摘要：GPS全球定位系统涉及到社会各个领域中。以测量领域为例，GPS技术主要应用于工程测量、地形测量、卫星大地测量以及航空测量等方面，并且可以实现对全球范围内用户提供连续性、高精准确度三维坐标以及相关参数。本文以GPS工作原理、测量技术特征展开分析，进一步提出GPS在公路工程中测量应用技术，以供参考。
关键词：GPS；公路工程；测量应用；控制
1.GPS系统概述
1.1 GPS工作原理
GPS系统概况来讲就是以距离交会法为基础的卫星定位导航技术，在需要的位置架设全球定位接收设备，在特定时刻内同时获取卫星导航的电文。将电文数据进行处理和计算，得出三维坐标和相关技术参数。通过采用距离交会法，计算出需要的位置坐标。通常情况下，GPS测量主要采用空间固定和地球体固联两种坐标系统，作为公路工程控制测量具体技术。实际使用过程中需要结合坐标系统参数转换情况，调整实际使用的坐标。
1.2 GPS测量技术特征
第一，测量站间不需通视。测量站之间的连接通视作为测量难点问题，通过运用GPS技术，使得测站选点更加便捷和灵活。第二，测量精准度更高。相较于常规测量技术而言，GPS测量技术能够在小于或等于五十千米的基线上实现1×10-6的定位精准度；大于或等于一千千米的记线上能够达到1×10-8的定位精准度。第三，观测时间更短。运用GPS测量技术布设整体控制网，将测量站观测时间缩短至三十分钟至四十分钟。通过静态快速定位方法，实现对观测时间的控制。第四，提供准确三维坐标。GPS测量技术能够在提供更加准确的测站平面位置基础上，将测站大地高程进行精确化。第五，GPS测量自动化。现阶段GPS接收设备已经朝着操作便捷化、机械化以及小巧化升级，相关工作人员只需要调整天线对中，量取标准高度，进而打开电源开关就可以实现自动测量。将所接收的数据信息通过电脑软件处理后得出三维坐标。第六，全天候观测。连续性全天观测能够克服时间、地点以及自然天气的限制。
2.GPS系统在公路工程测量中实际应用
2.1控制测量
首先，结合公路工程实际地理情况建立布网方案，确定测量区域内E级的控制点数量。结合公路工程具体测量标准在附近基线增加控制点，确保测设的准确性。其次，大地测量主要通过经纬测量仪、全站仪等设备与公路控制网相融合，实现对三角高程的测量目标，并且运用观测方法对公路工程进行施工前测量。再次，GPS静态测量。结合实际观测需求将三台及以上测量接收设备安装在待定位置上同步获取信号，直至观测完成。最后，大地测量与GPS测量技术进行结果对比，由于两种方式本身存在一定操作误差、坐标转换偏差以及计算平差等，需要对三维坐标结果差值进行二次检验，确保符合公路施工加密控制网的精确要求。
2.2 GPS动态测量
GPS动态监测工作原理为：基准站选择合理的位置安装GPS接收设备，对可见的全球卫星定位系统进行实时观测，并将获取的信息数据采用无线电传至设备中，进而发送到流动站。在流动站内GPS接收设备能够在接收卫星定位系统信息的基础上，获取基准站观测信息。结合相关定位原理，计算和显示流动站空间三维坐标。
3.公路工程应用的具体GPS技术
3.1静态测量技术
GPS测量结果精准度、对外界环境以及距离等因素抵抗程度更高，比较适用于地形相对复杂的公路工程关键区域和山区公路。GPS测量和计算主要依靠计算机，能够有效地减少测量人员的工作压力，并且降低工作失误率和劳动成本，确保整体测量效率和质量得到强化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 结合相关数据进行分析可以得出，相较于常规测量技术，GPS测量技术的工作效率在三倍以上。GPS的平面、高程测量准确度更高，在常规测量技术无法满足的山地公路建设，得到了更全面的应用，并且逐渐成为山区公路建设首要测量手段。
3.2 RTK技术
动态定位要求在全部流动站点设置GPS接收设备，接收卫星与基准站数据的同步观测。对测量站三维坐标与周期内位置数据计算对比，当测量数据的准确度满足标准规范要求，计算结果变化相对稳定，就可以结束此次观测工作。例如通过常规测量技术，其影响因素过多，使得测量工作难以进行。通过实时动态差分技术，能够高效缓解恶劣地形、天气等因素带来的干扰，并且随着测量技术不断发展和创新，在未来定位时间会更短。
在进行测量工作前需要做好各类准备，先对控制点进行一定时间的观测，按照预先设定采样标砖对流动站实行自动化观测。结合基准测量站的观测信息确定采样点实际位置。现阶段测量定位精准度已经提高至厘米范围，动态差分技术相较于传统测量设备具有更加明显使用价值。自动化完成横纵断面、测绘地形图以及中桩位置的测量，在公路工程测量中有着广阔的发展空间。
针对大比例尺的地形图测绘工作：传统测绘方法首先是将各测量区域控制点进行设置，然后架设经纬测量设备，按照小平板测量图进行数据收集，最后完成大比例尺地形图测绘。传统的测绘方法需要进行通视，并且需要人员较多。在实际拼图工作中如果精准度较差，需要二次返工测量。因此，传统测绘方法工作量极大，并且工作成本和时间浪费极其严重。现阶段应用更加广泛的动态定位技术，需要设备和人员较少，在一定程度上缩短了工作时间，并且能够高精准度的获取高程坐标。通过输入特征编码，在室内运用电脑绘图软件完成全部工作，大大减少了绘图难度，由于数据采集速度快，使得地形图测绘工作高质量、高效率的完成。
在公路工程选线环节，通常采用路基、降低对公路附近农田占用面积以及房屋拆迁面积原则，严格按照测量规范制度与工程设计方案展开具体工作。为了保障中线选择能够满足工程要求，进一步提高公路工程中线准确程度，引用实时动态测量技术。将实时动态测量技术接受设备当做流动站点，在适当距离内进行数据的收集。此外，将已知数据的控制点作为对照标准，保证重要事物定位的准确、将获取信息和参数传输至接收设备中，采用电脑制图软件选线。针对公路放线需要通过测量设备将实地碎部点进行定位，例如经纬测量设备交会放样、全站仪边角放样等方法。通常情况下，公路放线需要两人及以上人员共同进行操作，反复移动定位目标，要求测量点之间具有良好通视的条件。上述方法具有实际操作难度较大、效率低等特征。如果采用动态定位技术进行放样测量，只要将点位坐标的参数输入接收设备中，就能实现对任意样点的查看，具有操作更加便捷等优势。
实施公路工程横纵断面测量和放样工作，首先将变坡点桩号、坡度直线正负值以及曲竖线半径数据录入数据收集设备中，最终生成文件并保存。横纵面测量放样需要全面掌握断面状态，结合填挖状态将边坡度、路肩长度和宽度以及路幅等参数进行收集和保存。此外，采用相关设备和软件与公路地面线自动连接，计算出实际土石方量。在进行软件绘图过程中详细标注横纵断面和沿线定点，由于前期数据已经收集完毕，使得后期工作得到良好基础。
结束语：
总而言之，GPS系统在公路工程测量方面的应用具有更加宽广发展空间。由于GPS技术对外界环境、距离等因素有着良好的抵抗能力，更加适用在地形复杂和重点公路工程建设中。在实际应用过程中主要借助计算机技术、网络技术以及微电子技术进行测量控制，自动化收集和整理各项测量参数，实时得出公路建设三维空间坐标。GPS技术能够能够充分降低工作量，并且对区域内农田、房屋使用影响较小，已经逐渐成为公路工程测量领域重要手段。
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[3]李贵文.GPS在公路工程控制测量中的应用[J].山西建筑，2008，34（10）：354-355.
论文作者:夏强,黄志刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/3
标签：测量论文; 公路工程论文; 技术论文; 坐标论文; 设备论文; 数据论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第33期论文;