GPS技术在高速公路测量工程中的应用探讨.doc

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1、GPS技术在高速公路测量工程中的应用探讨关键词：GPS,RTK,高速公路测量，精度评价1GPS测量概况GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，经过20余年的研究实验，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS接收机是实现测地定位的必备条件，有单频与双频两个频段：双频机适宜于大于20km中、长基线测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，适用于一般工程测量。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成,其具有

2、便携性、操作简便性、观测时间短、实时可靠性、高精度等优点，完全可以满足公路工程测量的要求，在高速公路测量中蕴含着巨大的技术潜力。2GPS测量原理GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。在需要的位置点P架设GPS接收机，在某一时刻t同时接收了三颗（A、B、C）以上GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列的数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SBP、SCP,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的三维坐标。从而用距离交会的方法求得P点维坐标(Xp,Yp,Zp),其数学公式为：SAP2二[(

3、Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]SCP2二[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]式中(XA,YA,ZA),(XB,YB,ZB),(XC,YC,ZC)分别为卫星A,B,C在时刻t的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两类坐标系统，一类是在空间固定的坐标系统，另一类是与地球相固联的坐标系统的坐标，以便于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果，在高速公路测量工程中得到了广泛应用。1GPS技术在高速公路测量中的应用3.1勘测阶段高速

4、公路勘测阶段，首先要进行控制测量，其主要任务是根据路线的基本走向布设控制点，进行平面控制测量和高程控制测量，作为测绘路线地形图、定线测设和旋工放样的重要基础。利用GPS卫星定位技术可以代替传统的导线法进行路线控制测量，具有布网灵活、外业观测速度快、全天候作业、定位精度高等优点，经内业处理可在统一坐标系下提供控制点的三维数据。3.2RTK技术RTK技术是以载波相位观测量为根据的实时差分测量技术，是GPS测量技术发展中的一个新突破，在高速公路测量工程中具有广阔的应用前景。RTK定位技术需要在两台GPS接收机间增设一套无线数字通讯系统

5、，将两个相对独立的GPS信号接收系统联成有机整体。基准站通过电台将观测信息和测站数据传输给流动站，流动站将基准站观测信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标，因此，RTK技术还有很强的数据处理能力（图1）。图1GPS-RTK系统数据流程示意图其原理是，在精度较高的首级控制点上安置一台GPS接收机，对所有可见卫星进行连续观测，并将其观测数据通过发射台实时地发送给流动观测站。在流动观测站上，GPS接收机在接收卫星信号的同时通过接收电台接收基准站传送的数据，然后利用电子手簿根据相对定位的

6、原理，实时地计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。发表论文。RTK的动态定位与静态定位两种模式相结合，在公路路线勘测设计中应用于地形图测绘、公路中线测量、纵横断面测量等，并可将数据导入计算机进行设计和绘图。3.3RTK技术在高速公路测量工程中的应用3.3.1进行线路勘察设计在高速公路选线的过程中，如何准确地选择路线使其尽量避开地势崎岖的地带及居民点和农田是一个重要问题，这就可以使用RTK技术，用车载GPS-RTK接收机做流动站，按原路中线一定方向间隔采集数据，选择另一个已知点为参考站，遇到重要地物准确定位，完毕后将数据导入计算机

7、，利用软件可以方便地在计算机上选线。公路设计人员在大比例尺地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标或坐标文件输入到电子手簿中，软件可以自动定出放样点的点位。发表论文。3.3.2绘制大比例尺地形图高速公路选线大多是在1:1000或1:2000大比例尺带状地形图上进行的。应用RTK实时动态定位测量技术，只需在沿线每个碎部点上停留几分钟，即可获得每点的坐标及高程。结合点特征编码及属性信息，将点的组合数据导入的计算机，即可用南方CASS等绘图软件成图，降低了测图难度,大大提高了工作效率。