实时GPS技术在公路测量中应用

实时GPS技术在公路测量中的应用

【摘要】本文主要介绍了实时gps测量原理及特点，研究了在现代公路勘测中,利用gps静态相对定位技术建立高精度的公路三维基础控制网,以及利用gps实时动态定位技术进行高精度的实时定位与快速放样等一整套关键技术,并结合公路勘测工程实例进行了分析验证。

【关键词】实时gps；公路；原理； 测量；应用 1 前言

近几年来,随着国民经济的快速增长,我国基础设施建设不断加大投入,公路建设得到突飞猛进的发展,尤其是大批的现代高等级公路建设项目陆续上马。这些现代的高等级公路勘测相对于以往的传统公路勘测,具有线路更长、精度要求更高、时间要求更紧,数据要求共享等一系列特点,需要我们加大公路勘测设计和施工建设方面的科技含量,提高公路作业的现代化水平。 目前实时gps动态测量的研究已获得成功，即rtk定位技术，该技术保留了gps测量的商精度，又具有实晨性，故将具有rtk性能的gps形象地称为gps全站仪。

2 实时gps测量原理及特点

实时gps测量以载波相位观测值为基础，不同于早先的实时差分gps（rtd），rtd是建立在c/a码伪距观测值的基础之上的一种实时定位技术，其精度只能达到米级。基准站通过电台将观测信息和观测数据传输给流动站，流动站将基准站传来的载波观测信号与

流动站本身的载波信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标。因此，实时gps测量的关键除数据传输技术外，还需具有很强的数据处理能力。 实时gps测量保留了所有经典gps功能。如静态测量，快速静态测量等，观测数据亦可采用后处理的方式。静态测量数据后处理的方式，是高精度控制测量中的理想方法。由于后处理定位的实时定位可以同时进行，所以能做到彼此互补，发挥各自特长。用经典的静态相对定位法，解得整周示未知数并达到足够精度，往往需要1个小时甚至更长的时间。在实时gps测量中，尽管初始化时间和长短受到跟踪观测的卫星数，几何图形强度、多路径效应、电离层干扰等诸多因素影响，但已可在数分钟之内完成。如借助快速动态定位，约需3分钟；如采用动态环境下的初始化，约需1分钟；如在已知点上进行初始化，仅有几秒钟足够。这样，测量中即使遇到障碍物（如穿过桥下或通过隐蔽地带）造成失锁，也可在重新捕获到卫星后数分钟内完成整周未知数初始化，继续进行测量。 3 实时gps技术在公路测量中的应用

gps测量具有高精度、高效率的优点，在控制测量领域得到了广泛的应用。随着gps接收机性能和数据处理技术逐渐完善，gps应用领域也不断拓宽。实时gps测量在公路工程中可发完成多种工作。我们在沈阳市高速公路的改扩建工作中就利用实时gps技术完成了大量技术工作。 3.1数据采集

绘制大比例地形图高等级公路选线多是在大比例尺（通常是1：2000或1：1000）带状地形图上进行，用传统方法测图，先要建立控制网，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。在室内即可由绘图软件成图，由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，大大降低了测图的难度，既省时又省力。 3.2控制测量

工程控制测量用gps建立控制网，最精密的方法应属静态测量。对于大型建筑物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制。这种方法在测量过程中能实时获得定位精度。当达到要求的点位精度，即可停止观测，大大提高了作业效率。由于点与点之间一要求必须通视，便得测量更简便易行。 3.3 坐标输入

公路中线测设设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路在地面标定出来。采用实时gps测量，只需将中线柱点的坐标输入gps接收机中，系统就会定出放样的点位。由于每个点位的测量都是独立的完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。 3.4 断面测量

公路纵、横断面测量公路中线确定后，利用中线桩点坐标，通过绘图软件，即可给出路线纵断面和各桩点的横断面。由于所用数据都是测绘地形图时采集来的，因此不需要再到现场进行纵、横断面测量。从而大大减少了外业工作。如果需要进行现场断面测量时，也可采用实时gps测量。与传统方法相比，在精度、经济、实用各

方面都有明显的优势。 3.5 提高精度

施工测量实时gps系统既有良好的硬件，也有极丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷。精度可达到厘米级。变形观测变形监测网具有毫米级的精度，比一般工程控制网高一个数量级。实践表明，如果用较长的观测时间，分几个时段进行观测，并采用强制对中，观测时天线指北等措施，长度不超过4km的基线向量可达到2mm-3mm的精度。随着研究深化，gps广泛用于变形观测是完全有可能的。 4 结束语

通过以上对gps测量的应用事例的探讨，可以看出在gps公路的测量上具有很大的发展前景；它的作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。它不受人为因素的影响，整个作业过程全部由微电子技计算机技术控制，自动记自动数据预处自动平差计算。rtk能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥梁以及隧道的勘测，它可以直接进行湿地实时放样、中桩测量、点位测量等。gps测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。gps高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是gps测量应用的重要领域。实时gps测量技术的发展也将更有前景，应用也将更广泛。 参考文献：

[1] 雒应. gps全球定位系统在公路路线控制测量中的应用研究

[d]长安大学, 2000

[2]王真祥等.dgps rtk技术在高等级公路放样测量中的应用[d]四川测绘,2002