徐振峰

1 GPS簡介

GPS(Global Position System)中文全稱為全球定位系統(tǒng)，是隨著衛(wèi)星技術(shù)、無線電技術(shù)及其他高科技的發(fā)展而建立起來的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)[1，2]。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。GPS的定位又分為絕對定位和相對定位。絕對定位是以地球質(zhì)心為參考點，確定接收機天線在 WGS-84坐標系中的絕對位置;GPS相對定位是目前在GPS測量中定位精度最高的定位方法。相對定位是用兩臺接收機分別安置在基線的兩個端點，其位置靜止不動，同步觀測相同的 4顆以上的GPS衛(wèi)星，確定基線兩端點在地心地固坐標系中的相對位置。它采用載波相位觀測量為基本觀測量，由于載波波長較短，其測量精度遠高于偽距測量精度，并且采用不同載波相位觀測量的線性組合可以有效地削弱衛(wèi)星星歷誤差、信號傳播誤差以及接收機不同步誤差對定位的影響。

本文結(jié)合實際工作，主要介紹了GPS在公路控制測量中應(yīng)用的具體方法。

2 GPS在公路控制測量中的應(yīng)用

由于我單位承擔了道路設(shè)計過程中的帶狀圖測量，任務(wù)重，工期緊，若采用常規(guī)測量方法，難以滿足甲方要求。為了加快工程進度，在項目開展過程中，將 GPS應(yīng)用到公路控制測量中來。圖 1為本項目中采用 GPS進行控制測量的聯(lián)測圖。

由于道路設(shè)計是帶狀，首尾控制點的跨度比較大，為了提高控制點的精度，本文根據(jù)項目技術(shù)要求，采用D級GPS靜態(tài)觀測，觀測的數(shù)據(jù)點處理主要包括兩部分:基線解算、控制網(wǎng)平差。其中基線解算的步驟一般為:同步環(huán)檢核—異步環(huán)檢核—重復基線檢核—基線解算四步。得到基線向量解算值，然后進行控制網(wǎng)平差。該公路網(wǎng)中有 13個同步觀測閉合環(huán)、12個異步觀測閉合環(huán)，其閉合差見表 1。D級控制網(wǎng)容許誤差如表 2所示。經(jīng)比較知該公路網(wǎng)的布設(shè)與測量結(jié)果滿足GPS網(wǎng) D級網(wǎng)的精度要求，并符合項目要求。

表1 閉合環(huán)誤差

表2 GPSD級網(wǎng)容許誤差 mm

3 GPS在公路控制測量應(yīng)用過程中的注意事項

GPS測量測站之間不要求相互通視，且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)比較靈活，因而選點工作比較簡便。但由于點位的選擇對保證觀測工作的順利進行、可靠地保證測量結(jié)果及后期對工程應(yīng)用的方便具有重要意義，所以，在選點工作開始之前，應(yīng)收集和了解測區(qū)的地形情況以及原有測量標志點的分布及保存情況，以便確定合理的測點位置。因此選點以及數(shù)據(jù)采集、處理過程中應(yīng)注意以下事項:

1)測站點應(yīng)選在遠離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓電線外，以避免其周圍磁場對 GPS信號的干擾;測站點應(yīng)選在易于安置接收機的地方，且視野開闊，其周圍 150以上不應(yīng)該有障礙物，以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸收;2)測站點應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其他測量手段聯(lián)測和擴展;點位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的干擾;3)控制點應(yīng)選取在地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于保存的區(qū)域，并做好相關(guān)繪制點標記;4)由于公路是帶狀，首尾跨度一般比較大，因此控制點的高程不能完全由GPS高程代替，必要時需用水準儀重新進行高程測量;5)坐標系的相互轉(zhuǎn)換應(yīng)首先確定測量區(qū)域的中央經(jīng)線，以免發(fā)生錯誤。

4 結(jié)語

本文結(jié)合實際工程實例，主要闡述了GPS在公路控制測量中的應(yīng)用，并對應(yīng)該靜態(tài) GPS進行觀察的數(shù)據(jù)精度進行了分析，分析發(fā)現(xiàn)該項目中所用方法滿足工程的需要，文章同時還對GPS在公路控制測量應(yīng)用中值得注意的地方進行了總結(jié)和歸納，希望對從事相關(guān)工作的工作人員有一定的參考價值。

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強，等.GPS測量原理及應(yīng)用[M].第 2版.武漢:武漢大學出版社，2007.

[2] 邵永強，李淑慧，祁 芳.GPS控制網(wǎng)公共點兼容性問題研究[J].黑龍江工程學院學報，2002，17(1):1-7.

[3] 中華人民共和國交通部.公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[M].北京:人民交通出版社，2000:53.

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[5] 伍劍奇，符鋅砂.3S技術(shù)在道路勘測設(shè)計中的運用[J].山西建筑，2008，34(23):353-354.