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【摘 要】全球定位系统GPS是美国研发的卫星导航系统，由24颗卫星所控制，可以为所需用户提供精确的三维坐标、时间、速度等数据，也给测量带来了极大的方便。本文就此对GPS技术在公路测量中的应用做出论述。
【关键词】GPS技术；公路测量；应用
1.GPS的发展过程
GPS的前身是“海军导航卫星系统”，是美国为了满足军事的需要，在1958年年底，美国海军武器实验室着手建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统。在“海军导航卫星系统”中，卫星的轨道都通过地极，所以也称作“子午卫星系统”。并于19 4年建成该系统，在美国军方启用。
由于“海军导航卫星系统”的卫星数目少、运行高度低、定位速度也慢，所以很难满足美国军方的要求，于是在1913年，美国国防部开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。这就是目前所用的“全球定位系统”，即GPS。该系统在1995年1月11日达到其完全工作能力，并在199 年三月宣布GPS为军民两用系统。
目前GPS定位系统已经广泛的渗透到各个领域，尤其是在大地测量学及相关学科领域，也显示了卫星定位系统的高效益，也让人类的测绘领域步入了一个新台阶，走向另一个崭新的时代。
２.GPS的几大系统
目前，除了美国的GPS定位系统外，还有俄罗斯的GLONASS系统，伽俐略（Galileo）系统的发展，中国北斗卫星导航系统及伪卫星导航定位技术。
俄罗斯的GLONASS是前苏联开始建立的全球导航卫星系统。它包括24颗卫星（3颗为备用），均匀的分布在三个轨道面上，轨道面的倾角为 4.80，运行周期约为11时15分。目前已具备可用性。
伽利略系统则是欧盟为了打破美国GPS一统天下的局面，提出了Galileo全球卫星导航系统，它是一个多国、民建、民控、民用系统。
北斗卫星导航系统是我国正在实施的、自主研发的、独立运行的全球卫星导航系统。目前，已经成功发射四颗北斗导航试验卫星和六颗北斗导航卫星，将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。
而伪卫星在英文中最早用Pseudo-satellites，现一般简写为Pseudolites，可缩写为PL，是一种基于地面的能传播类似GPS信号的发生器，其最简单的形式是GPS信号产生器和发射装置。
3.GPS技术在公路测量中的特点
3.1打破了传统测量中所要求的控制点之间的通视
在测量学上，为了消减测量的各种误差，控制点的选择十分讲究，要求各控制点之间的需要通视，或者是围构成一个封闭式图形，工作量也因此相对较大，繁琐度也比较高。而GPS技术的引用正好可以克服这个缺点，可以使得公路测量控制点的选择更加灵活，不用通视，大大的减少了测量的工作量和繁琐度。
3.2提高了传统人工操作误差的精度
一般来说，GPS测量的精度为5mm+5ppm。而且传统的人工测量，测量距离越远，则误差会越大，但是对于GPS来说没有累计误差，随着测量距离的增长，测量的优越性就越是突出。
3.3缩短了测量时间
GPS的测量速度比起一般的测量来讲要快得多。对于小于20km的短基线来讲，一般就只需数分钟的时间就可以了。大大节省了测量人员的工作量，提高了测量的工作效率。
3.4提供精确的三维坐标
GPS由24颗所控制，不仅可以精确的测定观测站的平面位置，还可以精确的测定观测点的高程，组成一个精确的三维坐标，为所需用户提供方便。
3.5操作十分简便
GPS测量的自动化程度相当高，所以在工作的时候，测量人员主要负责安装并打开仪器开关，并查看仪器的工作状态即可，所以测量人员会比较轻松。
4.GPS技术在公路测量中的应用
4.1工程的控制测量
对于一个工程，控制测量是一项必不可少的步骤。如果用GPS建立工程的控制网，则最精密的应该用静态测量。特别是大型的建筑物，入隧道、互通式立交桥等都比较适宜采用静态测量。但如果是一般的工程，控制测量也可以采用动态测量。因为这种测量方法可以实时获取所需要的数据，只要测量数据能够达到精度要求即可停止观测，极大的提高了测量的工作效率。再加上采用GPS技术进行测量，又不需要控制点之间通视，所以使得公路的测量工作更加简易便捷。
4.2大比例尺地形图的绘制
传统的测量方法需要先做控制点的测量，再做碎部点的测量，在测量控制点的时候，还要先做控制网的布局，最后再根据方位角和距离在图纸上画出测绘图。这个工作需要的时间较多，速度也比较慢，人为的误差也时常存在，所以精度不高。但是对于公路设计选线一般都需要在大比例尺带状地形图上进行，如果采用GPS动态测量，由于自动化程度较高，可以大大提高工作效率，也能大大提高测量精度，既省时，还省力，值得大力推广。
4.3布设公路工程的控制网
控制点的布设是公路工程必不可少的环节，也是整个公路规划的重要环节，所以对控制点的布设要求相对较高，这时就比较适宜选择静态观测，以提高测量精度。传统的测量方法中，控制点的布设要求能够相互通视，不然就无法观测。如果选用GPS静态观测模式布设控制网，各控制点之间可以不互相通视也能完成测量工作，所以采用GPS布设控制点可以大大节省工作量，也能提高测量精度，几乎是所有测量方法中最为理想的一种。
4.4道路中线放样
一般来说，在大比例尺带状地形图上定好线后，就要将公路中线在地面上标定出来，此为放样的重要环节。如果是传统放样，同样要通过各种测量的手段，找到中线位置并标记出来，这种方法不是不行，而是存在较大的人为误差，如果方法需要依赖于测量的其他数据还会产生累计误差。如采用GPS实时测量，则只需要输入中桩的点坐标，系统就会自动找到放样点的点位，而且在这个“自动“过程中，每个点都是相对独立的，所以没有累计误差，也没有太大的认为操作误差，所以放样精度较高。
4.5道路横、纵断放样
横、纵断放样同样是放样的重要部分，对整个工程都起着重要作用。如果采用传统的人工放样，同样会不可避免的产生各种人为的操作误差，影响整个公路效果。但是如果在纵断放样时采用GPS实时测量，同中线放样一样只需要输入需要放样的数据到GPS电子手簿中，就可以自动生成施工测设放样点的文件并为用户储存。以便随时到现场放样测设。而在横断放样时，则要先确定横断面的形式，再把横断面设计的数据输入GPS电子手簿，也可以自动生成一个施工测设放样点的文件并为用户储存，方便用户随时到现场放样测设，提高工作效率，提高放样的准确度。
5.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、施工等方面都有着广阔的应用前景。
【参考文献】
［１］高永甲,孙加强.GPS RTK技术在公路测量中的应用[J].物探装备,2009,(01)．
［２］刘玉芳.GPS、RTK在土地调查中的应用[J].黄金科学技术,2009,(02)．
［３］张庆超,赵金凯.初步探讨GPS技术在公路测量中的应用[J].山东煤炭科技,2011,(01)．
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发表于 2020-6-3 10:39:29
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发表于 2020-6-3 10:40:12
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