本科毕业论文---gps测量技术在公路工程中的应用.doc

目 录摘 要IABSTRACTII1 GPS测量技术现状的认识11.1 GPS的发展过程11.2 GPS基本系统的组成21.3 GPS系统三部分介绍31.4 GPS的工作原理41.5 GPS测量的技术特点52 GPS测量技术在公路工程中应用的简要介绍72.1 介绍GPS测量技术在公路工程的引用73 GPS测量技术在公路工程中的应用83.1 GPS的公路测量的准备工作83.2 在公路工程测量中可能会遇到的问题83.3 在进行GPS观测时应注意的方面94 GPS定位技术在公路施工测量中的应用94.1 GPS定位技术方法的介绍94.1.1 静态相对定位技术94.1.2 实时动态相对定位技术104.2适用范围114.3 GPS测量的数据处理与精度分析114.4 GPS网124.4.1 GPS控制网的网点设计124.4.2 GPS网的选点与埋石134.4.3 GPS控制网的控制点选点原则144.4.4 GPS测量的观测工作144.5 GPS测量所得的基线结算检核155 建立GPS公路控制网的作业程序156 GPS在公路工程实例中的应用156.1 GPS在公路控制测量中的应用166.2 GPS在公路控制测布网形式166.4 GPS测量技术的作业方法及外业检核186.5 GPS测量数据的平差计算187 GPS测量技术的优点218 GPS技术在公路测量中的应用前景219 GPS测量技术在公路工程应用的展望22致 谢23参考文献24 GPS测量技术在公路工程中的应用摘 要摘要：文章首先就自我角度介绍了GPS测量技术现状的认识，接下来是对GPS系统的组成、工作原理、技术特点等做相关叙述。从介绍公路工程测量工作引入GPS测量技术开始论述，通过GPS测量技术尝试应用，遇到问题，解决问题，改进GPS测量技术的不足，逐渐使GPS测量技术应用到了公路工程测量的各个阶段，然后具体介绍了GPS定位技术、关于GPS网的建立方法及相关规范，并给出了GPS网建立的流程图，最后通过实例对GPS测量技术在公路工程中的应用作具体阐述。通过GPS测量技术在公路工程的应用说明其特点，也通过与相关传统测量技术在公路工程中的缺点作比较，最后总结了GPS测量技术的优点，对GPS测量技术在公路工程中的应用前景与今后发展给出了自己的相关看法，说明在公路工程测量中相关GPS测量技术的优势和广阔发展前景。关键词 GPS 测量技术 公路工程 应用数据IGPS MEASUREMENT TECHNOLOGY APPLICATION IN HIGHWAY ENGINEERINGABSTRACTThe article first introduces the GPS on self-angle measurement technology status awareness, followed by the GPS system, working principle, technical characteristics, and so do the narrative. From the introduction of highway engineering survey work began introducing GPS measurement technology exposition attempts to apply through the GPS measurement technology, problems, solve problems, and improve the lack of GPS measurement technology, and gradually the GPS measurement technology applied to the various stages of highway engineering survey, then the specific introduction of GPS positioning technology, establishment of a network of GPS methods and related specifications, and gives the GPS network established flowchart Finally, an example of the GPS measurement technology in highway engineering as specifically addressed. Measured by the GPS technology in highway engineering applications on its characteristics, but also with the associated traditional measurement techniques in highway engineering shortcomings compared concludes the advantages of GPS measurement technology, the GPS measurement technology in highway engineering and application prospects gives his own future development related, showing the relevant highway engineering survey GPS surveying technology advantages and broad prospects for development.KEY WORDS GPS, measuring technique, highway engineering, applications and dataII1 GPS测量技术现状的认识1.1 GPS的发展过程就目前的测量科技发展方向而言，在社会生活和一系列的工程建设中都促进着GPS测量系统的快速向前发展。正是迫于多方面的实际应用的要求，由美国政府首先开发研制的军事专用GPS系统慢慢向更多的用户开放，为了保证相关信息的可靠性和安全性，他们也研发很多相关的安全措施系统，以便有利于民用和军用的独立进行。通过这样的方式，美国不但为自己赚取了客观的经济效益，而且为GPS系统在更多更深的社会生活应用方面发展。无论是就其在高精度的工程测量中的应用还是其在精密的工程仪器测量的应用中都能表现了其高度的优越性。GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的简称，从上世纪七十年代美国就开始了对其研制，直到1994年的3月份，经过20年的时间，约花费200亿美元才完成对其的初步整体布置，它建设的最初目标是为了满足自己国家的国防安全，主要是为了自己国家军事部门对海陆空三方面军事情况的高精度指挥和部署，由于其有多个卫星组成的导航定位系统，所以经常说卫星导航与定位系统。GPS卫星导航与定位系统能对目标进行时时，不间断，地球的任何地理位置进行精密三维导航与定位能力，由于其开发的初衷，使它也具有了自身系统的安全保密性，也能抵制很多外来因素对其信号的干扰性。通过实践发现，GPS测量技术可以与我们日常用的通信技术结合，这也为GPS测量技术的进一步快速发展奠定了良好的基础，成功的把静态测量技术发展到了动态测量技术，也就是能对地面点进行相关三维坐标进行快速动态测量，以前GPS的数据处理都需要先获得然后人为操作对其进行相关技术处理，而逐步发展到了能对相关数据进行时时更新，对物体的定位与导航实时处理，又为GPS测量技术的发展提供了新的应用范围，对其各方面的应用深度也加深了更多。回到最初来说，美国国防部建设GPS卫星导航系统的最初就只是运用地面能接收空间卫星所发射的伪随机噪声码即p码，通过相关技术再解码，获取敌对国家的相关军事信息，为自己国家及北大西洋组织的盟国提供可靠地军事信息以更好的掌握敌方军队准确位置，对其进行打击，而现在由于国际形势的一系列变化，虽说其军事应用地位不可小视，但在当今这个和平发展的大社会趋势下，其民用方面的功能应用显得尤为重要，虽然美国没有完全提供其能提供的高精度定技术，但其提供的民用导航定位能将定位精度能控制在数十米范围内已经是相当高了，在很多生活中应用都能取得令人满意的效果，以至于GPS定位系统在全球范围内发展迅速，短短三四十年的发展，其功能的多样化，与应用的全方位化估计都是最初设计者所没有想的，与此同时世界其他国家与对此技术非常感兴趣的民用部门都对此技术特别在意。GPS的发展几乎覆盖了社会生活的各个方面，同样也包含了公路工程，从上世纪八十年开始，GPS定位技术的研发，它只是为了准确追踪定位敌方军事部署，为了更好的获得精确地定位信息，定位技术从研发的开始就一直在快速的发展着，完善着。GPS的定位技术在公路工程中的应用，为公路工程测量技术的变革提供了有力而强大的技术基础，首先这种定位技术在公路中的应用打破了传统测量技术的应用范围，与原有的传统测量方式完全不一样，可以说有着天壤之别，传统的测量都需人为照准目标，进行相关点位的定位，只有这样才能进相关的测角，测距，侧边等测量工作，以获得外业数据，然后进行内业的处理，GPS测量技术在工程中的应用则能一次性获得相关位置点的三维坐标，比之全站仪观测速度要快很多很多，它以速度快，效率高，精度准被广大用户所认同，再加上其定位方法又从以前不变的静态定位发展到了现在的动态定位，不简简单单是只用于以前的导航定位，使其工作的范围变的更广泛了，在一些公路工程测量中的应用深度也变得更加让相关测量技术人觉得满意了，在其他工程建设中的应用也为国民经济的发展做出了不可磨灭的贡献8。这就是GPS的现状认识，但GPS基本系统的组成，还有它的工作原理又是怎么样的呢，下面就本人对其了解做相关阐述。1.2 GPS基本系统的组成GPS全球定位系统有空间部分、地面监控部分和用户部分三大部分组成1。GPS卫星可以连续的向用户拨发佣金型导航定位的测距信号和导航电文电文，并接受来自地面监控系统的各种信息和命令以维持系统的正常运转。地面监控系统的主要功能是：跟踪GPS卫星的运行轨道极为卫星钟改正数，进行与报告后，再按格式编织成导航电文，并通过注入站送入卫星。地面监控系统还能通过注入站向卫星发布各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，修复故障或启用备用件等9。所谓空间部分就是指GPS卫星星座，所谓的卫星星座就是发射进入轨道并且能正常工作的GPS卫星的集合，其计划组成包括24颗卫星，它们的轨道近乎是圆形的，这些卫星有三个轨道，这三个轨道的倾斜角度为63度，卫星平均分布在三个轨道上，三个轨道的半径为26560千米，卫星运行周期为12小时，这就是最初计划的GPS空间部分组成，由于经费的问题这个计划最后被迫做了一定修改，将原定的卫星总数24颗减少为18颗，由于为的数量的减少，其相应的工作也将受到影响，以至于对卫星的轨道也作了修改，轨道数量增加，变为6个，而归的倾斜角度则变为55，每个轨道上分布的卫星个数怎由原来的8个变为现在的3个，其他的设定参数没有做修改，但即使这样，也对测量成果图造成了巨大的影响，成图不清楚，更谈不上清晰，定位的精度也低得让相关用户几乎不能接受，以致花巨资打造的高科技系统即将宣告失败，为了不让先前的努力付之东流，这些现存的问题亟待解决，否则此系统无法发挥其真实作用，美国相关部门进行可以系列的谈论和经科学家理论验证，决定重新建立空间定位系统，最终还是选用了原有的24颗卫星的方案，但不可能所有的都依照原方案，这次提出了新的组建内容，那就是轨道数不变，只是增加一个卫星在每个原有的轨道上，这样不但解决了原有的问题，而且使其定位精度提高了很多。1.3 GPS系统三部分介绍地面监控部分是支持整个系统正常运行的地面设施，其组成包括主控站，监测站和通信与辅助系统三方面10。很明了，既然名为主控站毫无悬念它是整个地面监控系统运行服务的中心，它功能在这里我就不多说了，如想详细了解可以到网上进行向知识的充电，科罗拉多州的联合工作中心就是其位置所在。而监测站则不时我们想象中的有人监督管理的测站，相反是无人值守的数据自动采集中心，开始只建立了17这样的监测站，这17个站中美国空军监测站占了6个，其具体位置这里也不赘述，详情请百度，后来也是为了相关精度的提升先后一共添加了11个监测站，这也为以后的测量事业的发展做了良好的铺垫。接下来是注入站，它是用于向卫星输入导航电文与其他指令的地面设施，它总共只有3个，在迭戈加西亚，阿松森群岛，卡瓦加兰三个地方，他先接收电文，然后存储起来，等待相应卫星通过注入站上空时，再将其信息电文命令注入到卫星内。关于通信与辅助系统没有太多要说的，从字面意思理解就是对的，它就是提供其他辅助服务的机构与设施，也担任数据传输的任务。用户部分由GPS接收机等仪器设备和用户组成，而计算机、指南针、微机、气象仪器等都属于用户设备，就其GPS接收机而言也可以根据其功能的不同分为好多种类，也可根据其接收卫星信号的频数进行相应的分类。但在就测量领域，随着科学技术的快速发展，以体积小、重量轻、便于携带的GPS测量装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便，也为公路测量提供更为方便快捷的测量设备。由于GPS相关设备的完善，工作站的进一步稳定运行，GPS测量技术发展也突飞猛进，特别是实时动态定位技术开发与应用，为GPS测量技术在公路工程中的进一步应用史书又写下了辉煌的一笔，无论是在精度上还是在质量上它都具备工程中的需要，并且它能更快速的完成测量工作，要比原来的静态定位和准动态定位都更快更方便，而且弥补了原有定位模式的不足，对观测的数据可以实时处理，得到想要的结果，并添加了新的功能，为满足其相关工程对所策数据质量的要求，可以对测量所得的数据进行检核，克服以前为了满足相应的质量要求，多数情况下是对要观测数据进行长时间的观测以获得高质量的数据，这样就会浪费大量的物力人力财力，还浪费宝贵的时间，这是很多工程所不能接受的，为了更好地满足相关工程测量的需要实时动态技术的出现使相关工程建设承包人看到了无限的希望。因为这种新的GPS测量技术与以往的GPS测量技术有太大的差别，它能做到迅速获得想要的测量数据，并且能及时的传出去，显示给要用的相关用户，用户无论在哪里都能及时的收到量测的数据，这种快速方便的传输方式也为其发展留足了空间，而且这种技术的学习也比较容易，比之传统的测量仪器，它太方便了，就目前它的应用性价比还只是适应于大的测量工程，因为其价格相对还较高，但对于哪些大工程来说太实惠了，不但为测量人员省了很多事，也能更好地为工程提供可靠的测量数据，为工程的以后施工打好基础，这是所工程施工人员愿意接受的，而其简单方便快捷的测量是每个从事测量外业工作人员愿意做的。随着这项技术这几年在公路工程中的实践应用，已经充分证明了其实用性。在此也应该说明一下实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量定位模式，而今天在公路工程测量中为了更好地进行公路的相关施工工作，经常会把两种定位模式结合应用在相关测量中，这种技术可以应用于公路的勘测、公路的施工放样等公路工程的多方面应用。1.4 GPS的工作原理GPS系统是最近几十年才开发研制出来的，但它却给测量技术带了革命性的变革，然而其卫星导航定位系统依然采用的是传统的距离交会法进行相关位置的定位。即在需要定位的位置m点架设GPS接收机，在任一时刻同时接收了3颗（a、b、c）以上的GPS卫星所发出的导航信号，经过一系列数据处理与计算求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离Sa、Sb、Sc；一般获得一个点的坐标，首先应该测得观测该点卫星的坐标，这样才能进行相关点m坐标的解算。而刚建成的GPS定位基本上只有一个作业模式静态相对定位，由两台或若干台GPS接收机安置在待定点上，连续同步观测同一组卫星1至2h或更长时间，通过观测数据的后处理，给出各待定点间的基线向量，在采用广播星历的条件下，静态定位可取得5mm+1106（双频）或10mm+210-6（单频）基线解精度11。快速静态定位虽说也是刚刚开始慢慢被大家所熟知，但它的巨大用途只有从事相关专业的人员知道，这对于测量事业来说是一个多么巨大的变革，测量工作的效率成倍的提高，短基线的测量作业也不再局限于以前的测量技术，对于在一定范围长度内短边，用双频接收机只进行5分钟左右的测量就能获得相当高精度的数据，一般获得基线精度为5到10mm+110-6，这样的精度机会与静态定位作业观测一两个小时的数据精度相差不多。各GPS测量厂商都看好这个大趋势，纷纷推出各自的GPS测量新产品，这也为GPS测量技术在公路中的应用创造了有力先决条件。他们大部分把这种新型产品称之为GPS全站仪，而有的称之为RTK（实时动态测量），少数称之为RTKGPS。总而言之，GPS测量理论与设备的不断发展，使得GPS测量技术日趋成熟，GPS测量功能更加完善，GPS测量应用面更广，为其在公路工程中的应用奠定了良好的基础，并且GPS测量设备价格变得低廉，操作更加简便，使GPS测量技术在公路工程中更加实用化和自动化12。我们都知道，根据不同的测量方式采用的坐标系也不一样，在同一个工程的测量中一样也可以采用不同的坐标系进行测量，而空间固定的坐标系统和与地球体相固联的坐标系统是GPS测量中长采用两类坐标系统。而在工程中，测量所获得的数据，一般都是区域坐标系下测得的数据，要想将坐标转换为相应地固坐标系统，则必须对测量数据进行相应的变换，转换的过程一般都是内部程序自动进行，这个过程需要有坐标系转换参数才能进行相关转换，转换后的坐标就是实际地面的坐标，通过这样的数据处理就能得到相应的GPS成果数据，这样的成果数据就可以应用在相关的公路测量工程中了13。1.5 GPS测量的技术特点1、测站之间无需通视是GPS测量技术一重要特点，对于GPS点的选择来说了只要上空没有什么遮盖的东西，附近有没有什么影响信号接收即可为用GPS进行相关点的测量。2、定位精度高是GPS被用户所广泛接受的一个重要原因，在距相对简短时，GPS测量基线的精度和红外仪精度差不多，这也是实践得出的结论，大家都没有异议，但是随着基线长度的变长，红外仪的测量数据精度远远不如GPS接收机基线解算精度。应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50千米以内可达10-6，100千米到500千米可10-7，1000千米可达10-9。在精密工程中的测量中，同样的条件下用GPS测量技术与电磁波测距仪分别测定相对较短边，然后就其测量的结果进行比较，我们发现在它们测量所得的结果，无论是边长较差的最大值，还是校差中误差都很小，说明GPS测量技术的定位精度能达到相关工程测量的技术精度要求。3、观测时间短是GPS在众多测量技术脱颖而出的重要因素之一，在当今这个社会里，谁能节约时间谁就能获得更多的商机，获得更大利润，公路工程测量中采用GPS测量技术能把测量工作时间大大缩短，即使采用静态定位也能比传统测量快四五倍，若采用快速静态定位时间会更短，一系列的公路工程的建设，为其提供了大好的发展空间，而其在应用中也证实了这项测量技术的时间优越性，就其一般的定位速度一个控制点最多四十分钟，而其它点的定位时间则要比这少一半，甚至更多，而像一般的流动站最多也就两分钟，其他的只需要几秒而已。4、提供三维坐标是GPS测量的另一亮点，它不像全站仪那样还要用数据线进行相关设置才能得到三维数据，它则是快速的把三维坐标传递到需要人的眼前，更加清晰明了，方便快捷。5、操作简便也是GPS测量技术的特点，由于其大部分测量工作都是系统内部自动完成的，也就是其自身具有较高的自动化，随着技术的进一步发展我们也可以看到，虽然其他测量仪器需要我们做的工作也越来越少，但相对于GPS测量设备GPS接受而言，其他仪器所需的人工操作还是太多，而且体积大、重量大、不便于携带与搬运等缺点，如果运用GPS接收机进行相关测量作业，只需要将接收机放在被观测点上，打开接收机，天线对中，整平，量取天线高就操作完毕，等待观测结果即可，目其他的一系列工作都由其相关内部系统进行处理，这样不但省了很多外业工作，也使在多余外业工作出现的错误不可能出现在GPS测量数据中。6、全天候作业是GPS观测的另一大亮点，在以往的测量作业中，都会受到黑夜或天气的影响，而是测量工作作业不能持续进行，这也是一直困扰测量人员的一大烦恼，而GPS测量技术的出现，使全天候作业不再是奢望，也正是这个原因，使其能够在恶劣的环境条件下进行以往测量作业人不能作业的测量任务，无论是建立相关控制网还是实时观测测量获取施工数据都能满足各个工程测量的技术要求，这为其发开辟一个新的作业时间，是其他任何原有测量工具仪器都不能比的有点，为了更好的盈利，美国放宽了GPS技术的范围，也为其全天候作业提供了更多的保证，因为其单点定位技术更加精确，再加其全天候作业，其优越性我发表达。2 GPS测量技术在公路工程中应用的简要介绍2.1 介绍GPS测量技术在公路工程的引用公路施工过程中，首先要进行的就是公路的勘测，其依据相关设计资料和已知点的分布情况进行初步测量，测量的过程中要根据相关精度要求选择相关测量方法，一般情况下公路的控制测量中使用GPS静态定位技术进行定线测量就能满足相应的公路勘察设计精度要求。对于其他的要求，再选用哪种GPS测量方法视实际情况而定。随着国民经济的飞速增长，无论是国外还是国内得高等级公路建设都将迎来前所末有的发展机遇，这就对公路的勘测设计提出了更高的要求，但随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现CAD化，也有部分软件本身就要求提供地面数字化测绘产品的支持才能进行下一步工作14；这样一来在接下来的工作中就能省去很多不必要的工作，不但省工而且省经费，例如不用不同单位人员间的数据抄录，各种纸张路费不用花了，还为相应的人员节省了大量的时间做其他工作，对公路将来的一体化提供了有利的前提，但中间还有很多工作要做才能满足高等公路设计的要求，在用GPS测量技术进行测量时必须要为以后公路工程的相关作业一体化做好充分准备。目前，对公路的勘测已经不是什么难事，无论是就其精度而言还是测量所得数据而论，都能很好的满足其要求，但要想更好更快捷的对其进行勘测，还需要应用新的测量技术才能完成相应的要求，传统的电子仪器已经被我们的老一辈测量人员改进的无法再改进，这些仪器无论是就精度还质量上都已经达到了很高的高度了，但传统的测量仪器还是会受很多因素的影响和限制，以至于其不能在一些条件进行相关的测量工作，而就在这时GPS技术则正在飞速发展，其测量技术也得到了相应的发展，慢慢的开始有人把GPS测量技术引入工程中，也就是这样的引入，给工程测量带了翻天覆地的变化，特别是GPS测量技术在公路工程测量中的应用，是公路工程测量变的更加容易简单，而且获得了质量较高的工程测量成果。一般先应用GPS测量技术方法建立公路沿线的总体控制测量，这样做有很多传统测量没有的后带好处，测量工作完成后得到的数据成果能用于勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面等测量提供可靠依据；GPS测量技术的测量可为桥梁、道路建立施工控制网，但这些应用仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，初级阶段就已经能远远超越传统的测量技术方法了，那么高级阶段不是更方便于公路工程的建设15。这是自然的，近几年也已经有人和相关部门将这项技术应用在公路工程测量中了，它就是蕴于GPS测量技术的新发展RTK（实时动态定位）技术，RTK技术在公路工程测量中的应用，通过其以往的实例告诉我们，它将为测量技术在公路工程中的应用带来更大的发展。3 GPS测量技术在公路工程中的应用3.1 GPS的公路测量的准备工作运用GPS测量技术做公路工程中的相关测量工作，首先要在测量工作之前做足充分的准备工作，收集好公路工程的相关资料，准备好公路道路的勘测规程、公路桥位的勘测规程、公路的勘测规范、公路桥涵的施工技术规范、公路路基的施工技术规范、工程的招标文件与施工设计的图纸与测设的成果之类的相关资料16。制定测量作业的计划，组织相关的测量人员对工程的设计方案进行分析评价，最终选择符合相关公路工程特点GPS的测量技术来进行公路的工程测量。就目前而言，在公路测量里如果选用GPS测量技术进行相关测量，无论是用常规的静态方式测量还是动态方式，都一定要规范操作，看清工程相关要求再进行相关测量，不过一般都静态测量方式。伴随实时动态类测量技术发展，实时动态类测量技术应用逐渐地增多，越来越是公路的工程测量的发展主流方向。3.2 在公路工程测量中可能会遇到的问题在很多常规作业测量中，公路测量是典型的导线测量，公路工程均为线状，大部分测量作业都有具体的要求，特别是关于导线的长度有严格规定，测量作业时一定严格遵守规定，为得到进一步应用数据打下坚实基础；因为公路自身的特点狭长，致使在相关测量作业时很难利用起算点的坐标系统处理所有的测量数据，所以在实际测量中往往会用到多种不同级别性质的控制点，但无论用了几种类型的控制点，都要在它们能相互兼容的前提下进行，否则测量数据的质量很难得到相关保证，也就是失去了测量的意义；我国的基础控制点大都是在国家的建国初期完成的，虽然当时我国的经济条件落后，但通过老一辈测量人员的艰苦努力，成功的完成相关国家控制测量布设，虽然布设的很完善，由于相关人员不能合理妥善管理应用，导致很多控制点收到了严重的破坏，实在令人痛惜，因此往往在公路沿线范围内不易找到导线的联测点，以至于路线控制测量的质量得不到保证；地面通视不变往往影响常规测量的实施，对于常规测量来说各测量点间的相对通视是必不可缺少的条件，这样的要求是常规测量在很多特殊的地区无进行相关控制测量作业，如在密林、密集灌溉及青纱帐地区；经济是一切活动必须考虑的因素，测量工作也不例外，一切测量技术的改进与发展都是为了更好的节约开销的前提下获得需要的数据，多年的努力耗费巨大仍是目前传统测量的最大特点，而且会因为测量区域条件的复杂使工程测量事故频繁发生，对于当今这个对安全至关重要的社会里，是不能容许的。3.3 在进行GPS观测时应注意的方面根据卫星可见性预报，选择最佳观测时段进行GPS观测；要求对GPS接收机天线的对中精度为 1mm，而其标志线的指北误差5度，这样可以通过可减弱相位中心偏差对测量数据质量结果的影响；量取天线高时，要从多个方向对其进行量取，其误差不能2mm，其值一般取各个量取值的算术平均值；卫星高度截止角15度，接收卫星数4；控制测量过程中一定要保证实测数据的精度，这样才能为建立的控制网精度打下基础，观测的时间要根据精度的大小选择时长；观测时，切记不要在天线附近使用对讲机或移动电话，以减少信号干扰。4 GPS定位技术在公路施工测量中的应用4.1 GPS定位技术方法的介绍在公路工程测量过程中使用GPS定位技术，主要是应用相关学科的知识，并把它们有机的结合在一起，形成完整的GPS测量定位技术，作为公路测量工程中的主要测量技术，同时使用GPS系统中分布在空间的卫星进行遥感测量，然后将测量的数据传送到地面的接收设备，并通过接收设备对数据进行处理，从而实现对公路测绘工程相关数据的多角度定位测量。而目前GPS测量技术定位主要分静态相对定位和实时相对定位，首先被引入公路测量工程的静态相对定位技术，其方法的应用取得了完美成果，接着实时动态定位技术也被引入，取得效果更显著，以至于两种定位技术成为有必要公路测量工程主要技术17。4.1.1 静态相对定位技术静态相对定位对我们测量人员来说并不陌生，它的具体操作在前面也有相关叙述，其测量过程相对简单，只需要几步简单的操作就能完成相关的测量作业任务，这是我们从事测量人员都愿意接受的，并且能同时进行多方位点的测量工作，只需要稍微等待一段时间就能完成所有测量工作。测量结束后，将测量结果交由相关专业技术人员进行处理。它要求GPS接收机在每一流动站上静止的进行观测，在观测过程中，既要接收基准站观测数据，又要同时卫星的同步观测数据，实时解算整未知数与用户站的三维坐标，一旦解算结果的变化趋于稳定，且其精度满足公路测量设计要求，便可以结束实时观测，其一般应用在控制测量中，如控制网加密18。若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观环境因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施测量比较困难，而采用RTK快速静态测量，就可起到事半功倍的效果19。单点定位只需要5至10分钟，不到静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以完全代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作20。4.1.2 实时动态相对定位技术实时动态相对定位的基本依据是载波相对观测量。动态功能是通过卫星系统，把已知的三维坐标点位，实地放样地面上，在测量工作进行时，通常要求选取点位精确的控制点，并将这些控制点作为整个测量工作过程中的控制基站，然后使用一台或者数台地面接收装置连续接收来自于不同角度的实时动态数据21。GPS测量仪器测量前需要在控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2至10s）进行初始化工作，之后GPS流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置（其定位精度可以达到厘米级）22。在测绘过程中，如果想要其测量数据满足特定的精度规范要求，在用GPS接收机进行相关测量作业时要注意作业条件是否满足测量作业，如果条件都不能满足，测量所得数据结果就很难满足需要的精度，精度要求越高，要同时接收到的卫星发出数据个数要求越多，不过一般情况下能接收到四个卫星同时发出的数据就能满足一般等级公路测量精度的要求，高等级公路的话就要同时接收更多颗卫星发出的数据才能满足相关需要。在实际的测量中如果水平角度数较小，观测到的卫星个数就会越多，在同一时间能接收到的卫星数据也就越多，如果条件大致相同，一个测量位置周围有高达的障碍物，另一个没有，那么在同一时间对亮点进行观测没有障碍物的的精度一定比有障碍物的的要高，因为障碍物阻挡了卫星数据的传输，导致一些卫星的数据无法到达GPS接收机，使相应点的定位难度增加。在这种情况下，为了提高测量的精度就必须和惯性导航技术配合使用。公路施工的阶段，需利用GPS的实时动态载波的相位差分的定位技术来完成带状图的测绘、控点的测定、图根点加密的控制及施工放样的测量之类的工作，在统一的坐标系下找出点位三维数据信息，是当代GPS技术发展重大的突破23。因为它能实时地提供经精度达厘米级的测量成果，并能显著提高作业的效率，所以在公路工程上具有十分广阔应用的前景。虽然CPS于测量技术人员操作上的要求比较简单，但它也需科学测量规划做基础，严格遵守测量的操作规章流程来完成相应的测量工作。这需测量企业或者相关部门要认识到测量技术人员于测量质量上重要性，进一步加大对测量技术人员的培养和相关培训的工作，使他们熟练掌握GPS的技术操作要点与要求，掌握GPS的测量仪器使用的方法，减少因为操作问题所造成误差，提升测量的精准度，给公路工程施工奠定良好的基础。与此同时也认识到GPS测量技术于公路的测量工作应用中重要性，积极地采用现代的测量技术来提高公路的工程测量的质量，给公路的施工指明一个正确方向，促使我国的公路建设健康快速的发展。4.2适用范围建立国家大地控制网（二等或二等以下）；建立精密工程控制网，如桥梁测量、隧道测量等；观测中至少跟踪四颗卫星，同时基线边一般不要超过15千米；因此，对其各阶段的工作都要精心设计和实施。4.3 GPS测量的数据处理与精度分析GPS坐标系统及其起算依据：GPS测量采用坐标系参考1954北京坐标系；1954年北京坐标系为北京54椭球。四等GPS控制网的主要技术指标：每对相邻点的平均距离（千米），固定误差5mm，比例误差3mm，最弱相邻点的相对中误差1/35000。在外业取得合格的数据以后，先采用Ashtechso-lutions2.60 英文版软件进行基线解算及控制网的平差。然后进行基线处理，剔除记录时间较短（小于10分钟的卫星数据）及出现周跳部分的卫星数据，进行基线解算：闭合差根据自行处理后的基线向量结果看相对误差得最大和最小值是否小于允许误差值。检查的标准还是相对误差的最大和最小值是否小于允许误差值。而基线的平差又分为无约束平差和约束平差。经过平差，得到各个基线向量平差后的相应的改正数，改正数绝对值（X，Y，Z）应满足：X3，Y3，Z3式中相应等级基线规定精度6。在道路控制网GPS数据解算时，无约束平差后，找到误差最大的基线，算出其改正数绝对值 X、Y、Z，查看其是否满足全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18314-2001中的E级要求。为了检验GPS接收机在道路控制测量中的精度问题，利用Leica702型号的全站仪观测 3 条边，将实测边长与GPS边长进行比较，从数据比较可见GPS边长观测与全站仪边长观测的数据相差很小、精度高，而且满足规范的要求。因此今后公路的施工过程中，我们需更多地采用GPS测量技术在公路工程中的应用，GPS测量技术在公路工程中绘制大比例尺地形图应用这里就不作相关作介绍，如果想了解更多可就相关知识查阅资料。在公路工程中桥梁工程是非常重要的，然而对于在江、河上修建的大跨径桥梁，采用传统测量仪器（光学仪器与全站仪）来定位是比较困难的，GPS在这方面则发挥了强大自身的优势。4.4 GPS网当接到外业的测量任务以后，组织相关测量人员对路线走向进行一个初步勘察与了解，熟知沿线GPS点的具体位置及具体现况，并调查路线的附近是否有更高等级GPS点以便进行联测，继而进行复测检核的工作。4.4.1 GPS控制网的网点设计GPS网的点应尽量与原有的地面控制点相重合，重合点至少3个，以便数据采集完毕后更可靠地确定GPS网和地面网之间的相应转换参数；为便于观测与水准联测，所以GPS网点应设在视野相对开阔与容易到达的地方；为便于公路导线点的加密，GPS网点则应尽量靠近公路的走向。GPS网的基准包括三方面：尺度基准、方向基准和网的位置基准。而GPS网的基准的确定则是通过GPS网的整体平差计算实现的。而在GPS网的整体平差数据中，一般含有两类观测量数据，即相对观测量数据（如基线向量）与绝对观测量数据（如点在WGS84中的坐标值）。GPS的控制网布设需根据公路的等级，公路沿线的地理环境、地形地貌、作业时的卫星数据接收情况、精度上的要求等多个因素来综合考虑优化的设计方案。如果GPS的控制网是公路首级的控制时，要采用其它的测量方法进行一定的加密，所以公路沿线要每5至10千米布设一个相对通视GPS的点，从理论上来说，GPS点在观测时只需于在3个GPS的点上布设GPS观测仪，同时观测就可确定3个点坐标，然而跟据公路测量的本身特点多采用4台接收机，可同时观测到4个GPS点的坐标，可以大大地加快全线测量的速度，也相对经济效益高。4.4.2 GPS网的选点与埋石埋石时要按规范化的要求来埋