上个世纪中期，我国第一个人造卫星的升天，代表着新的定位系统也从此而产生，卫星系统的出现，不仅是对天气和大气情况进行监测，还能在军事和民用上提供非常重要的定位作用。随着我国对于GPS系统技术的不断掌握和更新，GPS的应用领域也逐渐扩大，如今，在高速公路工程测量工作中，为了保证测量数据的准确无误，在测量时应用了GPS定位技术，在一定程度上减轻了工程难度，提高工程效率。
一、工程概况
山东省文登至莱阳高速公路位于山东省胶东半岛中部，是山东省“五纵四横一环八连”公路网中“连三”（荣成至潍坊）的组成部分。 文莱高速公路（WLS7）合同段里程为K70+700-K82+840，全长12.14公里。主要工程数量为：路基挖方209.25万m³，其中包括挖土方123.2万m³，挖石方83.83万m³，挖非适用性材料及淤泥2.2万m³；路基填方146.42万m³，其中包括利用土105.6万m³，利用石26.27万m³，台背回填及锥坡、溜坡14.5万m³；浆砌片石31103 m³，涵洞、通道68道；大桥5座，中桥2座，天桥9座，互通跨线桥1处。
本次工程测量采用GPS静态测量方法测设，整个测量过程严格遵循《公路勘测规范》JTG10—2007中一级GPS控制网的要求进行，施测前应依照测区的平均经、纬度和作业日期进行GPS卫星可见性预报，根据GPS卫星可见性情况进行同步观测环图形设计及观测时段设计。GPS控制网采用边连式布网，确保该控制点的高精度和可靠性。每站连续观测50分钟以上。观测前严格对中、整平，测前、天线高量至毫米； GPS操作人员认真仔细记录好各自的GPS编号、每站的点名、开始时间、结束时间和测前测后的天线高。软件计算时严格控制同步环和异步环的闭合差，以剔除不合格基线或粗差；必要时对基线作特殊处理（如参与计算的卫星、时间段的截取等），以保证成果准确、可靠。内业数据处理采用中纬Compass软件进行平差解算。
高程采用两种测量方法，一是静态定位技术施测，每时段观测前后各量取天线高一次，用小钢卷尺从测基准面彼此相隔120°的三个位置分别量取天线到控制点标志面的斜距，互差应小于2㎜，取平均值为天线高。内业数据处理采用中纬Compass软件进行拟合高程解算。二是采用DZS3-1型的水准仪和红黑双面尺进行观测，其观测顺序为：后黑—后红—前黑—前红。其主要技术要求：四等水准每一千米高差10mm,环线闭合差为±20√ L mm (L往返导线总长，单位km),山岭区±6√n （n为测站数），视线长度小于100m ,前后视较差5 m,前后视累积10 m。偶然中误差小于5mm，视线离地面最低高差0.2 m 。基本分划辅助分划或红黑面读数较差3mm ,本分划辅助分划或红黑面所测高度较差5mm. 往返观测各一 次。采用水准测量专用记录簿记录数据：作业完成后对数据进行检核，然后对数据进行平差，平差结果应符合规范等级标准。
二、GPS工作特点
2.1相对于其他定位系统
从上个世纪七十年代末我国发射的第一颗GPS定位卫星至今，人们通过对该系统进行多次研究和利用为我国的建设做出了很大的贡献，GPS定位系统和其他地位系统相比有以下几个特点：
2.1.1功能多，用途广
GPS系统在应用方面不仅仅只适用于工程测量和定位导航，还可以用于工程测速测时等，其工程测速精度可以达到每秒0.1米，测时的精度可以达到毫微秒之间，当前，随着我国对于GPS系统的不断研究和创新，其研究领域和研究深度还在不断的扩大。
2.1.2定位精度高
GPS系统可以实现对目标进行三维位置和速度以及时间信息的控制，随着我国科研人员对当前定位系统数据的分析和处理，其定位精度还有进一步提升的空间。
2.1.3实时定位
GPS定位系统的应用，不仅可以确定目标的三维位置和速度，还可以通过对其位置和速度进行分析提供一套具有保障的运动载体运行路线，也可以通过实时情况选择一条较为合适的路线，尤其是对于军事动态目标的研究具有十分重要的意义。
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2.2 GPS系统对于工程测量工作的特点
在高速公路工程测量工作中，由于GPS系统的实时性和自动化应用，其所能达到的监测范围和监测精度在一定程度上能满足当前我国规定的精度要求，使整个测量工作都有了一个进一步的提升和发展，其工作模式和工作理念都发展了革命性的变化，相对于传统的高速公路测量技术而言，GPS定位技术的应用主要有以下几个特点：
2.2.1观测站之间不需要进行通视
在高速公路测量工作中，不仅要保持良好的通视条件，还要在这个基础上建设良好的控制网结构，这对于传统的高速公路测量技术而言是非常困难的。而GPS定位系统的应用则在一定程度上很好的缓解了这个难题，GPS测量不需要在两个观测站之间进行通视，因此也不需要在这之间建立标志，这不仅可以大大减少工程建设所需要的时间，还能够使各个点位的选择更加方便灵活。
2.2.2定位精度高，观测时间短
通过工程实践证明，在对路段长度约为50km高速公路基线上，其测量的精度可以达到1到2厘米，在对路段长度在100到500km的高速公路基线上，其测量精度可以达到0.1到1厘米。
目前，我国GPS定位技术所应用的大多是静态定位方法，完成一条基线上所有点的定位所需时间大概为1到3个小时。为了最大程度的减少工程所需时间，几年来所发展的短基线快速定位方法，其工程所需时间只需几分钟就可以完成。
三、高速公路工程测量中GPS的应用研究
如今GPS已经在各行各业都得到了广泛的应用和发展，尤其是对于高速公路工程测量工作中拥有较好的操作前景，如何更好的利用GPS技术来提高人们的生活水平，提高我国的建设要求，是当前我们对GPS应用研究的一大重点，
在高速公路工程测量工作中，由于高速公路本身的弯曲性和变化性，所以传统的测量方法并不能很好的对公路的弯度和倾斜度进行精确的测量，而GPS定位技术通过远距离监测和校正，以其高精度、高密度的特点来实现对于高度公路基线的实时监护，保证高速公路的施工和检修在计划范围内进行。
在对高速公路工程测量GPS技术的应用进行分析的过程中，GPS技术主要包括静态功能和动态功能这两大功能应用。
静态功能的应用，主要是通过接受卫星的信息，对地面上的目标进行三维控制，建立目标的三维坐标系，通过多台GPS设备同时工作的方式来采集数据，经过卫星信号的处理可以精确的测量出目标位置的坐标，通过目标坐标并结合坐标差来对另一点坐标进行推测。该种测量方式特点主要是精度高，可广泛的应用到城市工程领域。
动态功能的应用，主要是通过卫星定位系统，讲已知的三维坐标方位进行实地放样，具体来说就是一台GPS接收装置不动，另一台GPS定位装置处于运动状态，根据接收装置接收到的信号的强弱和频率来对流动站各个时刻的位置参数进行分析。
关于GPS 控制网数据处理及平差，每次外业观测后及时将观测数据导入计算机，并进行外业数据的检查。根据自动处理基线向量的结果，检查基线向量方差比（Ratio）、中误差 ，（Rms）以及天线高等，方差比＞3，中误差＜50mm，参与解算的向量均符合要求。
四、结论
本文在此以实例进行叙述并对GPS技术的应用做出了详细的介绍，强度突出了GPS工程测量技术和传统的测量技术相比，前者所有的优点，希望有关建设部门能够及时提高对于GPS技术应用的重视程度，进一步对GPS在高速公路工程测量中的理论与方法进行探索，为我国高速公路工程建设的进步和发展提供理论指导和技术支持。
参考文献：
[1]初东 GPS在公路工程测量中的应用研究[J].长安大学 2005-05-01.
[2]赵琛 GPS在高速公路平面控制测量中的应用研究[J].西安科技大学，2014-06-30.
[3]金玲玲 GPS在高速公路工程测量中的应用[J].安徽建筑，2010-04-10.
论文作者:冀雅锟
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/24
标签：测量论文; 基线论文; 工程论文; 高速公路论文; 技术论文; 公路工程论文; 工作论文; 《基层建设》2016年35期论文;