摘要：在建筑事业快速发展的今天，GPS定位技术在公路平面测量中的应用也越来越广泛，该技术具有一系列优势，如高精度、全天候、操作难度较小等,不仅能使测绘数据更加准确，还能让平面控制更加精准。本文重点介绍静态GPS定位和控制网设计，并详细分析GPS定位技术在公路平面控制测量误差的运用，其中重点分析了如何选取投影面和投影带，为高速公路建设提供帮助。
关键词：GPS；高速公路；平面控制；测量；应用
1导言
随着工程测量技术的进步和发展，GPS测量技术被运用到工程测量中，尤其是GPS控制测量技术的应用。当前，很多工程测量中都融入了现代化的GPS控制测量技术，因为该技术测量速度快、精度高，操作便捷且费用较低，被很多工程项目所应用。随着科学技术不断的发展，本项技术逐渐形成一个完善的系统，地球外部覆盖卫星数量越来越多，能够将本项技术有效应用到各个领域中。
2GPS技术具有的优势
2.1定位精确。相较于传统的红外仪，GPS具有更高的测量精度；且远距离测量方面更能体现GPS的优势，越远的距离下，具有越高精度。
2.2自动化。在GPS技术不断发展和完善的过程中，通过不断改进与优化设备，数据信号接收机也摆脱了不便携带的弊端。在具体测量实践中，测量人员对中、整平仪器，对测量仪器高度科学调整，将电源打开，测量工作就可以顺利进行。
2.3观测时间较短。对于高速公路来讲，需要快速开展测量工作。通过GPS技术的应用，科学设置控制网，显著缩短了每一个站点的观测时间，半小时以内就可以完成。如果运用静态定位测量，20千米以内的测量只需要5分钟的时间，GPS卫星数量就达到了数十颗，合理分布，在地球上任何一个地方，任何一个时间，都能够同步连续观测，GPS测量能够随时随地开展，天气状况也不会对测量产生影响。
3工程测量中GPS控制测量技术出现误差的因素
3.1高程拟合 传统测量技术中主要使用水准仪和全站仪等设备进行测量，可以获得较高的测量精度。但在实际工作中，由于外界环境的影响，包括测量时间长、测量地形复杂、测量工作量大和测量费用高等因素，导致实际测量中会有很多难题。而在GPS测量中首先测量出大地高，然后运用水准测量求出高程异常，再进行高程拟合。
3.2大地高测量精度 GPS测量中受卫星钟差、卫星星历误差和相对论效应等因素的影响，导致大地高测量精度受损，其中还存在天线对中误差、天线整平误差和天线测量高导致的误差等多种因素，这些因素都跟接收设备相关。且在信号传播的过程中也会引起数据影响，即对流层延迟、电离层延迟和多路径效应等因素会对传播过程中的信号产生影响。并且已知点三维坐标、星历或者存在误差的模型等都会对后期的数据处理产生不利影响。
3.3公共点的测量精度 控制测量点的正常值是通过大地高和高程异常值来进行推算的，其精度与数学拟合模型跟几何水准测量点的精度密切相关，当数学拟合模型和几何水准测量点的精度较低时，控制测量的坐标精度必然会受到影响，测量精度也会很低。
4 GPS在高速公路平面控制测量中的应用
4.1静态定位 本种测量方式具有较广的适用面，可以同时运用到短距离、长距离基线中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般将3个接收机运用到测量过程中，在基线两端设立天线，且对测量中心合理标记，对中整平，接收机就能够同时测量高速公路；卫星数量需要在4颗以上，且按照5-30秒的标准控制采样率，统一截止高度角。观测时段长度直接受到基线之间精度与距离的影响，测量实践中，系统能够对用户站坐标、整周未知数等自动解算。完成观测工作周期，判断解算结果，如果结果依然处于不断变化态势，就需要继续开展观测。
4.2坐标系统的选择
4.2.1坐标系的地形选择 在对平面进行控制测量操作前，首先要确定平面直角坐标系，使测区内投影长度变形值小于2.5cm/km，当高程归化引起的长度变形值小于2.5cm/km时，控制网的变形长度只需考虑高斯正形投影即可。在山岭中的重丘区，由于海拔较高，地形起伏较大等原因，在高程归化过程中引起的长度变形超出限制的同时，高斯正形投影引起的长度变形也会超出限制。因此，山区的控制测量工作，选择适宜的坐标系统是测量成功的首要条件，为了提高勘测成果的精度，应尽量减少烦琐的数据计算。
4.2.2坐标系的参数选择 根据不同的山区特点和规范要求，结合山区平均高程和经纬度等因素，可以按照不同的方法对坐标系进行选择。当勘测路线与国家统一的三度带中央子午线偏移较远时，可采用以下2种方法：将抵偿高程面上的高斯正形投影在任意带的平面直角坐标系中；将参考椭球面上的高斯正形投影在任意带的平面直角坐标系。与此同时，当一个投影带不能满足设计要求时，就要分为多个投影带，但投影分带位置的选择不能是大型的构造物处，大型构造物应当建立独立施工控制网。。
4.3控制网设计 在编写GPS控制网技术设计书时除了简述操作方法以外，还需要根据综合资料确定设计的各个环节，例如测量精确度、卫星作业情况等。使用GPS测量技术时，选用WGS－84大地坐标系统。在正式进行测量之前，将坐标系统进行调整，若测量的平面坐标与大地坐标重叠，需要将测量区域内部的投影长度变形值调整到2.5cm/km以下，除此之外还要考虑被测地区的地理位置，测量中投影长度变形值大小，综合这两种因素确定所选坐标系，具体表现如下:
除了选择WGS－84大地坐标系统外，还可以选择其他坐标，其要求不一样，例如高斯正形投影3度带平面直角坐标系需要将测量地区内部投影长度调整到2.5cm/km以下，公路抵偿坐标系需要将测量地区内部投影长度调整到2.5cm/km以上。在各个测量坐标相互转变时需要改变多个相关参数，这些参数改变办法大致可以分为三种:一是参考椭圆的基本参数，例如中央子午线经度值、纵横坐标的加常数值等；二是测量投影面正常值；三是测量被测量地区平均高程异常值;四是测量起算点坐标及起算方位角等。对于其他参数值，例如该坐标涉及到的椭圆中心、椭圆的轴向和椭圆的扁率等必须严格参照国家指定的测量数据进行布局。
结束语
综上所述，使用GPS测量技术中的静态绝对定位和静态相对定位手段，可以充分使用环境资源等，精确测定其中央子午线，并能辅助选取合适的投影面和投影带，减小误差，但由于外界环境以及测量技术本身的复杂性等影响，导致高程测量精度受到影响，因此，必须加强对高程测量精度的研究，以最大程度上降低高程测量误差，提高测量的整体质量。
参考文献
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论文作者:张华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月下
论文发表时间:2017/6/12
标签：测量论文; 高程论文; 精度论文; 坐标论文; 坐标系论文; 技术论文; 平面论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月下论文;