公路工程控制测量中GPS技术的应用

第３１卷第６期　２０１６年１２月　资源信息与工程　ＶｏＩ．３ｌ　Ｎｏ６　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１６　

ＧＰＳ—ＲＴＫ技术在公路工程测量中的应用　

李婷峰杨润萍　

摘要：随着国民经济的发展，公路工程项目日益增多。文章介绍了ＧＰＳ．ＲＴＫ技术的概念，对ＧＰＳ—ＲＴＫ技术在公　

路工程测量中的应用进行了分析，特别提到精度的提高和注意事项是工程测量中关注的重点。　关键词：ＧＰＳ・ＲＴＫ技术；公路工程；测量　

中图分类号：Ｕ４１２　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９６—２３３９（２０１６）０６—０１５２—０１　

１　ＧＰＳ－ＲＴＫ技术　

ＧＰＳ．ＲＴＫ实时动态测量是ＧＰＳ测量技术与数据传　

输的结合，是建立在载波相位观测值基础上的动态测量　

技术。ＧＰＳ．ＲＴＫ技术主要通过基准站接收机、数据链以　及流动站接收机３个组成部分来实现。采用卫星技术对　

地质进行连续性的探测观察，并且通过无线电将数据传　输到流动站，根据数据集合ＧＰＳ定位原理解析流动站的　

精度以及三维坐标。相比于ＧＰＳ测量技术，ＧＰＳ．ＲＴＫ具　

有快速定位三维坐标、定位精确度高以及能够实现远距　离操作的优点，而且测站之间相互独立，能够尽量避免误　

差的累积。　

２　ＧＰＳ—ＲＴＫ技术在水利测量中的应用要点　

在公路工程测量中，能够有效地发挥ＧＰＳ．ＲＴＫ技术　

精确度高、准确度高以及三维测量的有点，保证测量的准　确性，ＧＰＳ—ＲＴＫ的应用关键在于放样的设计与测量工作。　

２．１放样前准备工作　在放样前需要构建控制网，因为公路工程的测量的　

范围大，而且测量点多，因此在放样前，需要构建管线测　

量的控制网络以及高程控制网络，保证测量的准确性。　控制网的精度要求较高，应该在５　ｃｍ以下。根据公路工　

程测量特点，应该做好以下的准备工作：　

（１）在公路工程测绘中，基准站要设置在上空视野　开阔处，最大限度地让基准站能够跟踪并观测到视野中　

的全部卫星，基准站天线的高度角应该在５。～１５。之间，　

浅谈GPS在公路工程测量中的应用

摘要：在测量领域，gps系统已广泛用于工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本文将以开封市的省公路路网项目为例，概略叙述gps系统在公路工程控制测量中的应用。

关键词：gps定位系统；公路工程；测量；应用

中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

1.gps系统的组成

gps系统包括３大部分：（１）空间部分，为gps卫星；（２）控制部分，为地面监控系统；（３）用户部分，为gps信号接收机。

（１）gps卫星

使用２４颗高度约2.02万ｋｍ的卫星组成卫星星座。２４颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11.97ｈ，分布在６个轨道面上，轨道倾角为55°。在任何地方、任何时间都可观测到４颗以上的卫星，这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

（２）地面监控系统

gps 的地面控制系统包括一个主控站、 三个注入站和五个监测站， 主控站的作用是根据各监控站对 gps 的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改正参数等并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时还对卫星进行控制，向卫星发布指令，调度备用卫星等。监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星工作状态。 注入站的作用是将主控站计算的数据注入到卫星中去。

（３）gps信号接收机

gps信号接收机的任务是：捕获卫星的信号，解译出gps卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置、三维速度和时间等参数。

gps的工作概念是基于卫星的距离修正。用户通过测量到太空各可视卫星的距离来计算他们的当前位置，卫星的位置相当于精确的已知参考点。每颗gps卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度就可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集到至少４颗卫星的数据时就可以解算出三维坐标、速度和时间。

GPS-RTK测量技术在高速公路工程中的应用

第一篇范文

GPS-RTK测量技术在高速公路工程中的应用

随着我国高速公路工程的快速发展，对测量技术的要求也越来越高。GPS-RTK测量技术作为一种高精度、高效率的测量手段，已经在高速公路工程中得到了广泛的应用。本文将详细介绍GPS-RTK测量技术在高速公路工程中的应用及其优势。

一、GPS-RTK测量技术简介

GPS-RTK（Global Positioning System Real-Time Kinematic）测量技术是一种基于全球定位系统实时动态差分技术的测量方法。通过将基准站接收到的卫星信号与流动站接收到的卫星信号进行实时比较，求得流动站的位置信息。该技术具有精度高、速度快、可靠性好等特点。

二、GPS-RTK测量技术在高速公路工程中的应用

1. 地形测绘

在高速公路工程的前期，需要对地形进行测绘，为设计提供基础数据。利用GPS-RTK测量技术，可以快速、高效地获取地形数据，提高地形测绘的准确性。

2. 控制测量

高速公路工程中，控制测量是确保工程质量的关键环节。GPS-RTK测量技术可以提供高精度的控制点数据，为施工提供准确的位置基准。

3. 施工放样

在高速公路工程施工过程中，施工放样是确保工程按设计要求进行的重要环节。利用GPS-RTK测量技术，可以快速、准确地完成施工放样工作，提高施工效率。

4. 工程监测

高速公路工程在施工过程中和竣工后，都需要进行变形监测，以确保工程安全。GPS-RTK测量技术可以实时监测工程变形情况，为工程安全提供保障。

三、GPS-RTK测量技术的优势

1. 精度高

GPS-RTK测量技术具有较高的精度，可以满足高速公路工程对测量精度的要求。

2. 速度快

GPS-RTK测量技术可以实现实时测量，大大提高了测量速度，节省了测量时间。

3. 可靠性好

GPS-RTK测量技术不受天气、地形等因素影响，具有较强的可靠性。

工程技术硒忑／—．，’NewTechnologiandProduct豳囡团圆涩团es*■■L4■氓五置圃‘山■■陆■GPS技术在公路控制测量中的应用张可(六安市土地勘测站，安徽六安237000)擒薹：GPS技术越来越被广泛应用于各种控制测量之中，本文对GPS布网技术的设计、布网选点原则进行了浅要阐述，并分析了GPS在平面控制网测量中的应用。关键t司：GPS技术；公路；控制测量；布网GPS即全球定位系统，目前已被广泛应用于国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。GPS在道路工程中的应用．目前主要是用于建立各种道路T程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展．由于线路长，已知点少，因此．用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。而GPs技术除具有对测站选择有更大的灵活性夏．适应不利气候条件’全天候、连续作业等优点，i丕具有提供数据更多、精度更高的数据信息一地面点的空间i维坐标及其方差，并可通过坐标交换将其转换到工程所需要的空间或平面直角坐标系中。建立GPS公路路线控制网的工作内容按其性质分为外业和内业。下面就外业工作进行分析并对内业处理做简要阐述。jl外业工作．1．1GPs网的技术设计其主要内容包括精度指标的确定、网的图形设计和网的基准设计。在布设GPS网时，由于技术设计提供了布设GPS网的技术准则，在布设GPs网时所遇到的所有技术问题，都需要从技术设计中寻找答案．可见技术设计是非常重要的。因此．在进行每一项GPS工程时，都必须首先进行技术设计。GPS网的精度要求，主要取决于公路等级对控制网的要求。GPS网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为：嗍删式中盯：网中相邻点问的距离中误差(111111)；a：固定误差(眦n蜘：比例误差∞pIn埘：相邻两点间的距离《l【m)。当GPS网布网方式和观测作业方式确定后，GPS网的网形就确定了．根据已确定的GPs网的网形，可以得到GPS网的设计矩阵．从而可以得到GPs网的协冈数阵，在cPs网的设计阶段可以采用作为衡量GPS网精度的指标。影响GPS网的图形设计因素除了用户的要求，还有接收机的类型和数量、经费、时间等有关因素。GPS网设计的出发点应在保证质量的前提下。尽可能地提高效率、降低成本。因此．在进行GPs的设计和测设时，既不能脱离实际的应用需求，盲目地追求不必要的高精度和高可靠性；也不能为追求高效率和低成本，而放弃对质量的要求。设计原则是《I)GPs网点应尽量与原有地面控制点相重合，重合点—般不应少于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数；(2)Gas网点应考虑与水准点相重合。而非重合点一般应根据要求以水准测量方法联测；(3)GPS网一般应通过独立边构成闭合Plj形。如—i角形、多边形或附合路线．以增加检核条件．提高网的可靠性：(4)为了便了：观测和水准联测，GPS网点应设在视野开阔和容易到达的地方霸为了便于公路导线点加密．GPs网点应尽量靠近公路走向。GPS网的独立观测边应构成三角形网、四边形网、研．形嘲或星形网。12布网选点原则由于点位的选择对保证观测t作的顺利进行、可靠地保讧E测量结果及后期对工程应用的方便具有重要意义所以，在选点工作开始之前，应收集和了解测区的地形情况以及原有测蟹标志点的分布及保存情况，以便确定合理的测点位置。选点应遵守的原则是：(1测站上空应尽可能的开阔，在l俨一15。高度角以上不能有成片的障碍物，以保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量。圆为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。(劲为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物．如高层建筑、成片水域等。(4】为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。圆测站应选择在易于保存的地方。13GPs在平面控制网测量中的应用由于GPS绝对定位在定位精度方面是比较低’冈此公路控制测量中主要采用GPS相对定位技术。首先，选定已知坐标及精度满足要求的地面控制点与GPs控制点。应用GPS静态定位方法联合观测。建立测区首级平面控制网．然后，应用GPS动态定位技术对平面控制网进行加密测量。1．4采用GPS静态技术布设首级平面控制网根据《公路全球定位系统fGPs)测量规范：}规定：GPS控制网作为公路工程项目的首级控制网。应每隔5km左右布设一对相互通视的GPs控制点。布网方式采用边连式布网。公路工程测量一般采用北京_54大地坐标．这就涉及到北京一54坐标系与WGS-84坐标系之间的转换。因此。GPs控制网应同测区内国家平面控制点联测，以便将国家控制点坐标作为GPS控制网成果转换的起始数据。国家坐标联测点的精度以及控制网之间的转换模型直接影响到GPs控制网的精度所以要求国家唑标联测点具有高精度、一定的数量和密度。通常为了保证地面控制点的正确性和_Hr靠性，至少还需要一个坐标联测点作为检核点．因此．坐标联测同家平面控制点随着测区范闱的扩大应适当地增加坐标联测点的数量。一般至少不应低于3个。15采用GPS动态教沭加密首级平面控制网GPS动态定位主要是应用载波相位测母技术通过电台传输定位数据．实时差分解算籀线向量，再根据基准站己知的WGS-84坐标及坐标转换参数，计算待测点的WG汹4坐标及地方坐标系下的平而直角坐标。也称为实时动态定位。根据《公路勘测规范》规定以及现场勘测条件．在建立首级平随f控制9。9后．每隔700--800m左右设置二级控制点，应甩GPS动态定位技术进行加密测量。15．1建立基宁自坫基准站一般选择首级控制点．并且，为了便于数据的传输，一般选择地势比较高的控制点。确定基准站位置后．将基准站GPS接收机安置在开阔的地方。架设电台和天线，通过手持计算机设置GPS接收机为动态定位模式，输入已知的基准站WG锄4坐标，核定尤误后，按下设置键’则该控制点GPS接收机被定义为基准站，随后，接收机开始工作，并通过发射电台把接收到的导航定位数据实时传送到流动站的手持计算机中。1．52设置流动站流动站包括一台GPS接收机、电台、手持计算机等设备。将GPs卫星传输的定位数据与基准站传输的定位数据一并进行处理实时解算基线向量，在坐标转换参数己知的情况下．计算待测点在地方坐标系下的高斯平面直角坐标。外业测量过程中。流动站与基准站之间的共同锁定卫星数目应不小于5颗，且较好观测时间为GPS卫星分布几何因子小于6的时候，在该H五段观测，待测点的定位精度收敛比较快，并且可以得到精度比较高的固定解。在每—个待测点观测前，都对流动站重新进行数据初始化．重新建立数据连接通道．把以前接收到的定位数据过滤掉i保证重复观测时定位数据之间的不相关性。2内业处理因GPS定位系统所使用的坐标系为WGS-84坐标系，而实际应用中点位坐标往往是在国家统一坐标系或地方独立坐标系下的坐标。所以在进行GPS定位测量数据内业处理时．关键是测站点所在坐标系的变换及转换参数的确定。首先，利用随机配置的数据下载软件以及数据处理软件。然后下载观测数据。观测数据分为WGs-84大地坐标和地方高斯平面直角坐标两部分。f14此可以对动态观测数据事后计算处理，或者直接应用现场观测、计算得到的高斯平面坐标。3结束语由于GPS测量不受通视、天气(雷电天气除外)等条件的影响，可以大大提高工作及成果质量；可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐T作量，提高作业效率，这种作业模式已被越来越多的测量人员所接受和使用。随着GPS技术的—存断发展和仪器的不断更新、软件的不断升级，GPS技术在测量业中将发挥着越来越大的作用。◆考文献【11刘基余，李征航．王跃虎等，全球定位系统原理及．应用『ML测绘出版社．北京．199Z12惆知红．深度探讨GPS技术在公路控制测量中的应用Ⅲ。科技资讯，2009(33洒2-5Z吲中华人民共和圃交通部玲略勘测规范阎入民交通出版社’|匕京．1999．中围新技术新产品一93