GPS測(cè)量技術(shù)在公路測(cè)量中的原理及應(yīng)用

　　3GPS在公路測(cè)量中的應(yīng)用

　　3。1靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

　　靜態(tài)GPS測(cè)量技術(shù)主要用于建立公路首級(jí)控制網(wǎng)，之后再利用其它測(cè)量方法進(jìn)行加密的附合導(dǎo)線(xiàn)測(cè)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(cè)量任務(wù)后，組織人員對(duì)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(diào)察路線(xiàn)附近高等級(jí)GPS點(diǎn)以便進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

　　第二步：GPS點(diǎn)控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)

　　GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、沿線(xiàn)地形地物、作業(yè)時(shí)衛(wèi)星狀況、精度要求等因素進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。因?yàn)镚PS控制網(wǎng)作為公路首級(jí)控制網(wǎng)時(shí)，需采用其他測(cè)量方法進(jìn)行加密。故沿路線(xiàn)兩側(cè)每隔5-10km布設(shè)一對(duì)相互通視的GPS點(diǎn)。理論上GPS點(diǎn)觀(guān)測(cè)時(shí)只須在3個(gè)GPS點(diǎn)上架設(shè)GPS儀同時(shí)觀(guān)測(cè)即可確定這3個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。考慮到公路測(cè)量本身的特點(diǎn)采用4臺(tái)GPS儀同時(shí)觀(guān)測(cè)4個(gè)GPS點(diǎn)，這樣可大大加快全線(xiàn)的測(cè)量速度。

　　第三步：GPS選點(diǎn)、埋石

　　選點(diǎn)應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)要求有利于采用其他測(cè)量方法擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)。

　　第四步：架設(shè)GPS儀觀(guān)測(cè)

　　4個(gè)GPS點(diǎn)觀(guān)測(cè)的共同時(shí)間、有效觀(guān)測(cè)衛(wèi)星總數(shù)等應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求。我們?cè)谕鈽I(yè)的觀(guān)測(cè)中規(guī)定觀(guān)測(cè)時(shí)間不得少于0。5h，有效觀(guān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)不少于4個(gè)。

　　第五步：GPS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理

　　外業(yè)觀(guān)測(cè)結(jié)束后將GPS中的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)中，采用南方公司的軟件(包括采集器與計(jì)算機(jī)通訊軟件、基線(xiàn)向量處理軟件、網(wǎng)平差及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件)，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jì)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(cè)量附合導(dǎo)線(xiàn)的方法進(jìn)行首級(jí)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(dú)進(jìn)行附合導(dǎo)線(xiàn)的測(cè)量，保證每一段附合導(dǎo)線(xiàn)起始于GPS點(diǎn)，終止于GPS點(diǎn)。

　　第七步：導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)座標(biāo)及平差計(jì)算

　　將每段附合導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行角度、距離平差得到最后結(jié)果。

　　3。2RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀(guān)測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS(RTDGPS)技術(shù)，它是GPS測(cè)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(yīng)用前景。GPS靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無(wú)法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，同時(shí)無(wú)法及時(shí)對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀(guān)測(cè)成果。解決這一問(wèn)題可通過(guò)延長(zhǎng)觀(guān)測(cè)時(shí)間來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，但這樣一來(lái)則降低了GPS測(cè)量的工作效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀(guān)測(cè)，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。這樣我們使用者就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀(guān)測(cè)質(zhì)量和基線(xiàn)解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀(guān)測(cè)時(shí)間，從而減少沉余觀(guān)測(cè)，提高工作效率。

　　動(dòng)態(tài)定位在公路中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣、監(jiān)理和GIS前端數(shù)據(jù)采集。測(cè)量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，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(dá)到厘米級(jí)。

　　動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測(cè)階段有著廣闊的應(yīng)用前景，可以完成地形測(cè)繪、中樁測(cè)量、橫斷面測(cè)量、縱斷面地面線(xiàn)測(cè)量等工作。整個(gè)測(cè)量過(guò)程在不需通視的條件下，測(cè)量1～3s，精度就可以達(dá)到10～30mm，有著常規(guī)測(cè)量?jī)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(yàn)的厘米級(jí)精度的測(cè)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(cè)量5～10km。若用其進(jìn)行地形測(cè)量，每小組每天完成0。8～1。5(km)3的地形測(cè)繪，其精度和效率是常規(guī)測(cè)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(yīng)用范圍廣—可以函蓋公路測(cè)量(包括平、縱、橫)，施工放樣，監(jiān)理，竣工測(cè)量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面；如輔助相應(yīng)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(shì)。

　　對(duì)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(jié)合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測(cè)量。生產(chǎn)過(guò)程中采用常規(guī)方法和GPS技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)流程可以極大的提高生產(chǎn)效率。隨著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(qiáng)，精度越來(lái)越高，可靠性越來(lái)越強(qiáng)，有著良好的性?xún)r(jià)比。