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1、探析公路工程测量中GPS技术应用探究摘要：近年来,GPS精密定位技术在我国得到广泛应用。在大地测量、工程测量、航空摄影测量、地形测量、变形监测等许多方面都取得了良好效果和成功经验,充分地证明了GPS精密定位技术的优越性和巨大潜力。本文就此主要对在公路测量中GPS应用技术作简单探讨。关键词：GPS定位系统测量公路工程中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：1GPS概述GPS全球定位系统在公路工程测量中的应用在最近的两年得到了迅速推广，这主要依靠于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度
2、的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。我们先了解一下GPS系统的组成，工作原理以及在测量领域的应用特点。1.1GPS系统的组成GPS系统由3部分组成,即空间部分、地面监控部分和用户设备部分。1.1.1空间部分8GPS的空间卫星群由24颗高约20万公里的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60度，轨道和地球赤道的倾角为55度，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号。1.1.2地面监控部分地面监
3、控部分由5个地面站组成,包括主控站,信息注入站和监测站。主控站主要作用是协调、管理所有地面监控系统的工作。信息注入站的主要任务是在主控站的控制下,将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等注入到相应卫星的存储系统,并监测注入信息的正确性。监测站的主要任务是为主控站编算导航电文提供观测数据。1.1.3用户设备部分用户设备部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的
4、发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。1.2GPS定位原理GPS定位分绝对定位和相对定位两种。1.2.1绝对定位8绝对定位是利用GPS独立确定用户接收系统在地心坐标系中的绝对位置,GPS是采用距离交会法的卫星定位系统,以GPS卫星与用户接收天线之间的任何距离观测量为基础,并根据卫星的瞬时坐标,以确定用户接收天线所对应的点位,即观测站的位置。应用GPS进行绝对定位,根据用户接收机天线所处的状态,可分为动态绝对定位和静态绝对定位。1.2.2相对定位G
5、PS相对定位,亦称差分GPS定位,是目前GPS定位中精度最高的一种定位方法,其原理为:用2台GPS用户接收机分别安置在基线的两端,并同步观测相同的GPS卫星,以确定基线端点在地心坐标系中的相对位置。在控制测量、工程测量以及变形测量中都采用相对定位的方法。1.3GPS的测量方法GPS的测量方法主要取决于GPS测量的作业模式,不同的作业模式,其作业方法、观测时间及应用范围都不同。目前,作业模式主要有静态定位、快速静态定位、准动态定位和动态定位等几种。当前,GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量,
6、为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵断面测量提供的依据,在施工阶段为桥梁、隧道建立施工控制网是比较普及的,而且实时GPS动态测量即RTK定位技术也被逐渐应用到公路测量中。RTK定位技术既保留了GPS测量的高精度,又具有实时性。所以RTK技术可以用于施工放样当中,而经典的GPS测量则不能进行施工放样。8实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术,它是GPS测量技术发展的一个新突破,无论静态定位还是准动态定位等定位模式,由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果,而且也
7、无法对观测数据进行检核,这就难以保证观测数据的质量,在实际工作中经常需要往返重测由于粗差造成的不合格观测成果,这就降低了GPS测量的工作效率。而实时动态定位(RTK)技术建立了无线数据通讯,取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基地上的观测数据,随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度,这样就可以实时监测待定点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,从而减少多余的观
8、测,提高了工作效率。这几种GPS测量方法的测量精度:静态测量:5mm+1ppm•D快速静态测量:(5~10)mm+1ppm•D准动态测量:(10~20)mm+1ppm•D动态测量:(10~20)mm+1ppm•DRTK测量:10mm+1ppm•D2GPS技术的优点GPS测量与常规测量相比,具有以下优点:8(1)GPS点之间不需要相互通视。对GPS网的几何图形也没有严格要求,因此选择GPS点位时非常灵活、方便。GPS测量的应
