1、 1 GPS 技术在公路平面控制测量方面的研究 摘 要： 随着经济的发展，GPS 因为具有全天候、高精度、速度快等显著特点, 在建筑、交通运输等许多行业中得到了广泛的应用，本文主要分析 GPS 在公路平 面控制测量中的应用以及其优缺点还有精度问题。 关键词： G P S，公路，控制测量，精度 1 GPS1 GPS 在公路控制测量中的发展过程在公路控制测量中的发展过程 在公路工程中首先引入 GPS 的是公路控制测量， 公路控制测量是路线勘测设 计的基础,随着高等级道路的兴建,对路线勘测提出了更高的要求,由于线路长且 己知点少,因此,用常规手段不仅布网困难而且难以满足高精度的要求,而 GPS 高
2、精度的特点正好可以满足这一要求。从 20 世纪 90 年代中期,许多公路工程部门 开始了 GPS 定位技术在公路控制测量中的应用和研究。 如应用 GPS 进行了控制测 量的技术并在新疆乌奎高等级公路、江苏徐连高速公路、江苏宁通公路、云南元 磨公路进行了有益的实践。 。广东长大公路工程有限公司开展了 GPS 水准测量在 高程控制测量中的应用研究。 目前国内己逐步采用 GPS 技术建立线路首级高精度 控制网,如在沪宁高速公路,青银高速公路,广惠高速公路等公路控制测量中得到 广泛应用。 在公路控制测量中通常采用静态相对定位技术,也就是至少有两台 GPS 接收 机同时观测,经处理后可以精确获得两点的三
3、维坐标差,根据其中一点的坐标可 推算出另一点的坐标。由于静态相对定位精度高,因此广泛应用于大地测量、形 变监测等高精度测量领域。 同样静态相对定位技术将在相当广泛的范围内逐步地 取代以往的常规测量方法广泛应用于公路控制测量中,如用于建立路线精密控制 网、桥隧精密控制网等。随着应用理论研究的深入以及作业规范的建立和完善, 静态相对定位技术将会更好的为公路工程中的控制测量服务。 2 GPS2 GPS 控制测量控制测量 GPS 控制测量工作与经典大地测量工作相类似,按其性质可分为外业和内业 两大部分。其中:外业工作主要包括选点(即观测站址的选择)、建立观测标志、 野外观测作业以及成果质量检核等;内业
4、工作主要包括 GPS 测量的技术设计、测 后数据处理以及技术总结等。如果按照 GPS 测量实施的工作程序,则大体可分为 2 这样几个阶段:技术设计;选点与建立标志;外业观测;成果检核与处理。 2.1 作业方法 采用两台(或两台以上)接收机,分别安置在一条(或数条)基线的端点,根据 基线长度和要求的精度,按 GPS 测量系统外业的要求同步观测四颗以上的卫星数 时段,时段长度根据测量等级确定。 定位精度。 基线测量的精度可达(5mm1ppm D),D 为基线长度,以公里计。 2.2 作业要求 采取这种作业模式所观测的独立基线边,应构成闭合图形(如三角形、多边 形),以利于观测成果的检核,增强网的强
5、度,提高成果的可靠性和精确性。 2.3 适用范围 建立国家大地控制网(二等或二等以下);建立精密工程控制网,如桥梁测量、 隧道测量等;建立各种加密控制网,如城市测量、工程点测量、道路测量、勘界测 量等;观测中至少跟踪四颗卫星,同时基线边一般不要超过 15km;注意事项:所有 已观测基线应组成一系列封闭图形,已利于外业检核,提高成果可靠度。 GPS 测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作,对这项工作总的原 则是,在满足用户要求的情况下,尽可能地减少经费、 时间、 和人力的消耗。 因此, 对其各阶段的工作都要精心设计和实施。 然后用多台 GPS 接收机组成 GPS 网，每时段观测均量取天线高
6、两次,其互差 不超过 3mm,取平均值作为最后天线高。 2.4 数据后处理 GPS 观测数据内业编辑输入相关点位信息后,采用接收机配备的商用软件 Ashtechsolutions2.5 进行基线解算,保证每一条基线都求出整周模糊度。重复 基线较差和非同步环闭合差的检核仍按外业基线检核时的要求进行。 2.5 网平差 对整网进行无约束平差并检核 GPS 网的观测质量。 以所有独立基线组成闭合 图形,以三维基线向量及相应方差协方差阵作为观测信息,以网一点的 WGS-84 系 三维坐标作为起算依据,进行全网无约束平差。对整网进行二维约束平差。最后 进行精度评定。 3 3 GPS 控制网布设的优点 基于 GPS 控制网布设的优点在传统的办法中,建立施工控制网通常采用三角 测量方法,近几年来又采用精密导线法。但是,这些常规方法受到通视条件、图形 条件、地形条件等诸多因素的影响。所以,控制网在选点布网及观测等诸多过程 中受到限制。GPS 建立控制网时,由于 GPS 观测不受通视条件限制其网形也不像 常规控制网那么严格,故在公路测量中采用卫星测量是一种有效的办法。GPS 在 测量中的应用,
