摘要：GPS系统作为世界范围内使用的卫星导航系统，GPS在公路工程测量工作中会发挥重要的作用。随着技术水平的不断深入，GPS在理论基础与技术方面的完善也会更加具体细致。本文在通过GPS定位技术的研究基础上，对公路工程测量的理论与方法进行系统化归纳，并结合当前可能存在的问题进行了技术规划。
关键词：GPS系统；公路工程；控制测量
引言
测绘工作的开展当中也逐步地纳入了一系列新的内容。为强化测绘工作的实际开展水平，以GPS-技术为代表的现代化技术获得了广泛应用。在进行公路工程测量的过程当中，科学合理地运用GPS-技术，一方面能够强化测量所得数据的精准性和可靠性，另一方面也能够促进公路工程测量工作的现代化发展。在下文当中，就具体地对于GPS-技术在公路工程测量中的应用进行了分解。
1.GPS技术原理及其应用特点
全球定位系统简称GPS，是一种可以实时精准定位和测距空间交汇的导航系统，GPS可以向全球用户提供三维位置信息，还可以提供高精度的准确定位测距。在工程测量中，主要运用的是GPS实时动态差分技术，这是专门服务于工程测量的技术。GPS测绘技术主要是依靠GPS卫星发出的导航定位，在固定位置安装接收机，从而进行三维数据的接收和统计，再运用到实际的工程测量中。GPS测量技术具有十分广泛的应用特点，GPS测量技术可以运用空间卫星进行精准的测量，通过数据的整理分析，能够提供准确的三维坐标，实现空间，时间上的大幅度提升，而且通过GPS技术还可以扩大测量范围，提升测量精准度。例如在海洋测绘，水下测绘等非正常环境下都可以实现精准测量。GPS测量技术操作简单方便，无论是静态定位还是实时动态定位都能够进行精确测量。
2.GPS技术在公路工程测量中的应用
2.1公路控制测量环节中的应用
以往在开展公路工程测量工作的过程当中，普遍会以导线为最常见的控制网布设形式，布设的精准度极易受到其他因素所带来的影响。将GPS-技术应用于公路工程测量当中，其精度得到了有效提升，不良的影响因素则明显减少，网点控制工作的开展变得更为轻松灵活。由于公路工程测量过程当中所应用到的现场放样仪器多为全站仪，点位之间的通视情况需要成为重点考虑因素，强化了施工放养的精准性和便捷性，有效节约了测量所需要消耗的资金与资源。在完成GPS控制网的布设以后，通常会运用外业观测方法对于测量内容进行精准的定位。对于一些较为大型或是重要性较为突出的工程内容，则应当采取现场观测的方式。值得注意的是，在采取外业观测数据处理工作之前，需要对于每一个控制点的信号质量进行严格把控，一旦发现存在基线不合理的情况，则需要重新再进行测试。
2.2公路GPS控制网建立
按照GPS的实际测量要求，每隔1km左右设置一个控制点，其等级按照实际的公路等级决定。例如以高速公路为例，等级控制时需要将首级控制保持四等以上，在布设首级控制网的过程中也需要在5~10km处设置首级控制点，以便于进行加密控制。按照勘测的规范要求，需要进行选点、埋石与实测工作，最终进行精度评级判定，从而建立公路GPS控制网。公路GPS控制网建立完毕后，其作用也非常显著。一方面，在公路工程测量阶段，能够以此为基础展开放线、施放构造物等工作，大大提升原始数据的提取精度；另一方面，GPS控制网能够控制航向与区域宽度，施工阶段与改造阶段中也可以进行实地规划。
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2.3公路平面控制测量
路面平整度与平面控制测量密切相关，平面控制测量会影响路面平整的安全性和舒适性，因此工程测量应减少误差，提高工程测量的精度，保证路面平整并满足相关要求。根据该工程的具体特点，公路工程测量采用同精度或更低精度的一级控制网加密版，将误差控制在适当范围内，确保测量数据结果在精度范围内。结构及桥孔误差在上下5mm以内。利用测量技术进行公路工程平面测量的方法是GPS定位和全站仪导线测量技术。为了保证GPS接收机的精度，保证其与公路控制网的设计精度相适应，便于卫星测量信号的接收，对数据进行分析和整理，确定目标物体的大致位置。GPS定位技术和全站仪导线测量基本能满足精度要求，而电磁波测距仪能测量地面目标距离，且易受外界环境影响，不易控制误差。
2.4公路工程地形测量
公路工程建设的基础是工程地形测量。绘制地图时，以1∶500、1∶1000和1∶2000进行，公路工程地形测量长期采用的测量方法是全站仪、GPS定位和航空摄影测量。它们各有优缺点，可以有效地进行组合选择。例如全站仪测绘方法精度高、效率低，而空侧阴影测绘方法可以及时更新地图多样性，测量速度快但精度差。
2.5公路高程控制测量
高程是影响公路工程质量的重要指标之一。首先，高程测量应符合有关标准，并采用合理的测量技术检查数据是否合格。特别是对于同一路段的高程测量，测量系统应保持高度的一致性，数据应非常准确，以减少误差的存在。如果需要更换系统，首先确认数据转换关系，以确保一级控制网络的稳定性。此外，测量隐蔽区域在某些隐藏区域中，由于不能用于定位，因此不能用于直接确定折点。此时，可以使用全站仪辅助方法与进行定位。测量方法与传统的全站仪数字测绘方法和原理相同。全站仪与隐藏区域的地形测量中的传统数字地图方案相同。在调查中，可用于测量隐藏区域外围中某些相互可见性的根控制点。然后，将全站仪放置在测量站上，并使用全站仪测量细节点。
测量站人员将测量的坐标直接输入到测量站的PDA中。镜像站点人员通过对讲设备将点的属性传递给测量站点人员，并由测量站点人员在现场完成图形的绘制。卫星技术在GPS制图中的应用GPS定位的准确性，可靠性和可用性在很大程度上取决于可追踪卫星的数量和几何分布。由于这些因素的制约，会导致跟踪卫星数量等不能满足要求，使得因此很难定位或定位精度不高。卫星的消息格式和发送信号的频率与GPS卫星的相同，因此GPS接收器可以直接接收GPS卫星信号和卫星信号而无任何改进。
2.6公路连续运行参考站的测量
首先，对于观测的时间要求较高，如果其中的某一点无法按照要求进行观测，其他点需要同步进行等待，直至某一点恢复正常工作，否则需要直接取消观测；此外，公路工程一般选择国家级大地控制点，但某些点由于时间因素、环境因素，点位破坏相对严重。大型公路工程在地理空间上也有着较大跨度，且参加工程可能有多个单位，网平差也应该由统一的高精度基准。因此，传统的测量方法在一定程度上影响了GPS的使用效率，基于连续运行基准站的GPS测量方案也是提升其效率的重要模式。利用基准站实时观测时，GPS作业模式可以让基准站和未知点形成联动并展开远距离观测，通过软件确定坐标后，相关的测量设备可以直接通过基准站作为起算点来保障作业效率，且并不需要构成同步观测。
3.结束语
综上所述，公路测量是当前公路施工建设的重点，在进行公路施工时，需要强化公路测量施工管理工作，确保公路实际建设质量。借助公路测量，促进公路建设事业得到健康发展，提升公路测量人员的综合素质，对技术和管理体制进行优化升级，以此带动公路建设质量。
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论文作者:周福民,王俊达,王公学
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/29
标签：测量论文; 公路工程论文; 技术论文; 公路论文; 精度论文; 工作论文; 全站仪论文; 《基层建设》2020年第2期论文;