，并接受來自地面監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息和命令以維持系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是：跟蹤GPS衛(wèi)星的運行軌道極為衛(wèi)星鐘改正數(shù)，進行與報告后，再按格式編織成導(dǎo)航電文，并通過注入站送入衛(wèi)星。地面監(jiān)控系統(tǒng)還能通過注入站向衛(wèi)星發(fā)布各種指令，調(diào)整衛(wèi)星的軌道及時鐘讀數(shù)，修復(fù)故障或啟用備用件等[9]。</p><p&g

22、t;　　所謂空間部分就是指GPS衛(wèi)星星座，所謂的衛(wèi)星星座就是發(fā)射進入軌道并且能正常工作的GPS衛(wèi)星的集合，其計劃組成包括24顆衛(wèi)星，它們的軌道近乎是圓形的，這些衛(wèi)星有三個軌道，這三個軌道的傾斜角度為63度，衛(wèi)星平均分布在三個軌道上，三個軌道的半徑為26560千米，衛(wèi)星運行周期為12小時，這就是最初計劃的GPS空間部分組成，由于經(jīng)費的問題這個計劃最后被迫做了一定修改，將原定的衛(wèi)星總數(shù)24顆減少為18顆，由于為的數(shù)量的減少，其相應(yīng)的工作也將

23、受到影響，以至于對衛(wèi)星的軌道也作了修改，軌道數(shù)量增加，變?yōu)?個，而歸的傾斜角度則變?yōu)?5°，每個軌道上分布的衛(wèi)星個數(shù)怎由原來的8個變?yōu)楝F(xiàn)在的3個，其他的設(shè)定參數(shù)沒有做修改，但即使這樣，也對測量成果圖造成了巨大的影響，成圖不清楚，更談不上清晰，定位的精度也低得讓相關(guān)用戶幾乎不能接受，以致花巨資打造的高科技系統(tǒng)即將宣告失敗，為了不讓先前的努力付之東流，這些現(xiàn)存的問題亟待解決，否則此系統(tǒng)無法發(fā)揮其真實作用，美國相關(guān)部門進行可以系列的

24、談?wù)摵徒?jīng)科學(xué)家理論驗證，決定重新建立空間定位系統(tǒng)，最終還是選用了原有的24顆衛(wèi)星的方案，但不可能所有的都依照原方案，這次提出了新的組建內(nèi)容</p><p>　　1.3 GPS系統(tǒng)三部分介紹</p><p>　　地面監(jiān)控部分是支持整個系統(tǒng)正常運行的地面設(shè)施，其組成包括主控站，監(jiān)測站和通信與輔助系統(tǒng)三方面[10]。很明了，既然名為主控站毫無懸念它是整個地面監(jiān)控系統(tǒng)運行服務(wù)的中心，它功能在這里我

25、就不多說了，如想詳細(xì)了解可以到網(wǎng)上進行向知識的充電，科羅拉多州的聯(lián)合工作中心就是其位置所在。而監(jiān)測站則不時我們想象中的有人監(jiān)督管理的測站，相反是無人值守的數(shù)據(jù)自動采集中心，開始只建立了17這樣的監(jiān)測站，這17個站中美國空軍監(jiān)測站占了6個，其具體位置這里也不贅述，詳情請百度，后來也是為了相關(guān)精度的提升先后一共添加了11個監(jiān)測站，這也為以后的測量事業(yè)的發(fā)展做了良好的鋪墊。接下來是注入站，它是用于向衛(wèi)星輸入導(dǎo)航電文與其他指令的地面設(shè)施，它總共

26、只有3個，在迭戈加西亞，阿松森群島，卡瓦加蘭三個地方，他先接收電文，然后存儲起來，等待相應(yīng)衛(wèi)星通過注入站上空時，再將其信息電文命令注入到衛(wèi)星內(nèi)。關(guān)于通信與輔助系統(tǒng)沒有太多要說的，從字面意思理解就是對的，它就是提供其他輔助服務(wù)的機構(gòu)與設(shè)施，也擔(dān)任數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。</p><p>　　用戶部分由GPS接收機等儀器設(shè)備和用戶組成，而計算機、指南針、微機、氣象儀器等都屬于用戶設(shè)備，就其GPS接收機而言也可以根據(jù)其功能的不

27、同分為好多種類，也可根據(jù)其接收衛(wèi)星信號的頻數(shù)進行相應(yīng)的分類。但在就測量領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以體積小、重量輕、便于攜帶的GPS測量裝置和高精度的技術(shù)指標(biāo)為工程測量帶來了極大的方便，也為公路測量提供更為方便快捷的測量設(shè)備。由于GPS相關(guān)設(shè)備的完善，工作站的進一步穩(wěn)定運行，GPS測量技術(shù)發(fā)展也突飛猛進，特別是實時動態(tài)定位技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，為GPS測量技術(shù)在公路工程中的進一步應(yīng)用史書又寫下了輝煌的一筆，無論是在精度上還是在質(zhì)量上它都具備

28、工程中的需要，并且它能更快速的完成測量工作，要比原來的靜態(tài)定位和準(zhǔn)動態(tài)定位都更快更方便，而且彌補了原有定位模式的不足，對觀測的數(shù)據(jù)可以實時處理，得到想要的結(jié)果，并添加了新的功能，為滿足其相關(guān)工程對所策數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，可以對測量所得的數(shù)據(jù)進行檢核，克服以前為了滿足相應(yīng)的質(zhì)量要求，多數(shù)情況下是對要觀測數(shù)據(jù)進行長時間的觀測以獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，這樣就會浪費大量的物力人力財力，還浪費寶貴的時間，這是很多工程所不能接受的，為了更好地滿</p&

29、gt;<p>　　1.4 GPS的工作原理</p><p>　　GPS系統(tǒng)是最近幾十年才開發(fā)研制出來的，但它卻給測量技術(shù)帶了革命性的變革，然而其衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)依然采用的是傳統(tǒng)的距離交會法進行相關(guān)位置的定位。即在需要定位的位置m點架設(shè)GPS接收機，在任一時刻同時接收了3顆（a、b、c）以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航信號，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處理與計算求得該時刻GPS接收機至GPS衛(wèi)星的距離Sa、Sb、Sc；

30、一般獲得一個點的坐標(biāo)，首先應(yīng)該測得觀測該點衛(wèi)星的坐標(biāo)，這樣才能進行相關(guān)點m坐標(biāo)的解算。</p><p>　　而剛建成的GPS定位基本上只有一個作業(yè)模式靜態(tài)相對定位，由兩臺或若干臺GPS接收機安置在待定點上，連續(xù)同步觀測同一組衛(wèi)星1至2h或更長時間，通過觀測數(shù)據(jù)的后處理，給出各待定點間的基線向量，在采用廣播星歷的條件下，靜態(tài)定位可取得5mm+1×10－6ｄ（雙頻）或10mm+2×10-6ｄ（單頻

31、）基線解精度[11]?？焖凫o態(tài)定位雖說也是剛剛開始慢慢被大家所熟知，但它的巨大用途只有從事相關(guān)專業(yè)的人員知道，這對于測量事業(yè)來說是一個多么巨大的變革，測量工作的效率成倍的提高，短基線的測量作業(yè)也不再局限于以前的測量技術(shù)，對于在一定范圍長度內(nèi)短邊，用雙頻接收機只進行5分鐘左右的測量就能獲得相當(dāng)高精度的數(shù)據(jù)，一般獲得基線精度為5到10mm+1×10-6ｄ，這樣的精度機會與靜態(tài)定位作業(yè)觀測一兩個小時的數(shù)據(jù)精度相差不多。各GPS測量廠

32、商都看好這個大趨勢，紛紛推出各自的GPS測量新產(chǎn)品，這也為GPS測量技術(shù)在公路中的應(yīng)用創(chuàng)造了有力先決條件。他們大部分把這種新型產(chǎn)品稱之為GPS全站儀，而有的稱之為RTK（實時動態(tài)測量），少數(shù)稱之為RTKGPS?？偠灾?，GPS測量理論與設(shè)備的不斷發(fā)展，使得GPS測量技術(shù)日趨成熟，G</p><p>　　我們都知道，根據(jù)不同的測量方式采用的坐標(biāo)系也不一樣，在同一個工程的測量中一樣也可以采用不同的坐標(biāo)系進行測量，而空

33、間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)和與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)是GPS測量中長采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)。而在工程中，測量所獲得的數(shù)據(jù)，一般都是區(qū)域坐標(biāo)系下測得的數(shù)據(jù)，要想將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)地固坐標(biāo)系統(tǒng)，則必須對測量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的變換，轉(zhuǎn)換的過程一般都是內(nèi)部程序自動進行，這個過程需要有坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)才能進行相關(guān)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)就是實際地面的坐標(biāo)，通過這樣的數(shù)據(jù)處理就能得到相應(yīng)的GPS成果數(shù)據(jù)，這樣的成果數(shù)據(jù)就可以應(yīng)用在相關(guān)的公路測量工程中了[13]。</p&g

34、t;<p>　　1.5 GPS測量的技術(shù)特點</p><p>　　1、測站之間無需通視是GPS測量技術(shù)一重要特點，對于GPS點的選擇來說了只要上空沒有什么遮蓋的東西，附近有沒有什么影響信號接收即可為用GPS進行相關(guān)點的測量。</p><p>　　2、定位精度高是GPS被用戶所廣泛接受的一個重要原因，在距相對簡短時，GPS測量基線的精度和紅外儀精度差不多，這也是實踐得出的結(jié)論，

35、大家都沒有異議，但是隨著基線長度的變長，紅外儀的測量數(shù)據(jù)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如GPS接收機基線解算精度。應(yīng)用實踐已經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50千米以內(nèi)可達(dá)10-6，100千米到500千米可10-7，1000千米可達(dá)10-9。在精密工程中的測量中，同樣的條件下用GPS測量技術(shù)與電磁波測距儀分別測定相對較短邊，然后就其測量的結(jié)果進行比較，我們發(fā)現(xiàn)在它們測量所得的結(jié)果，無論是邊長較差的最大值，還是校差中誤差都很小，說明GPS測量技術(shù)的定位精度能達(dá)到

36、相關(guān)工程測量的技術(shù)精度要求。</p><p>　　3、觀測時間短是GPS在眾多測量技術(shù)脫穎而出的重要因素之一，在當(dāng)今這個社會里，誰能節(jié)約時間誰就能獲得更多的商機，獲得更大利潤，公路工程測量中采用GPS測量技術(shù)能把測量工作時間大大縮短，即使采用靜態(tài)定位也能比傳統(tǒng)測量快四五倍，若采用快速靜態(tài)定位時間會更短，一系列的公路工程的建設(shè)，為其提供了大好的發(fā)展空間，而其在應(yīng)用中也證實了這項測量技術(shù)的時間優(yōu)越性，就其一般的定位速

37、度一個控制點最多四十分鐘，而其它點的定位時間則要比這少一半，甚至更多，而像一般的流動站最多也就兩分鐘，其他的只需要幾秒而已。</p><p>　　4、提供三維坐標(biāo)是GPS測量的另一亮點，它不像全站儀那樣還要用數(shù)據(jù)線進行相關(guān)設(shè)置才能得到三維數(shù)據(jù)，它則是快速的把三維坐標(biāo)傳遞到需要人的眼前，更加清晰明了，方便快捷。</p><p>　　5、操作簡便也是GPS測量技術(shù)的特點，由于其大部分測量工作都

38、是系統(tǒng)內(nèi)部自動完成的，也就是其自身具有較高的自動化，隨著技術(shù)的進一步發(fā)展我們也可以看到，雖然其他測量儀器需要我們做的工作也越來越少，但相對于GPS測量設(shè)備——GPS接受而言，其他儀器所需的人工操作還是太多，而且體積大、重量大、不便于攜帶與搬運等缺點，如果運用GPS接收機進行相關(guān)測量作業(yè)，只需要將接收機放在被觀測點上，打開接收機，天線對中，整平，量取天線高就操作完畢，等待觀測結(jié)果即可，目其他的一系列工作都由其相關(guān)內(nèi)部系統(tǒng)進行處理，這樣不但

39、省了很多外業(yè)工作，也使在多余外業(yè)工作出現(xiàn)的錯誤不可能出現(xiàn)在GPS測量數(shù)據(jù)中。</p><p>　　6、全天候作業(yè)是GPS觀測的另一大亮點，在以往的測量作業(yè)中，都會受到黑夜或天氣的影響，而是測量工作作業(yè)不能持續(xù)進行，這也是一直困擾測量人員的一大煩惱，而GPS測量技術(shù)的出現(xiàn)，使全天候作業(yè)不再是奢望，也正是這個原因，使其能夠在惡劣的環(huán)境條件下進行以往測量作業(yè)人不能作業(yè)的測量任務(wù)，無論是建立相關(guān)控制網(wǎng)還是實時觀測測量獲取

40、施工數(shù)據(jù)都能滿足各個工程測量的技術(shù)要求，這為其發(fā)開辟一個新的作業(yè)時間，是其他任何原有測量工具儀器都不能比的有點，為了更好的盈利，美國放寬了GPS技術(shù)的范圍，也為其全天候作業(yè)提供了更多的保證，因為其單點定位技術(shù)更加精確，再加其全天候作業(yè)，其優(yōu)越性我發(fā)表達(dá)。</p><p>　　2 GPS測量技術(shù)在公路工程中應(yīng)用的簡要介紹</p><p>　　2.1 介紹GPS測量技術(shù)在公路工程的引用<

41、/p><p>　　公路施工過程中，首先要進行的就是公路的勘測，其依據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和已知點的分布情況進行初步測量，測量的過程中要根據(jù)相關(guān)精度要求選擇相關(guān)測量方法，一般情況下公路的控制測量中使用GPS靜態(tài)定位技術(shù)進行定線測量就能滿足相應(yīng)的公路勘察設(shè)計精度要求。對于其他的要求，再選用哪種GPS測量方法視實際情況而定。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的飛速增長，無論是國外還是國內(nèi)得高等級公路建設(shè)都將

42、迎來前所末有的發(fā)展機遇，這就對公路的勘測設(shè)計提出了更高的要求，但隨著公路設(shè)計行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展，公路設(shè)計已實現(xiàn)CAD化，也有部分軟件本身就要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持才能進行下一步工作[14]；這樣一來在接下來的工作中就能省去很多不必要的工作，不但省工而且省經(jīng)費，例如不用不同單位人員間的數(shù)據(jù)抄錄，各種紙張路費不用花了，還為相應(yīng)的人員節(jié)省了大量的時間做其他工作，對公路將來的一體化提供了有利的前提，但中間還有很多工作要做才能滿

43、足高等公路設(shè)計的要求，在用GPS測量技術(shù)進行測量時必須要為以后公路工程的相關(guān)作業(yè)一體化做好充分準(zhǔn)備。</p><p>　　目前，對公路的勘測已經(jīng)不是什么難事，無論是就其精度而言還是測量所得數(shù)據(jù)而論，都能很好的滿足其要求，但要想更好更快捷的對其進行勘測，還需要應(yīng)用新的測量技術(shù)才能完成相應(yīng)的要求，傳統(tǒng)的電子儀器已經(jīng)被我們的老一輩測量人員改進的無法再改進，這些儀器無論是就精度還質(zhì)量上都已經(jīng)達(dá)到了很高的高度了，但傳統(tǒng)的測

44、量儀器還是會受很多因素的影響和限制，以至于其不能在一些條件進行相關(guān)的測量工作，而就在這時GPS技術(shù)則正在飛速發(fā)展，其測量技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，慢慢的開始有人把GPS測量技術(shù)引入工程中，也就是這樣的引入，給工程測量帶了翻天覆地的變化，特別是GPS測量技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用，是公路工程測量變的更加容易簡單，而且獲得了質(zhì)量較高的工程測量成果。一般先應(yīng)用GPS測量技術(shù)方法建立公路沿線的總體控制測量，這樣做有很多傳統(tǒng)測量沒有的后帶好處，測量

45、工作完成后得到的數(shù)據(jù)成果能用于勘測階段測繪帶狀地形圖、路線平面、縱橫斷面等測量提供可靠依據(jù)；GPS測量技術(shù)的測量可為橋梁、道路建立施工控制網(wǎng)，但這些應(yīng)用僅僅是GPS在公路測量中應(yīng)用的初級階段，初級階段就已經(jīng)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)的測量技術(shù)方法了，那么高級階段不是更方便于公路</p><p>　　3 GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用</p><p>　　3.1 GPS的公路測量的準(zhǔn)備工作</p

46、><p>　　運用GPS測量技術(shù)做公路工程中的相關(guān)測量工作，首先要在測量工作之前做足充分的準(zhǔn)備工作，收集好公路工程的相關(guān)資料，準(zhǔn)備好《公路道路的勘測規(guī)程》、《公路橋位的勘測規(guī)程》、《公路的勘測規(guī)范》、《公路橋涵的施工技術(shù)規(guī)范》、《公路路基的施工技術(shù)規(guī)范》、工程的《招標(biāo)文件》與施工設(shè)計的圖紙與測設(shè)的成果之類的相關(guān)資料[16]。制定測量作業(yè)的計劃，組織相關(guān)的測量人員對工程的設(shè)計方案進行分析評價，最終選擇符合相關(guān)公路工程特

47、點GPS的測量技術(shù)來進行公路的工程測量。就目前而言，在公路測量里如果選用GPS測量技術(shù)進行相關(guān)測量，無論是用常規(guī)的靜態(tài)方式測量還是動態(tài)方式，都一定要規(guī)范操作，看清工程相關(guān)要求再進行相關(guān)測量，不過一般都靜態(tài)測量方式。伴隨實時動態(tài)類測量技術(shù)發(fā)展，實時動態(tài)類測量技術(shù)應(yīng)用逐漸地增多，越來越是公路的工程測量的發(fā)展主流方向。</p><p>　　3.2 在公路工程測量中可能會遇到的問題</p><p>

48、;　　在很多常規(guī)作業(yè)測量中，公路測量是典型的導(dǎo)線測量，公路工程均為線狀，大部分測量作業(yè)都有具體的要求，特別是關(guān)于導(dǎo)線的長度有嚴(yán)格規(guī)定，測量作業(yè)時一定嚴(yán)格遵守規(guī)定，為得到進一步應(yīng)用數(shù)據(jù)打下堅實基礎(chǔ)；因為公路自身的特點——狹長，致使在相關(guān)測量作業(yè)時很難利用起算點的坐標(biāo)系統(tǒng)處理所有的測量數(shù)據(jù)，所以在實際測量中往往會用到多種不同級別性質(zhì)的控制點，但無論用了幾種類型的控制點，都要在它們能相互兼容的前提下進行，否則測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量很難得到相關(guān)保證，也

49、就是失去了測量的意義；我國的基礎(chǔ)控制點大都是在國家的建國初期完成的，雖然當(dāng)時我國的經(jīng)濟條件落后，但通過老一輩測量人員的艱苦努力，成功的完成相關(guān)國家控制測量布設(shè)，雖然布設(shè)的很完善，由于相關(guān)人員不能合理妥善管理應(yīng)用，導(dǎo)致很多控制點收到了嚴(yán)重的破壞，實在令人痛惜，因此往往在公路沿線范圍內(nèi)不易找到導(dǎo)線的聯(lián)測點，以至于路線控制測量的質(zhì)量得不到保證；地面通視不變往往影響常規(guī)測量的實施，對于常規(guī)測量來說各測量點間的相對通視是必不可缺少的條件，這樣的要

50、求是常規(guī)測量在很多特殊的地區(qū)無進行相關(guān)控制測量作業(yè)，如在密林、密集灌溉及青紗帳地區(qū)；經(jīng)濟是一切活動必須考慮的因素，測量工作也不</p><p>　　3.3 在進行GPS觀測時應(yīng)注意的方面</p><p>　　根據(jù)衛(wèi)星可見性預(yù)報，選擇最佳觀測時段進行GPS觀測；要求對GPS接收機天線的對中精度為 1mm，而其標(biāo)志線的指北誤差≤±5度，這樣可以通過可減弱相位中心偏差對測量數(shù)據(jù)質(zhì)量結(jié)果

51、的影響；量取天線高時，要從多個方向?qū)ζ溥M行量取，其誤差不能＞2mm，其值一般取各個量取值的算術(shù)平均值；衛(wèi)星高度截止角≥15度，接收衛(wèi)星數(shù)≥4；控制測量過程中一定要保證實測數(shù)據(jù)的精度，這樣才能為建立的控制網(wǎng)精度打下基礎(chǔ)，觀測的時間要根據(jù)精度的大小選擇時長；觀測時，切記不要在天線附近使用對講機或移動電話，以減少信號干擾。</p><p>　　4 GPS定位技術(shù)在公路施工測量中的應(yīng)用</p><p&

52、gt;　　4.1 GPS定位技術(shù)方法的介紹</p><p>　　在公路工程測量過程中使用GPS定位技術(shù)，主要是應(yīng)用相關(guān)學(xué)科的知識，并把它們有機的結(jié)合在一起，形成完整的GPS測量定位技術(shù)，作為公路測量工程中的主要測量技術(shù)，同時使用GPS系統(tǒng)中分布在空間的衛(wèi)星進行遙感測量，然后將測量的數(shù)據(jù)傳送到地面的接收設(shè)備，并通過接收設(shè)備對數(shù)據(jù)進行處理，從而實現(xiàn)對公路測繪工程相關(guān)數(shù)據(jù)的多角度定位測量。而目前GPS測量技術(shù)定位主要分

53、靜態(tài)相對定位和實時相對定位，首先被引入公路測量工程的靜態(tài)相對定位技術(shù)，其方法的應(yīng)用取得了完美成果，接著實時動態(tài)定位技術(shù)也被引入，取得效果更顯著，以至于兩種定位技術(shù)成為有必要公路測量工程主要技術(shù)[17]。</p><p>　　4.1.1 靜態(tài)相對定位技術(shù)</p><p>　　靜態(tài)相對定位對我們測量人員來說并不陌生，它的具體操作在前面也有相關(guān)敘述，其測量過程相對簡單，只需要幾步簡單的操作就能完

54、成相關(guān)的測量作業(yè)任務(wù)，這是我們從事測量人員都愿意接受的，并且能同時進行多方位點的測量工作，只需要稍微等待一段時間就能完成所有測量工作。測量結(jié)束后，將測量結(jié)果交由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進行處理。</p><p>　　它要求GPS接收機在每一流動站上靜止的進行觀測，在觀測過程中，既要接收基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù)，又要同時衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)，實時解算整未知數(shù)與用戶站的三維坐標(biāo)，一旦解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度滿足公路測量設(shè)計要求，

55、便可以結(jié)束實時觀測，其一般應(yīng)用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密[18]。若采用常規(guī)測量方法（如全站儀測量），受客觀環(huán)境因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實施測量比較困難，而采用RTK快速靜態(tài)測量，就可起到事半功倍的效果[19]。單點定位只需要5至10分鐘，不到靜態(tài)測量所需時間的五分之一，在公路測量中可以完全代替全站儀完成導(dǎo)線測量等控制點加密工作[20]。</p><p>　　4.1.2 實時動態(tài)相對定位技術(shù)<

56、/p><p>　　實時動態(tài)相對定位的基本依據(jù)是載波相對觀測量。動態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點位，實地放樣地面上，在測量工作進行時，通常要求選取點位精確的控制點，并將這些控制點作為整個測量工作過程中的控制基站，然后使用一臺或者數(shù)臺地面接收裝置連續(xù)接收來自于不同角度的實時動態(tài)數(shù)據(jù)[21]。GPS測量儀器測量前需要在控制點上靜止觀測數(shù)分鐘（有的儀器只需2至10s）進行初始化工作，之后GPS流動站就可以按預(yù)定的采

57、樣間隔自動進行觀測，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時確定采樣點的空間位置（其定位精度可以達(dá)到厘米級）[22]。</p><p>　　在測繪過程中，如果想要其測量數(shù)據(jù)滿足特定的精度規(guī)范要求，在用GPS接收機進行相關(guān)測量作業(yè)時要注意作業(yè)條件是否滿足測量作業(yè)，如果條件都不能滿足，測量所得數(shù)據(jù)結(jié)果就很難滿足需要的精度，精度要求越高，要同時接收到的衛(wèi)星發(fā)出數(shù)據(jù)個數(shù)要求越多，不過一般情況下能接收到四個衛(wèi)星同時發(fā)出的數(shù)據(jù)就能滿

58、足一般等級公路測量精度的要求，高等級公路的話就要同時接收更多顆衛(wèi)星發(fā)出的數(shù)據(jù)才能滿足相關(guān)需要。在實際的測量中如果水平角度數(shù)較小，觀測到的衛(wèi)星個數(shù)就會越多，在同一時間能接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)也就越多，如果條件大致相同，一個測量位置周圍有高達(dá)的障礙物，另一個沒有，那么在同一時間對亮點進行觀測沒有障礙物的的精度一定比有障礙物的的要高，因為障礙物阻擋了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的傳輸，導(dǎo)致一些衛(wèi)星的數(shù)據(jù)無法到達(dá)GPS接收機，使相應(yīng)點的定位難度增加。在這種情況下，為了提

59、高測量的精度就必須和慣性導(dǎo)航技術(shù)配合使用。</p><p>　　公路施工的階段，需利用GPS的實時動態(tài)載波的相位差分的定位技術(shù)來完成帶狀圖的測繪、控點的測定、圖根點加密的控制及施工放樣的測量之類的工作，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下找出點位三維數(shù)據(jù)信息，是當(dāng)代GPS技術(shù)發(fā)展重大的突破[23]。因為它能實時地提供經(jīng)精度達(dá)厘米級的測量成果，并能顯著提高作業(yè)的效率，所以在公路工程上具有十分廣闊應(yīng)用的前景。</p>&l

60、t;p>　　雖然CPS于測量技術(shù)人員操作上的要求比較簡單，但它也需科學(xué)測量規(guī)劃做基礎(chǔ)，嚴(yán)格遵守測量的操作規(guī)章流程來完成相應(yīng)的測量工作。這需測量企業(yè)或者相關(guān)部門要認(rèn)識到測量技術(shù)人員于測量質(zhì)量上重要性，進一步加大對測量技術(shù)人員的培養(yǎng)和相關(guān)培訓(xùn)的工作，使他們熟練掌握GPS的技術(shù)操作要點與要求，掌握GPS的測量儀器使用的方法，減少因為操作問題所造成誤差，提升測量的精準(zhǔn)度，給公路工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。與此同時也認(rèn)識到GPS測量技術(shù)于公路的

61、測量工作應(yīng)用中重要性，積極地采用現(xiàn)代的測量技術(shù)來提高公路的工程測量的質(zhì)量，給公路的施工指明一個正確方向，促使我國的公路建設(shè)健康快速的發(fā)展。</p><p><b>　　4.2適用范圍</b></p><p>　　建立國家大地控制網(wǎng)（二等或二等以下）；建立精密工程控制網(wǎng)，如橋梁測量、隧道測量等；觀測中至少跟蹤四顆衛(wèi)星，同時基線邊一般不要超過15千米；因此，對其各階段的工

62、作都要精心設(shè)計和實施。</p><p>　　4.3 GPS測量的數(shù)據(jù)處理與精度分析</p><p>　　GPS坐標(biāo)系統(tǒng)及其起算依據(jù)：GPS測量采用坐標(biāo)系參考1954北京坐標(biāo)系；1954年北京坐標(biāo)系為北京54橢球。</p><p>　　四等GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)：每對相鄰點的平均距離（１千米），固定誤差≤5mm，比例誤差≤3mm，最弱相鄰點的相對中誤差＜1/350

63、00。</p><p>　　在外業(yè)取得合格的數(shù)據(jù)以后，先采用Ashtechso-lutions2.60 英文版軟件進行基線解算及控制網(wǎng)的平差。然后進行基線處理，剔除記錄時間較短（小于10分鐘的衛(wèi)星數(shù)據(jù)）及出現(xiàn)周跳部分的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進行基線解算：閉合差根據(jù)自行處理后的基線向量結(jié)果看相對誤差得最大和最小值是否小于允許誤差值。檢查的標(biāo)準(zhǔn)還是相對誤差的最大和最小值是否小于允許誤差值。而基線的平差又分為無約束平差和約束平差。

64、經(jīng)過平差，得到各個基線向量平差后的相應(yīng)的改正數(shù)，改正數(shù)絕對值（ｖ△X，ｖ△Y，ｖ△Z）應(yīng)滿足：ｖ△X≤3σ，ｖ△Y≤3σ，ｖ△Z≤3σ式中σ—相應(yīng)等級基線規(guī)定精度[6]。在道路控制網(wǎng)GPS數(shù)據(jù)解算時，無約束平差后，找到誤差最大的基線，算出其改正數(shù)絕對值 ｖ△X、ｖ△Y、ｖ△Z，查看其是否滿足《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》GB/T18314-2001中的E級要求。為了檢驗GPS接收機在道路控制測量中的精度問題，利用Leica702型號

65、的全站儀觀測 3 條邊，將實測邊長與GPS邊長進行比較，從數(shù)據(jù)比較可見GPS邊長觀測與全站儀邊長觀測的數(shù)據(jù)相差很小、精度高，而且滿足規(guī)范的要求。</p><p>　　因此今后公路的施工過程中，我們需更多地采用GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，GPS測量技術(shù)在公路工程中繪制大比例尺地形圖應(yīng)用這里就不作相關(guān)作介紹，如果想了解更多可就相關(guān)知識查閱資料。</p><p>　　在公路工程中橋梁工程是

66、非常重要的，然而對于在江、河上修建的大跨徑橋梁，采用傳統(tǒng)測量儀器（光學(xué)儀器與全站儀）來定位是比較困難的，GPS在這方面則發(fā)揮了強大自身的優(yōu)勢。</p><p><b>　　4.4 GPS網(wǎng)</b></p><p>　　當(dāng)接到外業(yè)的測量任務(wù)以后，組織相關(guān)測量人員對路線走向進行一個初步勘察與了解，熟知沿線GPS點的具體位置及具體現(xiàn)況，并調(diào)查路線的附近是否有更高等級GPS點

67、以便進行聯(lián)測，繼而進行復(fù)測檢核的工作。</p><p>　　4.4.1 GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)點設(shè)計</p><p>　　GPS網(wǎng)的點應(yīng)盡量與原有的地面控制點相重合，重合點至少3個，以便數(shù)據(jù)采集完畢后更可靠地確定GPS網(wǎng)和地面網(wǎng)之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)換參數(shù)；為便于觀測與水準(zhǔn)聯(lián)測，所以GPS網(wǎng)點應(yīng)設(shè)在視野相對開闊與容易到達(dá)的地方；為便于公路導(dǎo)線點的加密，GPS網(wǎng)點則應(yīng)盡量靠近公路的走向。</p>

68、<p>　　GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)包括三方面：尺度基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和網(wǎng)的位置基準(zhǔn)。而GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定則是通過GPS網(wǎng)的整體平差計算實現(xiàn)的。而在GPS網(wǎng)的整體平差數(shù)據(jù)中，一般含有兩類觀測量數(shù)據(jù)，即相對觀測量數(shù)據(jù)（如基線向量）與絕對觀測量數(shù)據(jù)（如點在WGS84中的坐標(biāo)值）。</p><p>　　GPS的控制網(wǎng)布設(shè)需根據(jù)公路的等級，公路沿線的地理環(huán)境、地形地貌、作業(yè)時的衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收情況、精度上的要求等多個因素來

69、綜合考慮優(yōu)化的設(shè)計方案。如果GPS的控制網(wǎng)是公路首級的控制時，要采用其它的測量方法進行一定的加密，所以公路沿線要每5至10千米布設(shè)一個相對通視GPS的點，從理論上來說，GPS點在觀測時只需于在3個GPS的點上布設(shè)GPS觀測儀，同時觀測就可確定3個點坐標(biāo)，然而跟據(jù)公路測量的本身特點多采用4臺接收機，可同時觀測到4個GPS點的坐標(biāo)，可以大大地加快全線測量的速度，也相對經(jīng)濟效益高。</p><p>　　4.4.2 GP

70、S網(wǎng)的選點與埋石</p><p>　　埋石時要按規(guī)范化的要求來埋標(biāo)石，現(xiàn)場做好相關(guān)的點記工作。GPS的選點主要以選定線和控制人員的作業(yè)為主要的依據(jù)，要選擇有利于測量工作和以后為道路施工方面的應(yīng)用點位；控制點均要選擇在施工的紅線外并且要盡量滿足通視要求，點位要相對穩(wěn)定；點位的選設(shè)時更要考慮施工過程可能對其造成的影響，以及如何選定更有利于以后的施工測量，同時避開對衛(wèi)星信號傳播有影響的障礙物；控制點要分布均勻，相鄰邊長

71、之比不大于1/2。所以道路GPS控制網(wǎng)選點時應(yīng)注意以下幾點：為了后續(xù)施工放樣的檢核和控制點穩(wěn)定性的檢驗，應(yīng)保證起始點各至少有 3 個控制點，保證相鄰點的通視，以便常規(guī)測量儀器的施工放樣測量；現(xiàn)在公路的施工條件比之原來是惡劣了一些，但同時我們也應(yīng)該清楚的認(rèn)識到，我們的測量儀器設(shè)備也較之原來好了很多倍，在一些山區(qū)進行道路施工確實很難，但現(xiàn)代化的測量儀器讓我們能快速的完成相關(guān)需要的測量任務(wù)，幫我們減輕了很多外業(yè)事物，距離不長的公路就可能有多個

72、不同重力水準(zhǔn)面控制點，使重力水準(zhǔn)線與法線不重合，這就給測量數(shù)據(jù)質(zhì)量處理帶來了巨大的影響，所以布設(shè)時盡力等高等距布設(shè)控制點，這樣對以后觀測數(shù)據(jù)影響較小，能夠滿足相關(guān)設(shè)計的精度要求；因為</p><p>　　GPS測量技術(shù)本身優(yōu)勢，GPS網(wǎng)點選設(shè)比較自由，只要滿足相關(guān)數(shù)據(jù)的精度要求，就可以確定相關(guān)網(wǎng)點的點位，不用想常規(guī)測量那樣還要考慮觀測點間的通視問題，即使偶爾考慮也是為了將來用常規(guī)儀器測量與之測量數(shù)據(jù)進行比較和相關(guān)

73、檢核，從常規(guī)的測量我們就知道點位的選擇對將來數(shù)據(jù)成果的高低有較大影響，所以即使選點工作比之以前容易多了，但也不可大意，選點前相應(yīng)的準(zhǔn)備工作還是非常有必要的，應(yīng)收集道路沿線的相關(guān)控制點，并對其做詳細(xì)的現(xiàn)狀作好記錄，以便以后的應(yīng)用，使測量任務(wù)順利的進行。</p><p>　　4.4.3 GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則</p><p>　　GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則如下：測站點特別是控制點的選擇

74、一定要按相關(guān)要求（遠(yuǎn)離高壓電線和大功率的無線電發(fā)射臺）進行布設(shè)，衛(wèi)星信號被接收機更好地接收，否則很容易對后期測量成果做成嚴(yán)重影響；由于障礙物能阻礙衛(wèi)星信號的傳播，所以在進行測站點的選定時，注意周圍障礙物的影響，以保證信號順利被接收機接收，獲得能滿足相關(guān)工程測量需要的數(shù)據(jù)；檢測是所有測量工作必須的最后一步，但也是必不可少的步驟，以至于測站點的布設(shè)也應(yīng)能用常規(guī)測量手段的進行測量，盡量離已修好的公路近一點，便于到達(dá)；點之記是在相應(yīng)測站點的選定

75、布設(shè)后，按照一定的規(guī)則要求對相應(yīng)點的描述；</p><p>　　GPS網(wǎng)的控制點的標(biāo)石要做特殊處理以便以后的測量做工，根據(jù)等級的不同，所設(shè)置的標(biāo)石類型也不同，其根據(jù)等級的高低分為普通標(biāo)石、基本標(biāo)石和基巖標(biāo)石三種。而公路導(dǎo)線測量中則宜采用普通標(biāo)石，相應(yīng)標(biāo)石的規(guī)格應(yīng)符合《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》——CH2001——92。</p><p>　　4.4.4 GPS測量的觀測工作</p

76、><p>　　GPS測量觀測工作的內(nèi)容主要包括：觀測工作的實施、儀器的選擇與檢驗和觀測計劃的擬定[3]。而擬定觀測計劃的主要依據(jù)是：參加作業(yè)接收機數(shù)量和后勤保障；GPS衛(wèi)星星座；GPS網(wǎng)的精度要求、規(guī)模大小等。</p><p>　　GPS接收機是對是否能完成測量任務(wù)起著決定作用，但其所需的接收機的性能要求與工程測量精度要求有關(guān)。觀測記錄、觀測作業(yè)和天線安置則是觀測工作的主要內(nèi)容。天線的合理安置

77、是實現(xiàn)相應(yīng)定位精度的重要條件之一，而靜態(tài)相對定位時，天線則應(yīng)利用三腳架安置在標(biāo)石中心的上方直接進行對中觀測。</p><p>　　捕獲GPS衛(wèi)星信號時觀測工作的主要任務(wù)，并對GPS衛(wèi)星信號進行量測、處理和跟蹤，以便獲取所需的定位信息與觀測數(shù)據(jù)[2]。對于接收機的具體操作步驟與方法應(yīng)按其操作手冊的說明書指導(dǎo)操作進行相應(yīng)規(guī)范操作。觀測記錄一般則由接收機自動形成，并記錄在相應(yīng)存儲介質(zhì)上。在接收機啟動前后和觀測過程發(fā)生的

78、重要情況均記錄在統(tǒng)一格式的測量手薄上，以便以后查閱相關(guān)內(nèi)容。</p><p>　　4.5 GPS測量所得的基線結(jié)算檢核</p><p>　　當(dāng)外業(yè)相關(guān)測量作業(yè)完成后，就要進行相應(yīng)的內(nèi)頁對數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)在不像以前測量內(nèi)一樣，以前測量內(nèi)業(yè)工作都需要人工親自對測量數(shù)據(jù)進行結(jié)算，然后就其結(jié)算結(jié)果分析測量結(jié)果是否符合設(shè)計的精度要求，而現(xiàn)在的內(nèi)業(yè)計算則大大不同，只需要將GPS測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)對其處理的計

79、算機軟件即可，結(jié)算全部由計算機自己完成，不過可能要等待一會才能得到相應(yīng)的基線結(jié)算結(jié)果，一般精度都很高，并且其結(jié)果分析也會得出，所以只需要看結(jié)果是否滿足需要精度即可，其數(shù)據(jù)平差的原理和過程只做相關(guān)了解即可，但對其結(jié)果要能分析出是否滿足相關(guān)精度要求，然后對結(jié)算結(jié)果檢核，檢核滿足設(shè)計精度要求，則測量出階段工作完成，要對相關(guān)數(shù)據(jù)做妥善保存，此外還要看軟件是否方便快捷、簡單易懂，如果能提供全面平差的報告則更好的，實行人性化的調(diào)試，得到更優(yōu)的數(shù)據(jù)處

80、理上的結(jié)果。</p><p>　　5 建立GPS公路控制網(wǎng)的作業(yè)程序</p><p>　　根據(jù)上述內(nèi)容，結(jié)合公路控制測量中相關(guān)內(nèi)容及建立GPS網(wǎng)的實施方法，可總結(jié)出建立GPS公路控制網(wǎng)的作業(yè)內(nèi)容和流程如下。</p><p><b>　　確定公路的等級。</b></p><p>　　確定GPS網(wǎng)的等級。</p>

81、<p>　　GPS網(wǎng)的技術(shù)要求。</p><p>　　GPS網(wǎng)的設(shè)計要求：確定GPS網(wǎng)的精度指標(biāo)；GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計；GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計。</p><p>　　選點與建立觀測標(biāo)志。</p><p>　　對GPS網(wǎng)進行外野觀測：擬定觀測計劃；儀器的選擇與檢驗；按觀測計劃進行觀測。</p><p>　　檢核與評價觀測數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計

82、要求，如果符合進行下一步，如果不符合重新上一步操作。</p><p>　　觀測數(shù)據(jù)的處理：觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理；平差計算；坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換；與地面網(wǎng)聯(lián)合平差；精度分析。</p><p>　　9、提供GPS網(wǎng)的觀測成果。</p><p>　　6 GPS在公路工程實例中的應(yīng)用</p><p>　　6.1 GPS在公路控制測量中的應(yīng)用</p>

83、<p>　　用常規(guī)方法進行線路控制測量存在下列困難：因為要緊隨線路，控制網(wǎng)的布設(shè)形式肯定是狹長延伸，這樣一來就很難提高控制點的測量精度；正是因為存在如上所述的困難，采用常規(guī)測量手段實施線路控制測量的效率低、潰用高且精度差。而GPS測量方法則布網(wǎng)靈活，對網(wǎng)形要求也低，點與點之間也不需完全通視，正好能解決用常規(guī)測量方法中出現(xiàn)的這些困難。</p><p>　　下面以兩實測GPS線路控制網(wǎng)的布設(shè)為例，討論運用G

84、PS方法進行線路工程控制測量的外業(yè)作業(yè)方法和內(nèi)業(yè)計算方法，并就其精度指標(biāo)給與分析。</p><p>　　山西石太公路陽泉段為全封閉高級公路，公路施工由分別數(shù)家單位進行施工完成，設(shè)計的坐標(biāo)統(tǒng)一于我國國家坐標(biāo)系中，為了保證各段之間施工的正確銜接，必須采用高精度的國家坐標(biāo)系中的相應(yīng)的線路控制測量，以確保各設(shè)計元素的正確放樣。線路經(jīng)過的附近有4個控制點滿足相應(yīng)的要求，路線全長大約20千米。</p><

85、p>　　滬寧高速公路的上海段全長26千米左右，公路線的穿越地區(qū)基本都是農(nóng)田，其附近有獨立坐標(biāo)點4個，設(shè)計的坐標(biāo)是城市獨立坐標(biāo)系的坐標(biāo)。前期已進行了公路線路的主點放樣，而要檢核全路線主點放樣的正確性，需要進行線路的控制測量，由于已知點遠(yuǎn)離公路線路，且線路穿越的農(nóng)田無高點可尋，所以測量工作人員嘗試用GPS方法進行了公路線路控制測量，并獲得了滿意的結(jié)果。</p><p>　　6.2 GPS在公路控制測布網(wǎng)形式&l

86、t;/p><p>　　首級的GPS控制網(wǎng)需利用全站儀測量附合導(dǎo)線方法來進行加密工作，把路線依據(jù)GPS的分布來分成若干不同的段，每段需單獨進行附合的導(dǎo)線測量，以保證每段的附和導(dǎo)線均始于GPS點，也終于GPS點上。加密的控制點布設(shè)方案以沿公路路線每10千米布設(shè)一對點，總長60千米的公路為例進行相關(guān)說明，也就是說該對點相距約1千米，盡量保證通視良好，以便檢核。在布設(shè)該四等網(wǎng)時采用4臺TrimbleSE400單頻接收機作業(yè)；

87、該機的標(biāo)精度10mm+2mm；四等網(wǎng)的觀測時間為90分鐘左右；數(shù)據(jù)采樣間隔為15秒；通過平差處理，該四等網(wǎng)最弱點位中誤差為4.01cm，平均點位中誤差3.14cm，最弱邊相對中誤差1/27667，平均邊長相對中誤差1/453576，整個四等網(wǎng)作業(yè)花4天時間，其效率較常規(guī)測量手段提高3倍左右，經(jīng)過平差處理，網(wǎng)中最弱點點位中誤差為4.13cm，最弱邊相對中誤差為1/12.5萬?？刂凭W(wǎng)的各項指標(biāo)達(dá)到甚至超過國家四等網(wǎng)的技術(shù)要求，而近600千米

88、的GPS控制網(wǎng)，僅用兩個外業(yè)組，10個作業(yè)人員，7臺GPS接收機，約20天的作業(yè)時間，若采用常規(guī)測量方法在相同人手的情況下，至少需要三個月的時間才能完成。</p><p>　　其主要內(nèi)容包括網(wǎng)的圖形設(shè)計、精度指標(biāo)的確定和網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計三方面。GPS網(wǎng)精度要求主要取決于公路等級對GPS網(wǎng)的要求，精度指標(biāo)通常以網(wǎng)中鄰近點之間弦長的精度來表示，其公式為R=a2+（bd）2【式中：R是標(biāo)準(zhǔn)差（mm），a是固定誤差（mm），

89、b是比較誤差系數(shù)（mm），d是相鄰點間的距離（千米）】。GPS測量按其精度高低劃分為A、B、C、D、E五個等級，公路工程測量中一般采用C、D、E三級，其精度指標(biāo)如表1規(guī)定。</p><p><b>　　表 1 相鄰點誤差</b></p><p>　　無論是在什么工程的設(shè)計中，精度指標(biāo)一直都是很重要的，GPS控制網(wǎng)的設(shè)計也不例外，不同的公路等級對精度指標(biāo)一樣有不同的要求

90、范圍，而且它的高低對以后的相關(guān)后續(xù)工作都有一定的影響，所以進行設(shè)計時，一定要注意相關(guān)要求。所以，設(shè)計中要根據(jù)實際用戶的要求和可能出現(xiàn)的工程問題慎重確定。而GPS網(wǎng)圖形的設(shè)計則要取決于相關(guān)用戶，同時還與所用接收機的數(shù)量和類型、經(jīng)費、時間等客觀條件有關(guān)。為滿足實際工程用戶的要求。</p><p>　　依據(jù)公路線路控制測量的特點和現(xiàn)有高等級控制點的分布情況，布設(shè)GPS網(wǎng)一般成狹長的環(huán)型。采用導(dǎo)線方式把點與點之間聯(lián)接起來

91、，因為GPS測量的外業(yè)觀測精度需要進行相關(guān)的檢核，所以把GPS布設(shè)點構(gòu)成環(huán)狀，并要求一些GPS邊和已知坐標(biāo)邊重合，用以檢已知點的精度，兩GPS網(wǎng)網(wǎng)形的實測圖見圖1、圖2。</p><p>　　圖 1 石太公路陽泉段GPS網(wǎng)</p><p>　　圖2 滬寧高速公路上海段GPS網(wǎng)</p><p>　　6.4 GPS測量技術(shù)的作業(yè)方法及外業(yè)檢核</p>&l

92、t;p>　　確定觀測時間要依據(jù)GPS星座的構(gòu)成（GDO m）、邊長及接收機的性能，一般用是單頻接收機（如Trimble、SQKKIAGSSI），觀測中短邊長時，觀測時間約1小時左右，觀測長邊的時間要根據(jù)所需觀測數(shù)據(jù)精度才能確定觀測時間的大小。</p><p>　　一般采用廠家提供的商用軟件在WGS-84坐標(biāo)系中進行相應(yīng)的基線的解算，通過基線的解算能得到相應(yīng)的協(xié)方差及基線的坐標(biāo)矢量，作為平差計算時的輸入量。環(huán)

93、閉合差的檢核是對解算得到的GPS矢量進行的操作，看其是否滿足相關(guān)精度要求，不要小視這個步驟，這是任何測量工作都不可少的步驟，其相應(yīng)的基線條數(shù)、閉合環(huán)個數(shù)、閉合環(huán)統(tǒng)計差都要用表格詳細(xì)的羅列出來，通過對閉合環(huán)閉合差的檢驗以保證觀測基線的正確性，并看其精度是否滿足相關(guān)技術(shù)要求。通過羅列就很明顯的能看出GPS測量的數(shù)據(jù)具有較高的精度，且內(nèi)符合也能很好的滿足施工要求。</p><p>　　6.5 GPS測量數(shù)據(jù)的平差計算&

94、lt;/p><p>　　為了消除GPS網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)值之間的不符值要進行相關(guān)數(shù)據(jù)的平差計算，與此同時完成相應(yīng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換（從WGS-84坐標(biāo)系到地面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換）。</p><p>　　平差計算一般流程如下：大都是先將其中任意一已知點的WGS-84坐標(biāo)系中的單點定位值作為相應(yīng)的已知值，然后在相應(yīng)的中央子午線下進行相應(yīng)高斯投影，最后得到高斯投影坐標(biāo)系下的相應(yīng)坐標(biāo)，為接下來的計算奠定基礎(chǔ)。然后運用一定

95、方法計算原控制點坐標(biāo)系下和高斯投影坐標(biāo)系下差值。由上一步計算得到的差值改正其它相應(yīng)已知點的坐標(biāo)。接下來進行進行平差計算，這里平差計算要用嚴(yán)密的平差計算方法計算才能滿足相關(guān)要求，最后平差后得各點的坐標(biāo)，再用步驟二中相應(yīng)的差值對數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的改正即可。</p><p>　　運用這種方法主要是坐標(biāo)點坐標(biāo)的近似，小在范圍內(nèi)忽略了不同橢球之間的形狀差異及不同，也不考慮由參考橢球不同而引起的誤差的影響。通過大量的實際證明，，

96、這種方法應(yīng)用在小范圍內(nèi)確實方便而且能取得意想不到的效果。滬寧高速公路上海段GPS網(wǎng)平差計算就是個很好的例子，在測量作業(yè)過程中取4號點和13號點作為已知點進行平差計算，獲得計算后與1、19號兩點的已知坐標(biāo)相比較發(fā)現(xiàn)只相差了幾毫米。</p><p>　　通過上述對GPS線路控制網(wǎng)布設(shè)、實地作業(yè)及其成果分析可知，GPS技術(shù)在線路工程中的應(yīng)用具有速度快、操作方便靈活、工作效率高等一系列特點，它在公路工程測量方面的相關(guān)應(yīng)用

97、不但能節(jié)省大量的人力物力，而且能獲得更高精度的測量成果如表 2。</p><p>　　表 2 GPS測量控制網(wǎng)觀測基本技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　要相對GPS網(wǎng)平差，首先要做的就是對GPS網(wǎng)進行GPS網(wǎng)自身的獨立平差，然后通過把GPS網(wǎng)點和已知的滿足工程精度需要的相應(yīng)國家控制點進行強行約束平差GPS網(wǎng)，通過這樣的手段得到滿足相關(guān)要求的測量數(shù)據(jù)。二維GPS基線向量是GPS網(wǎng)二維平差中的觀

98、測值的主要對象，地面數(shù)據(jù)一般有平面方向觀測值Cij和平面邊長Sij，還有作為起算數(shù)據(jù)的固定的坐標(biāo)方位角和已知地面點的坐標(biāo)。二維平差是以GPS網(wǎng)中各未知點在地面坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)為未知參數(shù)，記其相應(yīng)的公式為：</p><p><b>　　(6-1)</b></p><p>　　但因為二維GPS基線的向量變換沒有顧及相關(guān)尺度的差異，雖然作了相應(yīng)的方位變換，但其微小的方位差

99、異還是存在的，因此只有設(shè)置了相應(yīng)的方位參數(shù)E0和立尺度參數(shù)DL才能更好地進行相關(guān)平差計算，也就是說地面的平面坐標(biāo)系和二維GPS基線向量坐標(biāo)系兩個不同的平面坐標(biāo)系，其相應(yīng)平差后有公式關(guān)系如下：</p><p><b>　　(6-2)</b></p><p>　　這就是所謂的二維基線向量觀測方程，而起算誤差方程式如下：</p><p><b&

100、gt;　　(6-3)</b></p><p>　　作為起算數(shù)據(jù)的固定邊長和固定方位角應(yīng)列出相應(yīng)的條件方程，其形式也與常規(guī)地面邊角網(wǎng)平差相同。作為起算數(shù)據(jù)的已知點，一般是令相應(yīng)的坐標(biāo)未知數(shù)為零，在誤差方程和條件方程中去掉相應(yīng)的項，控制網(wǎng)相關(guān)主要技術(shù)指標(biāo)如表 3。</p><p>　　表 3 GPS控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　7 GPS測量技術(shù)

101、的優(yōu)點</p><p>　　1、GPS作業(yè)有著極高的精度。</p><p>　　2、GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響，整個作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)控制，自動記錄、自動數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動平差計算[5]。</p><p>　　3、GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測量模式。</p><p>　　4、GPS測量可以極大

102、地降低勞動作業(yè)強度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。</p><p>　　在公路工程測繪過程中，公路工程測繪人員可以通過GPS衛(wèi)星定位技術(shù)組建GPS測量網(wǎng)絡(luò)，并使用GPS系統(tǒng)進行實地測量，然后將測量結(jié)果通過GPS測量網(wǎng)絡(luò)傳遞到工程測繪管理部門。</p><p>　　8 GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用前景</p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長與西部大開發(fā)政策

103、的實施，我國的高等級公路建設(shè)迎來了前所未有的良好發(fā)展機遇，對線路測量也提出了更高的要求，根據(jù)線路等級的不同，常規(guī)的線路控制測量采取不同的方法。因為線路等級提高了，這就對相應(yīng)的勘測設(shè)計提出了更高的要求，但隨著公路設(shè)計行業(yè)軟件技術(shù)與硬件設(shè)備的快速發(fā)展，公路的設(shè)計已完全實現(xiàn)了CAD化， 但有些軟件還要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持才可以完成相應(yīng)的工作。建立勘測、設(shè)計、施工、后期管理等一體化的數(shù)據(jù)鏈，并減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)，不但是影響高

104、等級公路設(shè)計技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”所在，更是公路勘測設(shè)計內(nèi)外業(yè)一體化的具體要求。目前大部分低等級的公路一般采用支導(dǎo)線或支導(dǎo)線加測磁盤方位角的方法進行相關(guān)線路的控制測量。這種測量方法不但累積了測邊也累積了測角誤差，以至于測量成果精度較低，但對于低等級公路來說已能達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定精度指標(biāo)，所以用這樣地方法確定的導(dǎo)線點來進行低等級公路主點放樣，是完全可以滿足相對精度要求的。然而在高等級線路的控制測量中，依據(jù)線路控制測量的相應(yīng)要求，必須在線路始、終點