摘要：随着经济的发展以及各类科学技术的不断完善，我国GPS 技术已经能够成功应用于各类测量工程中，其中也包含对高速公路的测量。在测量领域，GPS系统己广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面，尤其是实时动态（RTK）定位技术在公路测量中的应用。本篇文章主要介绍了 GPS 中的 RTK 技术在公路测量中的应用及其对公路勘测的巨大推进作用。
关键词：GPS；高速公路；测量应用
GPS 技术最初是为实现海陆空提供精确导航以及情报搜集而设定的，即用于军事方面。随着研究投入的不断加大，目前这种技术形成了完整的系统，在地球外部覆盖了 24 颗卫星，实现了在各领域的有效应用。GPS全球定位系统由卫星组成的空间部分、地面台站和用户定位设备三部分组成。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量。为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁、 隧道建立施工控制网，这仅仅是 GPS在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。
1 GPS 在测量中的优势
1.1 精确定位
一般而言，红外仪的测量精度为 5mm+5ppm 左右，而 GPS 的测量精度已经能够达到红外仪水平。但 GPS 的优越性主要体现在远距离测量方面，距离越远，精度越高。例如，在基线小于50 km时，精度在12*10 -6 左右，但当基线在100 m-500 m之间时，精度能够达到 10-6 -10 -7。
1.2 自动化
随着 GPS 技术的不断发展，现如今这种技术已经让数据信号接收机越来越小，设备不断改进、优化，已经能够方便测量人员携带。在实际测量过程中，测量人员只需要将天线对中并且整平，测量仪器高度并打开电源，就可以开始测量了。测量前需检查仪器的工作状态是否正常。仪器观测能够实现自动化，只需要采用相关软件就能够达到对数据的处理效果，自动计算出三维坐标。
1.3 观测时间较短
对高速公路的测量不能够长时间进行，因此测量需快速。在使用 GPS 方式设置控制网的时候，每个站点的观测时间只需要半小时。如果测量采用的是静态定位，在 20 千米以内的基线中仅需不到5分钟就能够将目标坐标求出。
2 GPS在高速公路测量中的应用
2.1 GPS测量用于加密控制点
当原有平面控制网中某些平面控制点遭到破坏，找到的平面控制点分属不同坐标系，且等级不同时。为了提高控制网的精度，要对控制点进行加密，加密后的控制点经过数据采集和平差计算，其精度均能达到甚至超过规范所要求的技术要求，与常规测量方法相比，控制点的加密效率也大大提高。
2.2 GPS导线控制测量在植被茂密地区的应用
在这些地区点间通视困难，植被覆盖面积大，遮挡严重。为了提高等级公路测量质量，按一定距离布设一对GPS控制点，这一对GPS控制点应保证足够的水平通视距离，然后在此基础上加密控制点，这样，就可在前后一定范围内进行放线测量工作，既保证了测量工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，缩短了测量周期。
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2.3 RTK技术在高速公路测量放线中的应用
RTK技术，它是在GPS 基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS 定位测量方式，通过将1台GPS 接收机安装在已知点上对GPS 卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS 卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量，流动站的GPS 接收机再利用0TF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用绘图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。需要指出的是，在影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，仍然需要使用全站仪等传统的测量工具进行细部测量。
2.3.1 测绘大比例尺地形图。
由于高速公路线路沿城市边缘走，沿线地形复杂，设计选线时一般用中小比例尺地形图，局部地区需要更新，需进行补测大比例尺地形图。用实时GPS动态测量只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得所测点的坐标、高程，结合输入的点特征编码及属性信息，内业用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，因此采集速度快，大大降低了测图难度且提高了测图效率。
2.3.2路线中桩放样。
当线位确定后，须将公路中线在地面上测定出来，采用实时GPS测量，可将中桩坐标输入到电子手簿中，系统软件就会自动求放样点的点位，在实地根据软件计算值由GPS逐步放样。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。
2.3.3 道路的纵、横断面放样。
依GPS内置的放样程序，纵断面放样时，先把需要放样的数据输人到电子手簿中，生成一个施工测量放样点文件，并存储起来，随时可到现场放样测量。横断面放样时，先确定横断面形式，然后把横断面设计数据输人电子手簿，生成一个施工测量放样点文件，存储起来，并随时可以到现场放样测量。
3 GPS 技术在公路测量中的应用前景
随着我国国民经济的快速增长和西部大开发的实施，全国的高等级公路建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求，随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已完全实现 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、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。当前，用 GPS 静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是 GPS 在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK 技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。
4结束语
GPS在公路勘测中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态（RTK）定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景，能够彻底改变以往对高等级公路勘测的工作模式，从根本上提高对高等级公路的勘测效率，减轻职工劳动强度。GPS技术的普遍应用必将促进交通工作向着精确、高效、现代化的方向发展，是今后交通工作中必不可少的工具，如广泛使用一定会取得巨大的经济和社会效益。可以说，GPS在公路领域的应用前景是无限的。
参考文献：
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[5]林新超.GPS 测量技术在工程测绘中的应用分析[J]．科技风.2012（01）.
论文作者:吴世平
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/27
标签：测量论文; 公路论文; 技术论文; 精度论文; 载波论文; 地形图论文; 相位论文; 《基层建设》2016年14期论文;