摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了GPS技术的飞跃。研究GPS技术在公路工程勘测设计中的应用，对于提升工程勘测设计水平具有极为关键的意义。文章概述了相关内容，分析了GPS测量的优点，并就GPS系统在公路勘测设计中的应用展开了研究，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：GPS；公路工程；勘测；设计
1前言
随着公路工程勘测设计条件的不断变化，对其中GPS技术的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2概述
GPS这种技术起初是由美国研制的，主要应用于卫星的导航系统中。它具有全天、连续、全球、实时的定时、定位功能，它可以帮助用户提供更加精密的坐标、时间、速度。GPS技术的这些特点帮助工作者获得更多有利的信息，赢得每一位专业工作者的信赖。现代社会，GPS技术已经成功的应用于大地的测量、各种工程上的数据测量、工程变形上相关数据的测量，检测，另外还有各种资源的勘察等等不同的学科领域，促进了测绘技术的迅速发展，使得测绘领域发生了影响深远的技术变革。随着人们各种生活需求的不断增大，各种道路的建设需求也不断增加，在这种情况下测量、绘制技术也在不断进步。
3 GPS测量的优点
3.1工程控制测量。用GPS静态测量沿项目建立带型控制网，由于点与点之间不必要求通视，而且RTK动态测量覆盖距离较远，故控制点选点只须地形开阔，不再受距中线距离限制。对于高等级公路要求达到一级导线要求。GPS静态控制的精度可以轻松使测量更简便易行。
3.2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，先要加密控制网，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。其工作量大、速度慢，花费时间长。在GPS静态建立的控制网基础上，用GPS动态测量采集碎部点的数据。其采集速度相当快，在室内把碎部点属性信息输入计算机，即可由绘图软件成图，大大降低了测图的难度，既省时又省力。
3.3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RTK动态GPS测量，只需将中线路线编辑好输入GPS接收机中，系统就会自动显示RTK所处位置桩号及坐标。使不规则加桩无须计算，根据地形任意加桩。而且RTK测站始终保持相对误差，不会产生累积误差，使各点放样精度趋于一致。
3.4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。
4 GPS系统在公路勘测设计中的应用
4.1首先进行控制网布测。控制网布测工作是GPS系统应用于公路勘测设计中的前提工作，可以保证将来施工放样的工作。具体做法是在公路中心两侧的100到150米的范围内，沿公路纵向，每隔5000m放置一对可以互相通视的GPS点，每隔500米以左右交叉的形式设一块标石。勘测小组以快速静态作业模式进行观测工作，编制卫星可见性预报表，保证观测时选择良好的观测窗口。对每时段按照以下作业方法和技术指标进行15分钟到30分钟的观测：同步观测卫星的数量不少于四颗、卫星截止高度角大于等于15°、观测的采样间隔为15秒。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆观测前校正光学对点器，令其误差小于3毫米；对仪器的高度进行两次测量，如果两次的测量结果相差小于3毫米，则取其中数输入到控制器中，同时记入观测手簿。
在GPS接收机采集数据的工作完成之后，开始GPS基线向量的计算。在进行观测工作时，对测区的内业检核、外业观测以及室内平差都要严格按照GPS的观测规范进行，保证每项精度指标满足规范中相应的平面控制网的要求。
4.2实时动态测量主要有GPS接收设备、数据传输设备以及动态测量的软件系统组成。相比常规的导线测量和三角测量方法，实时动态测量避免了点间通视的要求，省工省时，并且有着较高的精度。相比GPS静态和快速静态测量相对定位测量，避免了数据处理的延时性，可有效进行实时定位和确定定位精度。实时动态测量可以大幅度的提高公路勘测工作的作业效率，保证勘测工作顺利完成。所以，实时动态测量在公路勘测工作中的每个阶段都发挥着重要应用，例如占地线放样、道路中线放样、坡脚线放样、横断面放样等都会应用到实时动态测量。在实时动态测量过程中，首先要做的工作是建立一个基准站，并在基准站上安装一台GPS接收机，对所有可见的卫星进行连续追踪，将该GPS接收机所观测到的数据利用无线电传输设备实时发送到用户观测站。在勘测过程中，要控制用户观测点与基准站的距离在10km以内，以保证GPS快速且高精度的测量和定测的横断、中线、路基路面、桥涵等专业组间的同步。影响实时动态测量精度的主要方面有：基准站的选址问题、基准站电台的发射性能、卫星信号的接收状况、GPS信号发射、接收天线的性能、天线设备的架设以及环境电磁信号的干扰。所以在进行实时动态测量时，要选择具有一定高度、且没有信号干扰源的位置作为基准站的选址，同时对电台进行符合规范的设置，调节基准站信号发射频率的匹配性，合理配置解频器，以保证实时动态测量工作的精度。对GPS和实时动态测量恰当的应用于公路勘测设计中，可大大提高公路勘测的工作效率，节省交通部门的人力资源。
5测绘技术完善：公路勘测一体化的构想
随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持;建立勘测、设计、施工、后期管理一体化是现代公路勘测设计的总体目标，也是目前影响公路设计技术发展的“瓶颈”所在。显然要实现这一总体目标，关键还在于要首先实现公路勘测的一体化。用传统的作业方式测量工作在公路勘测设计的各个阶段都不可缺少，而且同一测站要重复工作五六次，甚至十来次。野外施工周期较长，劳动强度较大，生产成本居高不下。近十多年来，由于GPS定位技术在公路勘测系统中的普及，测量作业人员的劳动强度有所减轻，但是整个野外作业步骤并没有太大的触动，因而作业周期仍无显著的缩短。市场上推出RTK技术后，公路勘测部门迅速推广应用于中线、边线放样，免除了各个桩位的填挖工作量计算工作，对生产效率的提高有比较明显的作用，但是对公路勘测设计作业的流程仍无根本性的变革。
进入新世纪以来，GPSRTK技术逐渐趋于成熟，它所具有的高精度、快速度和强可靠性为公路勘测一体化的实现提供了强有力的保障。公路勘测一体化的构想主要体现在两个方面：其一，扩大实时GPS测量技术的应用领域。其二，简化公路勘测的作业环节。
6结束语
通过对GPS技术在公路工程勘测设计中应用的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对GPS技术多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的实施方案。
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论文作者:朱新伟,刘艳苗
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
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