程冬

摘要：針對GNSS技術(shù)的優(yōu)點，結(jié)合工程實例，總結(jié)了GNSS技術(shù)的原理和技術(shù)特點，總結(jié)分析了GNSS技術(shù)在道路檢測中的應(yīng)用及其影響。實踐證明，GNSS技術(shù)的應(yīng)用能有效提高公路測量效率，減少測量工作量，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：GNSS技術(shù);公路;測量;技術(shù)特點

1、引言

由于傳統(tǒng)的公路測量技術(shù)受環(huán)境影響，測量精度較低，難以滿足日益增長的測量需求。GNSS測得的基線精度較高，靜態(tài)相對定位精度大大優(yōu)化，達(dá)到了亞毫米級的精度，其動態(tài)實時定位精度也有很大的提高，可精確到厘米，滿足地形道路測量的各種要求。將GNSS技術(shù)應(yīng)用到道路測量中，不僅可以提高整個測量效率，而且可以降低測量強(qiáng)度，降低測量成本，從而為道路測量技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

2、GNSS技術(shù)簡介

GNSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的簡稱，主要是利用導(dǎo)航衛(wèi)星來發(fā)射信號，接收機(jī)可以直接獲取衛(wèi)生信號，可以進(jìn)行定位確定，為公路項目的施工提供有利的基礎(chǔ)。對于使用者來說，只要是應(yīng)用接收機(jī)就可以進(jìn)行施工，靜態(tài)控制測量工作的進(jìn)行需要使用3臺接收機(jī)同時工作，數(shù)量越多其工作越方便。該技術(shù)在應(yīng)用中，具備如下特點：

（1）測量的精度高。利用GNSS技術(shù)可以形成完善的測量控制網(wǎng)絡(luò)，可以獨立進(jìn)行基線矢量與站點同步測量衛(wèi)星，可以更好的實現(xiàn)網(wǎng)平差，在應(yīng)用中并不會直接受到傳算數(shù)據(jù)的影響。如果設(shè)置中并未形成固定的自由網(wǎng)，可以更好的消除傳算誤差的影響，使得測量數(shù)據(jù)的精確度達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）觀測時間短。測量站的時間需要通過GNSS技術(shù)來控制，此時可以確定測量的時間在30min以上。

（3）操作簡單方便。隨著技術(shù)的高速發(fā)展，GNSS技術(shù)中所應(yīng)用的接收機(jī)體積在逐步的縮小，操作也更加的方便快捷，技術(shù)水平較高，所以對于操作人員的素質(zhì)要求更高。在具體的測量過程中，只需要通過天線就能夠完成各項工作，然后進(jìn)行整平處理，并且要確定天線高度尺寸，最后要開啟儀器來進(jìn)行自動檢測，并且完成各項數(shù)據(jù)的有效分析和處理，從而可以準(zhǔn)確的獲取各個位置的三維坐標(biāo)參數(shù)，以保證測量工作的精確度。

（4）測量站之間無須通視。GNSS技術(shù)的主要優(yōu)勢就是保證在各個測量點不通視的情況下就能夠完成測量，可以更好的確定各個通視點，為了能夠提升信號接收的質(zhì)量，最好是將測量站點布置在視野開闊的地區(qū)中，以保證數(shù)據(jù)精確度合格。

（5）全天候作業(yè)。GNSS技術(shù)的應(yīng)用不會受到時間的影響，夜晚也能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的觀測，可以大大提升施工速度和效率。

（6）提供三維坐標(biāo)。GNSS技術(shù)測量環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可以更好的確定各個測點平面坐標(biāo)，然后確定高程數(shù)據(jù)。

（7）用GNSS技術(shù)的應(yīng)用并不會存在任何累積誤差問題。

3、GNSS技術(shù)原理

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）是通過人造衛(wèi)星發(fā)送和接收空間地理信息，為全球提供全時段、高精度的地理坐標(biāo)、速度與時間信息服務(wù)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。它利用衛(wèi)星之間的偽距、星歷、衛(wèi)星發(fā)射時間等信息進(jìn)行精準(zhǔn)測量和定位。該技術(shù)的工作原理是空間測距交會，以某一測量基準(zhǔn)站的一個固定坐標(biāo)為參考，采集4顆以上衛(wèi)星的三維空間坐標(biāo)作比對，得到基準(zhǔn)站與衛(wèi)星之間的差值，進(jìn)而計算確定高精度的測量基站空間信息，其測試結(jié)果能夠精確到毫米級，可有效提升測量質(zhì)量。在具體應(yīng)用階段，首先，以地面主控站為基點，采集范圍內(nèi)各監(jiān)測站的觀測資料和氣象信息。然后，利用系統(tǒng)的內(nèi)設(shè)系統(tǒng)，記錄衛(wèi)星的星歷表和衛(wèi)星鐘改正數(shù)，隨后在GPS衛(wèi)星的輔助下，完成導(dǎo)航電文編制。最后，分析導(dǎo)航電文，推算出控制點的具體坐標(biāo)。

4、GNSS定位技術(shù)的優(yōu)點

GNSS技術(shù)是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，它有著很多優(yōu)點，如測量精度非常高：使用GNSS技術(shù)可以建立大地的控制網(wǎng)，在實行網(wǎng)平差時，基本上不會受到誤差影響，從而可以大幅度提升精度。觀測時間段：在對高速公路的觀測項目中，可以嚴(yán)格控制時間在30min以內(nèi)，滿足快速觀測的需要，操作起來非常方便。GNSS技術(shù)已經(jīng)非常成熟，接收機(jī)也變得越來越小而且智能化的程度也越來越高，觀測人員的技術(shù)水平已經(jīng)不再是瓶頸，在整個測量的過程中只需要將天線對中，然后整平，最后打開儀器就可以自動檢測，自動輸出觀測之后的三維坐標(biāo)。測量站之間無需通視：這一優(yōu)點可以更加方便靈活地選擇通試點。全天候作業(yè)：與人工觀測最大的不同就是GNSS不受時間的限制，可以全天候的工作，當(dāng)項目工期緊張時，會有很大的幫助。提供三維坐標(biāo)：GNSS技術(shù)獲取到的位置信息包括平面坐標(biāo)和高度信息。

5、GNSS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

5.1 GSP軟件處理過程

高速公路的測量，采用了GSP軟件先處理。在平面坐標(biāo)系中已知中心子午線和高程的情況下，可以利用GSP軟件按照類似變換迭代，重建投影面坐標(biāo)系的中心子午線和高度。

5.2GSP參數(shù)準(zhǔn)備

啟用GSP軟件，創(chuàng)建或啟用GPS作業(yè)，在"已知參數(shù)"頁輸入測網(wǎng)中心經(jīng)度和投影面高程，調(diào)整參數(shù)根據(jù)WGS84坐標(biāo)和投影面高度。可根據(jù)已知高度選擇地面高度，并可選擇"三維基準(zhǔn)調(diào)整"。把轉(zhuǎn)換后的高斯面坐標(biāo)導(dǎo)入到坐標(biāo)選項卡的高斯座標(biāo)頁中，在重復(fù)測量比較頁中加載原始大地網(wǎng)坐標(biāo)，完成上述準(zhǔn)備工作。

5.3中央子午線經(jīng)度確定

（1）在"F Retest and Compare"頁，選擇"Transform First"，標(biāo)記偽穩(wěn)定點，然后點擊"Compare"按鈕進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。用再測坐標(biāo)與原坐標(biāo)進(jìn)行相似的變換，得到兩個坐標(biāo)系間旋轉(zhuǎn)縮放參數(shù)。在下面的信息欄上顯示選項。轉(zhuǎn)動參數(shù)可以認(rèn)為是由于中心子午線失配引起的子午線會聚角，縮放可視為由仰角投影面與高斯投影不匹配引起的尺度積分結(jié)果。

5.4投影面大地高確定

經(jīng)一次三維無限制調(diào)整后，再測量，原測量的比例參數(shù)為-132.9664mm，則dh=λ Rm=848m，修正高度為384m。那么dh=λ Rm=473m，修正高度在90m左右，再計算更換皮帶以獲得新的坐標(biāo)系統(tǒng)重新測量網(wǎng)絡(luò)。再一次進(jìn)行相似的轉(zhuǎn)換。再次進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)比較時，比例參數(shù)為0.451.8mm。經(jīng)3次迭代計算，得到的比例尺差近似于0，此時的網(wǎng)絡(luò)投影高度為原網(wǎng)絡(luò)投影面的高度，地網(wǎng)原坐標(biāo)系為：中心經(jīng)108°，投影面高度為-90m。

5.5新坐標(biāo)系統(tǒng)與實測值比對

在GG高斯坐標(biāo)頁面，定義新坐標(biāo)系的經(jīng)度和投射面高程之后，將J4和J6的控制點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為G高斯坐標(biāo)頁上的已知交點坐標(biāo)，從而轉(zhuǎn)換J4和J6。與一個獨立的座標(biāo)相協(xié)調(diào)。根據(jù)這個限制點重新計算控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)置?？膳c設(shè)計者聯(lián)系，改變坐標(biāo)系參數(shù)，統(tǒng)一坐標(biāo)系測量與設(shè)計。文件和重做坐標(biāo)系的技術(shù)改進(jìn)。一般情況下，衛(wèi)星的開始和結(jié)束視場的選擇最好和最穩(wěn)定的點都可以根據(jù)測量邊長來確定，為其他控制點更改坐標(biāo)。

6、結(jié)語

GNSS測量技術(shù)智能應(yīng)用到工程路面測量中，既能提高測量效率，又能克服時空限制，擴(kuò)大測量范圍。應(yīng)用GNSS技術(shù)能有效地降低勞動強(qiáng)度，伴隨著科技的不斷發(fā)展，GNSS技術(shù)的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大，必將促進(jìn)公路勘探的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬潤東.GNSS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用[J].交通世界（中旬刊），2021（4）：64-65.

[2]劉永琦.GNSS技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用研究[J].科技視界，2020（13）：158-160.

[3]李樹權(quán)，王浩良.GNSS技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用[J].云南水力發(fā)電，2019，35（6）：16-19.