淺析GPS全球定位系統在公路路線控制測量中的應用研究

■仝海飚

（大同市勘察測繪院 山西 大同037000）

淺析GPS全球定位系統在公路路線控制測量中的應用研究

■仝海飚

（大同市勘察測繪院 山西 大同037000）

GPS技術廣泛的運用，不但已經廣泛用于工程程測量、航空攝影測量以及地形測量等各個方面，更將推向了現代化的可能，很好的解決工程測量的難題。本文剖析了GPS技術原理與特點，講述了GPS公路路線控制測量作業模式，進而分析GPS技術在公路路線控制測量中的應用研究進行深入探究。

GPS全球定位系統公路路線控制測量應用研究

0 引言

CPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用，主要用于向陸?？杖筌娛骂I域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報搜集等一些軍事目的。1988年定位技術逐漸成熟，2000年到2006年，這期間民用定位精度在全球范圍內得到改善,2006年10月31日到2013年隨著我國北斗系列衛星升空，我國逐步建立北斗衛星定位系統。

1 GPS全球定位系統的技術原理

GPS是利用分布在距離地球表面20200km運行周期為12h的24顆(21顆工作衛星與3顆備用衛星)衛星構成一個空間、衛星均勻分布在6個軌道面上，軌道傾角為550。衛星空間的分布使得在全球任何情況下都可看到4顆以上的衛星，根據系統的基本原理，利用有位置的衛星到用戶接收機之間的距離，再綜合4顆及以上衛星的數據對比就可知道接收機的具體位置。當系統正常工作時，工作衛星會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機電文向接收機發送信息當接收機收到信息后，提取出時間并將其與自己對比便可知道兩者距離的距離，再利用信息中的星歷數據推算出衛星發射信息時所處位置，用戶便可得知接收機的地理位置。

2 GPS全球定位系統的特點

2.1 功能多、用途廣

GPS系統不僅可以用于測量、導航，還可以用于測速、測時，并且其應用領域還在不斷的擴大。

2.2 測站之間無需通視

測站間相互通視一直是測量學的難題，而GPS測量只要求測站150以上的空間，視野開闊，與衛星保持通視即可，并不需要觀測站之間相互通視。

2.3 操作簡便

GPS測量的自動化程度很高，觀測人員只需將天線對中、整平，量取天線高，采集環境的氣象數據、監視儀器的上作狀態，而其它觀測上作均由儀器自動完成。

2.4 觀測時間短

觀測時間短采用GPS布設控制網時，每個測站上的觀測時間一般在30-40min左右，采用實時動態定位模式，流動站初始化觀測1-5min后，并可隨時定位，每站觀測僅需幾秒鐘采用快速靜態定位方法，觀測時間更短。

2.5 提供三維坐標

GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程,CPS的定位是在全球統一的WGS-84坐標系統中計算的，因此全球不同點的測量成果是相互關聯的。

2.6 實時定位導航

利用全球定位系統進行導航，即可根據自身的需要選擇最什的路線。

3 GPS系統在實際測量工作中的應用

3.1 公路控制測量

3.1.1 選點

按《公路全球定位系統(GPS)測量規范》的要求進行選點，各點應形成符介要求的三角網。若需同國家控制網聯測，聯測點應小少于3個。測站之間無需通視，但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛星信號不受干擾?，F以欽州市伯勞至烏家三級公路測量為例說明GPS的靜態測量和動態測量的方法。

3.1.2 GPS的靜態測量

GPS靜態測量法就是根據制定的觀測方案，將三臺天寶5700GPS接收機安置在待定點(KD1,KD2,KD3)上。同時接收衛星信號，每時段根據基線長度和測量等級觀測40分鐘以上的時間即可完成，自至將所有環路觀測完畢。測量步驟為：安腳架→天線對中→整平→量取天線高→打開電源即可進行自動觀測，接收機天線高在觀測前后各量1次，誤差小大于3mm。安置儀器時，對中誤差不大于3mm。

3.1.3 數據處理

GPS數據處理采用其配套的TrimbleGeomaticsOfficel軟件進行，GPS數據處理步驟為：測量完成后將接收機連接計算機→用其配套的DataTransfer軟件將數據導出→打開TrimbleGeomaticsOfficel軟件→導入數據→基線處理→平差→輸入已知固定點坐標→平差→導出，即求得測點的WGS-84坐標和當地網格三維坐標。

3.2 GPS的動態測量

如圖，實時動態定位RTK是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術。在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其GPS觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站把通過數據鏈接收的來自基準站的數據與采集的GPS觀測數據一并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結果。RTK測量步驟：架設基準站(包括架天線、連接接收機及電臺、啟動基準站)→流動站背包安裝→啟動流動站→點校正→測量點或輸入放樣路線數據放樣道路。

圖動態測量

4 結束語

綜上所述，GPS技術是一項高新技術，在現實中運用很廣，尤其在公路測量中不可或缺，GPS技術在勘測中的運用不僅提高了工作效率更好的減輕了測量工作量，節約了人力、物力和財力。雖然在實際操作中仍然存在大量的問題，但是我們應該正視這些問題，并積極尋求解決方案，解決相關問題。只有不斷加強對GPS公路測量技術的研究力度，才能不斷推動建筑工程行業的快速發展。

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[3]楊玉芳.全球定位系統 (GPS)在公路測量中的應用 [J].交通世界 (運輸.車輛), 2011,05:142-143.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-280-1