何威

摘要 本文根據(jù)近幾年來GPS技術(shù)在高等級公路中的實(shí)踐情況，具體討論了GPS技術(shù)在高等級公路初測中的具體應(yīng)用技術(shù)以及要求，以此得出結(jié)論，指導(dǎo)高等級公路的線路勘測與測量工作的展開。

關(guān)鍵詞GPS技術(shù)；高等級公路；應(yīng)用

中圖分類號TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號209 5—6363（2017）03—0069—02

自進(jìn)入21世紀(jì)后，3s技術(shù)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢，GPS作為上個世紀(jì)高新技術(shù)，在民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，例如交通導(dǎo)航、大地測繪等領(lǐng)域。

近年來，GPS技術(shù)被廣泛運(yùn)用在公路勘測與設(shè)計之中，而GPS所擁有的衛(wèi)星定位技術(shù)促進(jìn)了公路勘測方法的變革，GPS技術(shù)在道路地理信息系統(tǒng)中占據(jù)關(guān)鍵地位，是目前我國公路建設(shè)中獲取立體坐標(biāo)的有效手段，對促進(jìn)我國公路勘測和公路設(shè)計的發(fā)展具有重要左作用。

與此同時，在高等級公路測量中運(yùn)用GPS定位技術(shù)，在很大程度上緩解了傳統(tǒng)線路控制測量的布局手段以及作業(yè)方式，具有網(wǎng)點(diǎn)少、精度高而且費(fèi)用低的特征，大大地提高了工作效率以及成果精度。

本文重點(diǎn)在高等級初測與定測中論述GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用，探討有關(guān)問題，并提出相關(guān)建議。

在傳統(tǒng)的高等級公路線路測量中，一般是采用附合導(dǎo)線方式，對線路附近的國家大地點(diǎn)進(jìn)行加密。但是各個國家大地點(diǎn)的施測年代不同，所以點(diǎn)位精度存在著較大的差異，導(dǎo)致點(diǎn)位之間的相互關(guān)系出現(xiàn)扭曲，所以，對高等級公路的施工以及線路設(shè)計帶來極大地不便。

近幾年來，隨著GPS技術(shù)的日臻成熟，并將GPS技術(shù)運(yùn)用到高等級公路勘測之中，采用這一先進(jìn)技術(shù)對線路全程進(jìn)行整體平差設(shè)計，使得作業(yè)效率極大提高，充分體現(xiàn)了GPS在高等級公路控制測量中的優(yōu)勢。

1在高等級公路初測中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，高級公路初步測試的任務(wù)就是根據(jù)路線的方向在沿途設(shè)置控制點(diǎn)，設(shè)置路線控制點(diǎn)的目的就是為了滿足平面測量和高程控制測量任務(wù)的需要，并以此作為路線地形圖測繪和施工的基礎(chǔ)。GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)本身具有靈活方便、定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在三維的立體坐標(biāo)中可以快速的獲取現(xiàn)場的情況。但是在高級公路的施工中使用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)還存在著以下一些問題。

1.1等級的確定與接收機(jī)的選擇

在高級公路的測量施工現(xiàn)場首先使用GPS衛(wèi)星定位控制網(wǎng)主要是在特殊情況下才可以實(shí)施，比如說一些大型的橋梁和隧道工程的勘測和實(shí)施，高等級公路的首級控制主要是設(shè)置三級的設(shè)置網(wǎng)，與大型橋梁和隧道工程的一級和二級是不同的，而高速公路一般是作為四級的施工控制網(wǎng)。在控制點(diǎn)的布設(shè)實(shí)踐中可以分級布設(shè)，或者是越級布設(shè)。

在高等級公路的測量施工現(xiàn)場，首要的控制測量任務(wù)就是正確的使用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，也就是我們通常乘坐的測地型接收機(jī)，測地型接收機(jī)一般情況下在使用之前必須充分檢驗其使用性能，在我國高等級公路中使用的GPS接收機(jī)一般主要是單頻和雙頻這兩種類型，其中雙頻接收機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是不受時間和距離的控制。當(dāng)邊長在20km以上時可以將電離層誤差對點(diǎn)位坐標(biāo)的影響基本消除。而且，還可以將整周模糊值迅速地解算出來，與單頻機(jī)相比較觀測時間短，但是在其精度范圍上來看無論單頻機(jī)還是雙頻機(jī)都可以滿足公路控制測量的需求。

1.2作業(yè)模式選擇

近年來，GPS定位后的處理技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展，多種應(yīng)用軟件相繼發(fā)布。在兩點(diǎn)間的基線向量如何確定上，供選擇的測量模式有許多種，GPS作業(yè)模式的選擇直接關(guān)系到高等級公路線路的勘測效率。一般可視情況采用靜態(tài)定位作業(yè)模式、快速靜態(tài)定位作業(yè)模式兩種作業(yè)模式，介紹如下所述。

1）靜態(tài)定位作業(yè)模式。在不同的控制點(diǎn)上分別安置GPS接收機(jī)，并設(shè)站構(gòu)成基線，在一個時段內(nèi)同步觀測4顆以上的衛(wèi)星。將觀測時段設(shè)置為30min～2h，將所有已觀測基線組合成閉合圖形，用于外業(yè)檢核。靜態(tài)定位作業(yè)模式控制測量精度較高高，各級路線控制測量的要求均可以滿足。

2）快速靜態(tài)定位作業(yè)模式。將GPS接收機(jī)安置在測區(qū)內(nèi)的一基準(zhǔn)站上，對所有的可見衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地跟蹤，依次在各待定點(diǎn)上用另一臺接收機(jī)設(shè)站。這種模式所采用的算法是“快速解算整周未知數(shù)”，而且每點(diǎn)只觀測幾分鐘，極大提高了作業(yè)效率，但是待定點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)間應(yīng)保持小于20km的距離，而且在觀測時段內(nèi)要提供有5顆以上可供觀測的衛(wèi)星，兩臺接收機(jī)在工作時無法構(gòu)成閉和圖形，因此閉合差檢驗難以進(jìn)行，可靠性低，對測量精度有特殊要求的測量控制網(wǎng)并不適用。

2 GPS網(wǎng)坐標(biāo)變換

GPS定位隸屬于WGS 84地心坐標(biāo)系統(tǒng)，在國家或地方的參心坐標(biāo)系中屬于實(shí)用的控制測量成果。所以為了更好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，要轉(zhuǎn)換GPS定位成果，一般采取的解決途徑為：設(shè)與原地面控制網(wǎng)點(diǎn)重合的新網(wǎng)點(diǎn)，而且將重合點(diǎn)控制在3個以內(nèi)（包含3個），為GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定提供便利，進(jìn)一步對GPS網(wǎng)約束平差，并在地面網(wǎng)框架內(nèi)進(jìn)行，重合點(diǎn)是GPS網(wǎng)約束平差時的基準(zhǔn)點(diǎn)。

經(jīng)過近幾年的相關(guān)實(shí)踐，證明：GPS網(wǎng)約束平差的精度值受到點(diǎn)位分布的影響，尤其是在地面點(diǎn)的誤差較大時，此時將對GPS成果產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。一般情況下，與地面經(jīng)典網(wǎng)相比GPS網(wǎng)的相對精度占據(jù)極大優(yōu)勢。根據(jù)GPS網(wǎng)無約束平差結(jié)果可以看出，在加入地面已知重合點(diǎn)后，GPS網(wǎng)約束平差結(jié)果的精度不高，這個主要原因在于不合理的重合點(diǎn)數(shù)據(jù)的錯誤引入。而且，重合點(diǎn)已知數(shù)據(jù)本身就含有一定的誤差，但是若其對GPS網(wǎng)最后平差結(jié)果的影響在精度要求范圍內(nèi)，則認(rèn)為這一數(shù)據(jù)的引入是合理的，反之則認(rèn)為其精度含有粗差。

3公路設(shè)計用圖對基準(zhǔn)點(diǎn)的精度要求

當(dāng)前，我國在地形測量中，一般把地形的控制點(diǎn)和最大的地點(diǎn)之間的平面誤差控制在0.1mm之內(nèi)，可以說要求非常的嚴(yán)格。所以說，相鄰大地點(diǎn)之間的邊長誤差必須控制在更小的范圍內(nèi)，才能指導(dǎo)地形控制測量。在高等級公路線路的GPS勘測中，沿線并無太多的大地點(diǎn)可共聯(lián)測，點(diǎn)位之間的距離在幾十公里以上。為了達(dá)到測圖的控制標(biāo)準(zhǔn)，就一定要保證點(diǎn)位之間的相對精度。

4結(jié)論

在公路建設(shè)中納入GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，沖擊力傳統(tǒng)的公路勘測作業(yè)方式，并顯著提高了公路測設(shè)水平。尤其是GPS實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)（RTK）的應(yīng)用，并且可以達(dá)到cm級的精度，數(shù)據(jù)的儲存?zhèn)鬏敺浅７奖??？偠灾覀儜?yīng)加快開發(fā)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)并將其應(yīng)用到道路勘測中去，以提高公路建設(shè)的效率，促進(jìn)公路建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展。