摘要：GPS全珠定位系統(tǒng)(globalposltioning system)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用，在最近的幾年得到了迅速推廣，這主要依賴于Cps系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信總等技術(shù)參數(shù)，
關(guān)鍵字：GPS定位系統(tǒng)公路工程控制測(cè)量應(yīng)用
GPs全球定位系統(tǒng)作為新形式測(cè)量系統(tǒng)，已廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量以及地形測(cè)量等各個(gè)方面。GPs全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用，在最近的兩年得到了迅速推廣，這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息等技術(shù)參數(shù)。
GPs全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，除此之外，測(cè)量用戶當(dāng)然還應(yīng)有衛(wèi)星接收設(shè)備。
1空間衛(wèi)星群GPS的空間衛(wèi)星群由24顆高約207Y公里的GPs衛(wèi)星群組成，并均勻分布在6個(gè)軌道面上，各平面之間交角為600，軌道和地球赤道的傾角為550，衛(wèi)星的軌道運(yùn)行周期為11小時(shí)58分，這樣可以保證在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)地平線以上可以接收4到11顆GPs衛(wèi)星發(fā)送出的信號(hào)。
2 GPs的地面控制系統(tǒng)GPS的地面控制系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站，主控站的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，調(diào)度備用衛(wèi)星等。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星工作狀態(tài)。注入站的作用是將主控站計(jì)算的數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星中去。GPs地面控制系統(tǒng)主要設(shè)立在大西洋、印度洋、太平洋和美國本土。
3 GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)、氣象儀器等組成，其作用是接收GPs衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等。
一.GPS測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)
相對(duì)于常規(guī)的測(cè)量方法來講，GPs測(cè)量有以下特點(diǎn)：
1、測(cè)站之間無需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPs這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。
2、定位精度高。一般雙頻GPs接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+Sppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長，GPs測(cè)量優(yōu)越性愈加突出。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12×10-6，而在100～500公里的基線上可達(dá)10-6-10-7。
3、觀測(cè)時(shí)間短。在小于20公里的短基線上，快速相對(duì)定位一般只需5分鐘觀測(cè)時(shí)間即可。
4、提供三維坐標(biāo)。GPs測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。
5、操作簡便。GPs測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。
6、全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。
二，gps系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)量工作中的應(yīng)用
公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了Gps的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。2002年在省道豫04線和尉氏 通許段48公里的中線測(cè)量和國道310線鄭汴高速連接線11.8公里的控制測(cè)量中推廣使用了靜態(tài)功能這一技術(shù)。 據(jù)公路工程勘察設(shè)計(jì)院有關(guān)專家介紹，經(jīng)過多次的復(fù)測(cè)驗(yàn)證，Gps技術(shù)定線測(cè)量的精度可以完全滿足公路勘察設(shè)計(jì)和公路建設(shè)的精度要求。 1、大地測(cè)量法 主要采用大地測(cè)量儀器如經(jīng)緯儀、全站儀、測(cè)距儀等。在公路測(cè)量中采用測(cè)邊網(wǎng)，高程采用測(cè)距三角高程，按照觀測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。 2、Gps靜態(tài)測(cè)量法 G ps靜態(tài)測(cè)量法就是根據(jù)制定的觀測(cè)方案，將三臺(tái)接收機(jī)安置在待定點(diǎn)(a2，c1，c2，c3)上同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，直至將所有環(huán)路觀測(cè)完畢。
3、大地測(cè)量法與Gprs量法結(jié)果比較
由于兩種測(cè)量方法本身的測(cè)量誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型誤差以及在平差計(jì)算中觀測(cè)量權(quán)配置等因素引起兩種測(cè)量方法的結(jié)果存在一定的差值，由于其三維坐標(biāo)差值均小于±10mm，因此可以滿足公路的測(cè)量精度要求。 4、Gps的動(dòng)態(tài)測(cè)量(rtk)新建工程的應(yīng)用
改線段周圍地勢(shì)起伏較大，大范圍的密林、密灌地使通視較為困難，而規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定，這樣，導(dǎo)線附合或閉合長度和結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)間距等指標(biāo)都有嚴(yán)格規(guī)定，這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到，往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。
三、GPS在公路工程的控制測(cè)量上的發(fā)展前景：
公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。通過以上對(duì)GPs測(cè)量的應(yīng)用事例的探討，可以看出GPs在公路工程的控制測(cè)量上具有很大的發(fā)展前景：
1、GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。
2、GPS測(cè)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(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。
3、GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。
4、GPS測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的3倍以上。
5、GPS高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣，是GPs測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢(shì)下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量有困難，GPs高程測(cè)量無疑是一種有效的手段。
關(guān)鍵字：GPS定位系統(tǒng)公路工程控制測(cè)量應(yīng)用
GPs全球定位系統(tǒng)作為新形式測(cè)量系統(tǒng)，已廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量以及地形測(cè)量等各個(gè)方面。GPs全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用，在最近的兩年得到了迅速推廣，這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息等技術(shù)參數(shù)。
GPs全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，除此之外，測(cè)量用戶當(dāng)然還應(yīng)有衛(wèi)星接收設(shè)備。
1空間衛(wèi)星群GPS的空間衛(wèi)星群由24顆高約207Y公里的GPs衛(wèi)星群組成，并均勻分布在6個(gè)軌道面上，各平面之間交角為600，軌道和地球赤道的傾角為550，衛(wèi)星的軌道運(yùn)行周期為11小時(shí)58分，這樣可以保證在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)地平線以上可以接收4到11顆GPs衛(wèi)星發(fā)送出的信號(hào)。
2 GPs的地面控制系統(tǒng)GPS的地面控制系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站，主控站的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，調(diào)度備用衛(wèi)星等。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星工作狀態(tài)。注入站的作用是將主控站計(jì)算的數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星中去。GPs地面控制系統(tǒng)主要設(shè)立在大西洋、印度洋、太平洋和美國本土。
3 GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)、氣象儀器等組成，其作用是接收GPs衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等。
一.GPS測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)
相對(duì)于常規(guī)的測(cè)量方法來講，GPs測(cè)量有以下特點(diǎn)：
1、測(cè)站之間無需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPs這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。
2、定位精度高。一般雙頻GPs接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+Sppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長，GPs測(cè)量優(yōu)越性愈加突出。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12×10-6，而在100～500公里的基線上可達(dá)10-6-10-7。
3、觀測(cè)時(shí)間短。在小于20公里的短基線上，快速相對(duì)定位一般只需5分鐘觀測(cè)時(shí)間即可。
4、提供三維坐標(biāo)。GPs測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。
5、操作簡便。GPs測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。在觀測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。
6、全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。
二，gps系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)量工作中的應(yīng)用
公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了Gps的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。2002年在省道豫04線和尉氏 通許段48公里的中線測(cè)量和國道310線鄭汴高速連接線11.8公里的控制測(cè)量中推廣使用了靜態(tài)功能這一技術(shù)。 據(jù)公路工程勘察設(shè)計(jì)院有關(guān)專家介紹，經(jīng)過多次的復(fù)測(cè)驗(yàn)證，Gps技術(shù)定線測(cè)量的精度可以完全滿足公路勘察設(shè)計(jì)和公路建設(shè)的精度要求。 1、大地測(cè)量法 主要采用大地測(cè)量儀器如經(jīng)緯儀、全站儀、測(cè)距儀等。在公路測(cè)量中采用測(cè)邊網(wǎng)，高程采用測(cè)距三角高程，按照觀測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。 2、Gps靜態(tài)測(cè)量法 G ps靜態(tài)測(cè)量法就是根據(jù)制定的觀測(cè)方案，將三臺(tái)接收機(jī)安置在待定點(diǎn)(a2，c1，c2，c3)上同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，直至將所有環(huán)路觀測(cè)完畢。
3、大地測(cè)量法與Gprs量法結(jié)果比較
由于兩種測(cè)量方法本身的測(cè)量誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型誤差以及在平差計(jì)算中觀測(cè)量權(quán)配置等因素引起兩種測(cè)量方法的結(jié)果存在一定的差值，由于其三維坐標(biāo)差值均小于±10mm，因此可以滿足公路的測(cè)量精度要求。 4、Gps的動(dòng)態(tài)測(cè)量(rtk)新建工程的應(yīng)用
改線段周圍地勢(shì)起伏較大，大范圍的密林、密灌地使通視較為困難，而規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定，這樣，導(dǎo)線附合或閉合長度和結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)間距等指標(biāo)都有嚴(yán)格規(guī)定，這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到，往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。
三、GPS在公路工程的控制測(cè)量上的發(fā)展前景：
公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。通過以上對(duì)GPs測(cè)量的應(yīng)用事例的探討，可以看出GPs在公路工程的控制測(cè)量上具有很大的發(fā)展前景：
1、GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。
2、GPS測(cè)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(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。
3、GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。
4、GPS測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的3倍以上。
5、GPS高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣，是GPs測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢(shì)下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量有困難，GPs高程測(cè)量無疑是一種有效的手段。
