摘要：随着社会经济的快速发展和科学技术的突飞猛进，公路工程测量的各种新技术被不断研究和推行，尤其是GPS高程拟合技术在公路测量中广泛的应用，大大增加了公路工程项目的价值效用，加快了城乡建设的脚步。基于此，本文首先阐述了GPS高程拟合应用的意义，然后介绍了几种常用的高程拟合方法，最后重点分析了GPS高程拟合在公路工程测量中的应用，希望能够为相关工程应用提供一定的借鉴。
关键词：公路工程；工程测量；GPS高程拟合；具体应用
1公路工程测量中GPS高程拟合应用的意义
随着我国社会和经济建设的高速发展，公路工程也随之蓬勃发展，路网建设及改造项目也全面展开。我国的地势条件较为复杂，传统的测量仪器已经无法解决公路工程测量的要求，特别是对桥梁和隧道进行测量时，已经远远不能满足当下测量效率的要求，这也促进了科研人员对GPS定位测量技术的研究，从以前的无规范到现在的成熟应用。我国的公路工程建设时不仅工期紧张、任务繁重，而且对精度要求也愈来愈高，GPS测量技术能够解决以上两个方面的难题。在公路工程测量中应用GPS高程拟合，不仅大大提高了测量技术人员的作业效率和劳动强度，而且测量数据精度高，工作成本也得到了降低，并且可以为公路工程建设提供坚实的数据支撑，保证公路工程的优质建设，提高公路的使用寿命及风险抵抗能力。
2公路工程测量中GPS高程拟合的应用方法研究
2.1联合平差法
这种联合平差法具有显著的作用，所以也必须具备较高的水平，其计算的原理是运用多种数据，其中包括水准测量、GPS高程测量、以及重力测量等。这种方法法属于整体的平差模型，通常是在一个较大的领域内评估观测数据的偏差，由于许多客观原因会影响其测评，尤其是数据的精确度和平差模型都会出现误差，所以其缺陷在于耗费的人力物力很大，局部测量结果不够精确。
2.2平差转换法
平差转换法主要应用于一系列坐标高程点，求解的对象是整个模型三维坐标上点，利用平移旋转精度、密度以及参数等工具建立拟合关系，在坐标转换的公式中带人计算结果，将大地的水平面和参照的椭圆球面旋转的参数计算出来，从而获得转换方法。计算过程中一些关键参数可以利用GPS高程拟合平差法计算出来。
2.3重力测量法
在重力测量手段基础上构建出重力场模型，通过这种方法计算高程的异常情况。一般这种方法适合在地形崎岖的地方进行应用。地球内部重力场的体现可以从重力场中表现出来，特别是物理学和海洋学中，该测量方法最适用。地球场模型的计算依据是点位的相关数据，其优点是计算数据简便，可以获取和计算出较为准确的数据，也有不足，就是不能应用在平坦地形中的计算，这是因为该情况下的计算测量结果不够准确。
2.4数值逼近法和神经网络法
数值逼近法是在建立数学模型的基础上，以高程异常值为主要求解对象的计算。因此，在运用数值逼近法的计算中，通常选取的关键点较多，同时还要已知正常和大地的高度，在公式中带人数值进行计算，得出高程的异常值。而高程异常值的计算方法可以在针对测区内点的高程拟合值中使用，其应用计算可以在数学模型构建之后进行。通常而言，可以使用水准方法和GPS测量得出的大地高和高程异常值对所需的数据进行计算。另外一种方法，即神经网络法，这种转换方法是最小的，针对的是非线性的映射问题。其优势主要是其计算得出结果的过程中不需要构建数学模型，只需要进行转换，消除掉未知的因素，可以得到较高的转换精度，当人这也需要较高的技术要求。
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2.5数字模型回归估计法
运用数字模型回归的估计法，是以最小二乘法计算的拟合函数为基础，并且利用数字模型回归法进行操作。这种方法是以构建数学模型为前提，而且在完成平差检验后就可以获得成果，不会受到样本数据分布的影响。可是这种方法也有一定的局限性，使用数据的样本会影响其建造的拟合函数，所以造成了其拟合函数精确度和可靠性不高。
3GPS高程拟合在公路工程测量中的应用
3.1公路控制测量
在进行公路控制测量的过程中，因为路线所经之处高程起算点往往较少，同时需要较高的起算精度，则传统的测量技术难以满足其测量的需要。GPS技术比传统测量技术更具有优势，可以克服这一难点。上世纪九十年代，我国的公路控制测量中已经运用了GPS定位技术。在公路控制测量中，主要是利用静态相对定位GPS技术建立线路高精度控制网的方式运用GPS高程拟合技术的，这样一来可以使测量结果满足厘米级的精确度。目前，越来越多的公路工程开始运用GPS高程拟合测量控制技术，尤其是山区的工程测绘领域更适用于这种技术。此外，也逐渐广泛的运用以GPS高程拟合技术为基础的公路线路，在实际的项目建设中例如大广高速公路、青银高速公路等中，发挥了重要的作用。与此同时，运用GPS高程测量主要有不需要交通线路连续贯通，因此，陡峭的山区峡谷和密林等复杂的地形中更适合使用这种技术，在这些地区难以解决的问题都可以运用GPS高程测量得到很好的解决。
3.2公路测设测量
近年来，先进技术层出不穷，与此同时GPS动态定位技术取得了巨大的进步，逐渐完善了其高程拟合的RTK定位技术，尤其是在公路测量及放样中得到了广泛的使用。GPS高程拟合的RTK定位技术的优势主要体现在测量结果比较可靠、效率高、测量时间不受限制，同时可以获得三维坐标，提供安全可靠准确的测量数据结果。通常而言，使用RTK法获得坐标、高程这种技术的，保证总体范围内图根级控制网可以在短时间内建立。基于此，可以快速开展绘制带状地形图，测量路线平面和纵面测量数据。除此之外，这种技术可以有多种公路测量应用，其中最为重要的方式包括中线测设和构造物放样，绝大多数的公路测量都可以使用。应用范围广且高效，使测量的可靠性和精确度得到保障，进而为道路的工程建设提供技术保障。
3.3公路桥、隧变形监测
由于GPS高程测量技术的优点是能够测量出精确的数据，因此，目前已经在桥、隧的形变监测中普遍使用。美国率先研制成功以GPS为基础的路桥观测系统，其借助了GPS高精度定位技术的优势，在较大领域内开始了在桥、隧形变测量中应用GPS高程拟合技术。我国当前已经在一些领域运用GPS高程测量技术，可是还不够完善，尤其是技术层面上尚未成熟，作业经验还不够丰富。
3.4用于密林、密灌地区路线控制测量
当前社会经济在快速发展中，高等级公路也在不断进行延伸拓展，呈现出朝着重丘区、山区发展的趋势，这样的地方人数很少，植被茂盛，有很多密灌、密林地区，，用常规的测量方法进行测量很难实现，几乎不能使用。而在这样的地区中使用GPS测量路线，则可以有效解决这一难点，有效提升测量工作的效率和质量。
4结束语
随着我国科技的大力发展，在公路工程测量中GPS高程拟合技术得到了广泛的应用，其测量精准度高、效率快，极大的推动了公路工程建设。但是，我国仍需要积累不同环境下的公路测量GPS拟合经验，进而为公路工程的测量工作提供坚强的后盾，积极推动公路工程测量中GPS高程拟合的应用与发展
参考文献：
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[2]邰昌智，马波.GPS高程拟合在公路工程测量中的应用分析[J].科技展望，2016，26（35）：116.
[3]林友恩.公路工程测量中GPS高程拟合的应用[J].交通世界，2017（28）：54-55.
论文作者:周敏
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第8期
论文发表时间:2018/10/30
标签：测量论文; 高程论文; 公路工程论文; 技术论文; 公路论文; 数据论文; 模型论文; 《建筑细部》2018年第8期论文;