GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

GPS在高速公路测量中的应用解析的论文（精选8篇）

篇1：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

关于GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

摘要：美国发明的全球定位系统具有高精度，运行速度快等特点，广泛应用于测量的领域。随着技术逐渐的完善，应用的领域在逐渐的变宽，广泛应用于公路的工程中。本篇文章对口的特点以及发展的状态进行简要的分析，对该项技术应用于公路的工程进行简单的探析。

关键词：公路;测量;探析

高速公路是当前我国社会发展中极为重要的一种交通运输方式，尤其是随着人们生活节奏的不断加快，高速公路的作用也越来越突出，这也就表现为当前我国高速公路工程项目的施工建设越来越频繁;对于高速公路项目的施工建设来说，勘察是极为重要的一个方面，只有保障勘测的准确性，才能够为后续的设计施工打好基础，提升高速公路的应用价值，而这种勘测工作对于相关技术手段也就提出了更高的要求，其中GPS技术手段的应用就能够在高速公路的勘测中发挥出较为理想的作用和价值，其应用的优势也是极为突出的。

1工程概况

某高速公路改扩建工程项目多处于山区，其地形主要以丘陵为主，这也就给具体的勘测工作增大了难度，普通的实地勘测手段很难达到较为理想的测量效果，在准确性和实施难度方面都是极为突出的。在该工程项目的勘测过程中，就充分的运用了GPS技术手段，并且也发挥出了较为理想的作用和效果。

2控制网的设计和测量

2.1控制网的设计

对于该工程项目勘测过程中GPS技术的应用来说，控制网的布置是极为重要的一个方面，这种控制网的布置主要就是围绕着GPSE级网的布设进行控制，在具体的布设过程中可以直接按照GPSC级点进行相应设计，也可以通过先构建GPSD级网，然后在此基础之上再进行GPSE级网的构建。在整个的控制网设计过程中，必须要遵循一些基本的设计原则，比如“分级布网、逐级控制”就是其中最为典型的一个基本原则。

2.2控制网的.测量

2.2.1控制点的密度及点位选埋。在整个的控制网布置完成之后，就应该重点针对这一控制网进行有效地测量，这一测量环节是极为核心的，其直接关系到整个GPS技术的应用效果，对于这种测量过程来说，首先应该控制好点位的选择问题，保障控制点的选择具备较为理想的应用效果，才能够提升其最终的测量价值和效果。详细分析来看，在控制点的选定中需要把握好以下几点：(1)明确需要布设的控制点有哪些，这是保障其后续测量全面性的关键所在;(2)对于具体的控制点选择来说，一般应该控制在整个工程项目线路中心线的50m之外，如此才能够较好的保障其成像效果，;(3)对于具体的控制点布设来说，还应该重点针对相应的间距进行严格的控制，其实也就是针对控制点的密度进行有效地控制，合理的确定相关密度才能够保障最终的勘测准确性，一般来说，对于控制点的设定应该在线路两侧间隔设定，并且对于具体的间距也应该进行严格的限定，具体到GPSE级网中来说，其间距应该在500m以内才能够提升其最终的勘测效果，避免出现勘测不准确问题;(4)对于这种控制点的布设来说，一般不需要进行通视的控制，这也是GPS技术应用的一个重要优势体现，但是对于一些特殊位置点的布设来说，同样需要引起高度的重视;(5)针对确定好的控制点进行编号也是极为重要的一环，尤其是对于GPSD级点以及GPSE级点的编号来说，必须要进行恰当的设计，确保其具备着较为理想的合理性和清晰效果;(6)对于这些控制点的选择和使用还应该重点从实地绘制方面进行严格的控制，这种实地绘制直接关系到后续的测量应用效果，尤其是对于CAD文件数据进行有效地保存和管理。

2.2.2观测仪器。对于该高速公路测量过程中，GPS技术的应用还应该重点从观测仪器方面进行有效地控制和把关，一般来说，在这种GPS技术操作过程中，主要应用到的观测仪器就是GPS接收机，本工程应用到了4台双频GPS接收机。

2.2.3GPS外业观测。(1)制定合理的调度计划是保障GPS外业观测准确性和合理性的首要前提，必须要得到较好的控制和优化。(2)选择恰当的GPS外业观测方法，本工程主要运用静态定位法。(3)在GPS外业观测作业中进行数据的采集应满足如表1所示的技术参数要求。(4)在每一时段内进行观测时，作业人员应(4)在每一时段内进行观测时，作业人员应据之间的互差应控制在3mm以内，同时取两次测量高度的平均值作为天线的最后高度。

3GPS控制网的数据处理分析

3.1基线解算

对于相关GPS控制网所测量到的数据进行处理需要重点做好基线的结算工作，这种基线结算主要就是指围绕着具体的控制点进行相关数据的分析，一般来说，在具体的基线解算中主要就是合理的运用厂商提供的相关软件来进行处理。

3.2基线检核

对于基线的检核也是GPS技术应用中比较突出的一个方面，这种基线的检核主要就是为了提升相关数据的可靠性，尤其是对于相关误差进行严格的控制和把关，一般来说，相关误差在GPSE级网中应该控制在10mm以内才能够满足高速公路设计施工的基本需求。具体到检核过程中，还应该重点针对独立环检核进行全面的控制，通过三边环和五边环的检核来不断提升其检核的效果，保障其能够满足于线差的要求。

3.3GPSD级网平差计算

在本工程GPSD级网内，一共存在23个点，91条独立基线，其平均的边长为5.77km，弦长的精度为±5.86cm。

3.3.1D级网无约束平差。本工程GPSD级网以WGS-84成果作为基准进行三维无约束平差，最后计算得到的最弱点为GGD001点位的中误差为1.89cm，最弱边则为GD011-GD013边长相对中误差为1/767000。

3.3.2D级网二维约束平差。在D级网二维约束平差计算中，计算得到的最弱点为GD002，点位的中误差为0.79cm最弱边为GD011-GD013，边长相对中误差为1/442000。

3.4GPSE级网平差计算

在本工程GPSE级网内，一共存在64个点，204条独立基线，其平均的边长为1.06km弦长的精度为±1.46cm。(1)E级网无约束平差在E级网三维约束平差计算中，计算得到的最弱点为5923，点位中误差为3.49cm，最弱边为GE039_GE056基线，边长的相对中误差为1/114000。(2)E级网二维约束平差。在E级网二维约束平差计算中，计算得到的最弱点为重合点E604，点位的中误差为1.35cm最弱边为GE023-GE022基线，基线的边长为0.409km边长的相对中误差为1/59000。

4结语

随着高速公路建设复杂化，对高速公路测量的精度以及工期提出更高要求，采用常规的测量手段布网难度大，作业工程量大，同时周期往往较长，而且也无法充分满足精度的要求。通过采取GPS测量技术则可以达到取长补短的作用。

参考文献

[1]邓园.公路测量中常见问题与解决措施分析[J].科技创业家，(07).

[2]陈志宏，高仁武.公路测量领域中数字化技术的应用体会[J].科技资讯，(25).

篇2：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

相对于经典测量学来说，GPS测量主要有以下特点：

--测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

--定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

--观测时间短。在小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。

--提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

--操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

--全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

GPS测量在公路测量中的应用

公路路线一般处在一条带状走廊内。其平面控制测量往往采用导线形式，这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式。

--常规测量方法的缺陷：

1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10公里，结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。

2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。

3、国家大地点破坏严重，影响测量作业。由于国家基础控制点，大多为五六十年代完成，经过30多年，有些点由于经济建设的需要被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业，往往在50公里以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

4、地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线的300米范围内。由于通视的原因，这一条件难以满足，甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区，根本无法实施常规控制测量。

对于长大隧道，特大桥用常规测量有下列局限：

1、长大隧道、特大桥等构造物一般要求测量等级在四等以上。用常规测量方法，往往采用增加测回数，延长观测时间等费时、费工的方法来设法提高精度。

2、长大隧道、特大桥多为地形复杂困难地带，进行常规控制测量，为通视和网形，往往砍伐工作量相当大，这样测设费用很大，作业艰苦。

3、长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接，虽说用平差方法可以得到克服，但由于地形条件困难，其联结的测量工作量很大，且不太方便。实际工作中，构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。

利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

--GPS测量用于加密国家控制点：

京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段路线长约60公里，所处地形为重丘区，路线设计为6车道。

该段有11个各种系统的平面控制点，经过实地寻找，找出了7个，有4个被破坏，破坏中有2个国家Ⅱ等点。在已找出的的7个控制点中，国家测绘局系统Ⅰ等点1个，Ⅲ等点1个；城市测量系统点2个；总参军控点3个。这些平面控制点分属不同测量系统，且等级不同。

为提高京珠国道粤境高速公路汤塘至广州北二环段测设质量，决定在国家测绘系统基础进行控制点的加密。加密的控制点布设方案是：沿公路路线每10km布设一对点，该对点相距约1km，且应通视良好。这样，该段共设了6对GPS加密点，加密点的精度要达到四等控制网的要求。GPS四等网由18个点组成，其网形略图如图1。（图1 汤塘至广州北二环GPS四等国家大地点加密）

该四等网采用4台Trimble SE400单频接收机作业。该机的标称精度为10mm+2PPm。四等网的观测时间为90min。数据采样间隔为15s。

基线预处理采用厂家提供的TrimvecPlus软件，平差计算采用武汉测绘科技大学编制的GPSADJ Ver2.0软件包。

通过平差处理，该四等网最弱点位中误差为4.11cm，平均点位中误差3.18cm，最弱边相对中误差1/27669，平均边长相对中误差1/453578。

整个四等网作业仅花4d时间。其效率较常规测量手段至少提高3倍。

在此基础上，我院同湖北省测绘局、湖南省第二测绘院合作，在京珠国道主干线湖南耒阳广州花都段进行了近600km的GPS加密国家控制点的测量。该地区路线跨越南岭山脉，沿线山高深、植被茂盛、地形地貌复杂、通视条件极差。国家一、二等三角点破坏严重，测设内可供利用的三角点稀少，在路线走廊范围内仅找到7个保存完好的国家三角点。

经过平差处理，网中最弱点点位中误差为4.13cm，最弱边相对中误差为1/12.5万。控制网的各项指标达到甚至超过国家四等网的技术要求。

近600km的GPS控制网，仅用两个外业组，10个作业员，7台GPS接收机，约20d的作业时间。若采用常规测量方法在相同人手的情况下，至少需要三个月的时间才能完成。

GPS测量用于隧道控制测量

在京珠国道主干线粤境高速公路翁城县境内有座靠椅山双洞直线型平行隧道，初测的左、右洞起讫桩号分别为ZK144+710～ZK147+730，YK144+730～YK147+740。其洞长分别为3020m和3010m。根据《公路隧道勘测规程》中对隧道类别划分标准，属公路特长隧道，洞外测量在贯 通面上对贯通误差影响值限值为±55mm。

靠椅山隧道地处亚热带地区，雨量充沛、荆剌丛生，沟深林密，野外作业条件十分艰苦，采用常规方法不仅费时费力，而且选点困难，砍伐工作量大。结合靠椅山地形特征，采用GPS测量，布设了如图2所示的GPS控制网。

靠椅山隧道控制网由14个点组成，网中最短边长为100.842m，最大边长为3597.4m，平均边长为1104.848m。

采用Wild 200 GPS接收机进行静态观测，观测时间为20～50min，采样率为10s，共观测了29条基线向量。

经过平差处理，网中最弱边相对精度为1/60106，最高相对精度达1/137万；最弱点位中误差为±0.83cm。在贯通面上贯通误差左、右线分别为±0.707cm和±0.693cm。

通过实施GPS测量可看出：GPS测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外砍伐工作量，减少一些不必要的过渡点；具有极高的精度，它完全能达到《公路勘察规程》对隧道测量的要求；较红外仪导线测量，可提高效率4～5倍。

GPS用于特大桥控制测量

鄂黄长江公路大桥是连结长江两岸黄冈市和鄂州市的公路特大桥。为便于大桥设计和施工，采用GPS对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。布网设计方案为双大地四边形(如图3)。垂直于江面的长边约为1200m，平行于江面的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。

经过平差处理，控制网精度为：最弱点位中误差1.93cm，最弱边长相对中误差1/113000，满足了Ⅲ等平面控制测量的精度要求。

GPS测量用于导线控制测量京深高速公路河北境高邑至邢台段地处华北平原，地势平坦，最大相对高差约20m，平均海拔约50m，境内村庄较多。植被多为小麦及田间行树。

公路及机耕道密集。

采用三台Wild 200 GPS接收机进行导线测量，作业方式采用点连接方式，三台接收机同时作业。作业完后，向前滚动(如图4)。

?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示观测的同步环。

在GPS观测之前，已作高精度红外导线测量(EDM)和水准测量。

通过实际测量可以看出：

l GPS观测时间为7.5min，与常规红外仪测量相比，时间缩短了约20min，效率为4倍；与全站仪测量相比，时间缩短约8min，效率为2倍。

l GPS导线测量可靠性好，平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。

GPS测量用于摄影测量外业控制点测量

摄影测量一般沿飞行航摄的航线，每隔一定间隔就要在野外实地测量一定数量的平面和高程控制点(如图5)。野外平高控制点的间隔n按地形类别及所测地形图的比例尺而定。如1∶2000地形图，摄影比例尺为1∶10000，间隔n一般为4～6个摄影基线。

常规的野外平高控制点的测量方法是先沿航摄方向布设导线，然后在此基础上采用支导线方法测定航测象控点。这种方法主要是导线方式测量。

由于航摄面积较广，对23cm×23cm象幅，1∶10000摄影比例尺，覆盖范围为2.3km宽，双航线覆盖范围更宽，在这广阔范围内进行导线测量，往往由于实地条件的限制，其作业是相当艰苦的，且工作量大，作业周期长。

在京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段这60km路线的航测外业中，利用4台TrimbleSE4000接收机，将一台或两台GPS接收机固定于已知点上，其余GPS接收机游动于像控点进行像控点三维坐标测量。全线航测像控点测量仅用5d作业时间。

经过平差处理，像控点平面点位精度达到了优于0.10m的精度，最弱边相对中误差为1/43734。

由此可见，GPS测量作航测控制，不仅具有高精度，而且具有极大的灵活性。它改变了逐步控制的测量模式，其效率较常规方法提高5倍以上。

GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量

随着经济的发展，高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。这些地区人烟稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地区，水平方向通视困难，有时实施常规测量方法几乎不可能。

在海南中线新建公路海口至屯昌段测设中，自石山至永发镇约20km，植被覆盖厚，多为有剌密灌、杂草地，人迹罕见，有多个火山口。这种地区红外仪导线测量几乎没有可能。为提高高等级公路测设质量，采用GPS沿路线每隔2km作一对GPS点，这一对GPS点应保证足够的水平通视距离。

利用这2km一对的GPS通视点，就可在此基础上前后各支出不超过1km进行放线测设工作，既保证了测设工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，加快了测设周期。

在海南中线的20km密林密灌测设中，作了11对GPS通视点。采用TrimbleSE4000单频接收机在每个测站上观测30min，数据采样率为15s，作业方法是两台接收机处于固定点上，其余接收机游动于密林密灌区的埋设的通视点上。

经过平差处理，这22个GPS点的最弱点位精度为4.95cm，平均点位精度为2.85cm，平均边长相对中误差为1/486993。

GPS应用展望

从GPS测量中，可以看出GPS具有很大的发展前景：

首先，GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

其次，GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三，GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四，GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

篇3：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

1 公路常规测量方法的缺陷

高速公路线路一般是带状, 路线长度不等, 有的路线长为100km～300km, 有的已达到500km, 其平面控制测量往往采用导线网形式;对于重要构造物如大桥、特大桥、长大桥、长大隧道等, 也有布设成三角网, 线形锁等形式。在这样一个带状走廊内, 实施测量, 尤其是高等级控制点稀少的情况下, 常规测量方法就有它明显的缺陷:

(1) 规范对符合导线长、闭合导线长及结点导线长度等有严格的规定, 一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。导线符合或闭合长度最长不得超过10km, 结点导线结点间距不能超过符合导线长度的0.7倍。这就要求测区要有足够的国家大地点, 才能满足测量要求, 但实际上由于测区相当一部分国家大地点因各种原因遭到破坏, 这样用常规测量方法根本无法满足上述要求, 实际作业中质量也就无法保证。

(2) 一般来说, 路线的控制点要求布设在距路线50m～300m。但实际作业中, 由于常规测量往往受地面通视条件的限制, 这一条件难以满足, 有些地区根本无法实施常规测量, 如大范围密林、密灌地区。

(3) 由于受天气、人为因素等因素的影响, 用常规测量往往免不了要返工, 影响工期。

(4) 有些长大隧道、特大桥多位于地形复杂地带, 进行常规控制测量, 为满足通视和网形条件, 往往要做很多砍伐工作, 一方面破坏了环境, 另一方面加大了工作量, 增加了劳动强度。

2 GPS技术在高速公路测量中的应用

利用GPS技术进行高速公路测量就能克服上述缺陷, 并提高作业效率, 减轻劳动强度, 保证了高等级公路测设质量。

2.1 GPS控制网分级与设计原则

GPS控制网是根据公路及特殊桥梁、隧道等构筑物的特点及不同要求来分级的, 一般分为一级、二级、三级、四级。

一、二级主要应用于大型桥梁、隧道等测量控制网的建立;三级主要是作为高速公路的首级控制网, 测设时还需在此基础上加密低一级控制网;四级则是作为高速公路的施工控制网。

2.2 GPS控制网设计原则

(1) 选择合适的坐标系, 然后将GPS的WGS-84大地坐标系统转换到所选平面坐标系时, 要求使测区内投影长度变形性值不大于2.5cm/km。根据测区所处地理位置及平均高程情况, 可按下列方式选定坐标系统:①当投影长度不大于2.5cm/km时, 应选择高斯正形3°带平面直角坐标系, 必要时采用公路抵挡坐标系;②当投影长度大于2.5cm/km时, 应选择公路抵挡坐标系。

(2) 公路路线过长时, 可视需要将其分为多个投影带。在各分带交界附近应布设一对相互通视的GPS点。

同一公路工程项目中的特殊构造物的测量控制网应同该项目测量控制网一次完成设计、施测与平差。当特殊构造物测量控制网的等级要求高时, 应以其作为首级控制网, 并据以扩展其他测量控制网。

(3) 当GPS控制网作为公路首级控制网, 且需采用其他测量方法进行加密时, 应每隔5km设置一对相互通视的GPS点。当GPS首级控制网直接作为施工控制网时, 每个GPS点至少与一个相邻点通视。

(4) 一、二级GPS控制网应采用网连式、导连式布网;三、四级GPS控制网应采用铰链式导线网或点连式布网。

(5) GPS控制网应同附近等级高的国家平面控制网联测, 联测点数应不少于3个, 并力求分布均匀, 且能控制本控制网。当GPS控制网较长时, 应增加联测点的数量。

2.3 GPS测量技术主要用于加密公路首级控制网

徐古高速公路线路起点自永登县徐家磨, 至古浪县城。设计大桥23座, 隧道5座, 其中特长隧道三座, 即:乌鞘岭隧道、高岭隧道-1、高岭隧道-2;互通式立交8处, 分离式立交12处, 全长约146km, 所处地行为山区, 路线设计为4个车道。从永登徐家磨开始, 沿路线方向每隔5～8km布设一对相互通视且符合GPS观测要求的GPS点, 对点间距一般为500～700m, 根据设计要求, 对于长度大于1500m的隧道和长度大于200m的桥梁地段, 作了特殊的GPS控制网形设计 (如在隧道或桥梁两端各埋设一对相互通视的二级GPS点或在隧道的两端和中部分别布设一个相互通视的二级GPS点) , 以满足施工放样的要求。全线共埋设二级GPS点63个, 三级GPS点4个, 根据规范, 可将大桥和隧道的二级GPS控制网作为本高速公路测量的首级平面控制网。

徐古高速公路段经过实地踏勘, 找到了四个国家控制点, 其中国家二等大地点三个, 分别是:“古浪基东”、“白岭”、“四道沟脑”, 和一个国家一等大地点“高广岭”。

二级、三级控制网施测由本院的两分院共同完成, 共投入专业技术人员8人, 其他辅助人员9人, 采用双频Leica SR530 GPS接收机8台, 天线高量至天线座底部, 静态测量平面精度为3mm+0.5ppm, 观测时间为50～70min, 数据采样间隔为15s。用不到7天时间就完成数据采集工作。

内业数据处理首先是基线预处理基线处理, 首先将Leica SR530的观测数据转换为RINEX格式, 再采用天宝随机商业软件Trimble Geomatice Office统一进行基线处理。在基线计算的同时, 用该软件的相关模块进行了环闭合差的初步检核。

其次是重复基线互差检核和环闭合差检核, 使用软件为武汉大学的“科傻GPS数据处理系统”。该软件计算显示基线精度良好。

然后进行了三维无约束平差, 使用软件为武汉大学的“科傻GPS数据处理系统”。无约束平差的起算点为位于网中央且观测条件好时间长的“GPS025”。无约束平差的最弱点为“古浪基东”, 三维点位中误差为±1.27cm, 三维基线边的最弱边为“GPS026～GPS025”, 边长中误差为1/119000 (超短边302m) , 表明网的内部符合精度良好。

最后是二维约束平差, 使用软件为武汉大学的“科傻GPS数据处理系统”。网内共联测了四个国家级控制点, 经过结算, “白岭”和“四道沟脑”与其他两点的相容性不好, 最后用“古浪基东”、 “高广岭”两点为起算点, 进行二维平面约束平差。这两个点正好在网的两端。

经过上述的平差处理, 该二级控制网的点位中误差为±0.33cm, 限差为±5cm;最弱边的边长相对中误差为1/183000, 限差为1/70000, 符合规范要求。

3 GPS测量技术用于隧道、大桥控制测量

徐古高速公路测区东段隶属于永登县管辖, 地处黄土高原与祁连山地的交接地带, 大部分地区被黄土覆盖。地势西北高东南低, 平均海拔1800m, 主要河流为庄浪河。设计公路逆河穿插前行, 设计桥梁多位于此段。

测区西段绝大部分隶属于天祝藏族自治县管辖, 只有小部分位于庄浪县境内。地形以山地和高山地为主, 海拔在2000～3500m, 设计的三条特长隧道 (至少在5km以上) 位于此段, 其中的乌鞘岭自古以来就是通往西部地区的咽喉要道。也是交通的老大难问题。西测段气温偏低, 天气多变, 阴雨云雾天气较多, 而且山高林密, 植被完好。

在这样一个高海拔地区, 用常规方法测量不仅困难重重, 而且质量难以保证。故而采用GPS作隧道、大桥控制测量。

按照公路大桥与隧道测量的特殊要求, 将在大桥、隧道两端各自布设了一对GPS点, 而且互相通视, 该GPS控制网按照二级GPS控制网施测, 且作为该公路的首级控制网, 以此为基础布设了三级GPS网, 统一布设, 同时施测, 单独平差, 三级以二级为基础平差。

在施测时投入的作业员与仪器、平差方式与首级平面控制相同。

经过平差处理, 控制网精度为:点位中误差为±0.33cm, 最弱边的边长相对中误差为1/183000, 符合规范要求。

4 GPS测量技术用于导线控制测量

徐古高速公路的导线点, 从永登徐家磨开始, 沿路线方向在GPS点对点之间每隔500～700m布设一个一级导线点, 大桥、特大桥、互通立交、隧道等大型工点附近每当增加埋设了一级导线点。三条特长隧道顶部也按正常线路布设导线点, 全线共埋设一级导线点212个。

一级导线点平面坐标测量是以同期施测的二级、三级GPS点为起算点, 采用GPS测量方法完成的, 使用仪器为Leica SR530、南方9600型GPS接收机, 测量方式为静态, 卫星截止高度角为15°, 数据采集间隔为15s, 观测时间为10min。

Leica SR530型GPS接收机的基线向量的解算采用徕卡公司提供的“SKI-Pro” 随机商用软件进行, 全部基线均通过了软件所设置的各项先验误差限值检核。网平差计算采用同济大学的“TGPPSW (06.02) ” 商用软件解算, 分别进行了闭合差、无约束平差、三维约束平差计算。

南方9600型GPS接收机的基线向量的解算和网平差计算均采用南方公司提供的随机商用软件进行, 全部基线均通过了软件所设置的各项先验误差限值检核。所有点在解算中均通过了软件自动进行的限差检核。平面坐标最弱点的点位中误差0.48cm, 最弱边的边长相对中误差为1/80000, 符合规范要求。

5 GPS测量技术用于摄影测量外业控制点测量

摄影测量一般沿飞行航摄的航线, 每隔一定间隔就要在野外实地测量一定数量的平面和高程控制点。野外平高控制点的间隔n按地形类别及所测地形图的比例尺而定。如1:2000地形图, 摄影比例尺为1:10000, 间隔n一定为4～6个摄影基线。

由于航摄面积较广, 对23cm×23cm像幅, 1:10000摄影比例尺, 覆盖范围为2.3km宽, 双航线覆盖范围更宽, 在这广阔范围内进行常规导线测量, 其作业的艰苦程度是可想而知, 不仅工作量大, 而且作业周期长。

在徐古高速公路146km路线的航测外业测量中, 利用四台Leica SR530、四台南方9600型GPS接收机, 将三台GPS接收机固定于已知点, 其余GPS接收机进行像控点三维坐标测量。全线航测像控点测量仅用5～7天作业时间。经过平差处理, 像控点平面点位精度达到了±0.10m的精度, 最弱边相对中误差为1/53768, 高程由GPS拟合法解算求得, 符合规范要求。

采用GPS测量技术作航测控制, 一方面方便灵活, 另一方面像控点的精度得到了极大的提高。

6 结束语

通过以上实施GPS测量可看出, GPS测量技术是建立高速公路控制网的有效手段, 在高速公路测量中, 采用GPS测量, 不仅精度高, 提供的成果可靠, 而且方便快捷, 经济实用, 大大地降低了劳动作业强度, 提高了工作效率。以后随着GPS RTK技术广泛应用, GPS RTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK可以直接进行实地实时放样、点位测量等。

摘要：GPS技术具有高精度、全天候、全球性和点间无须通视以及操作简便等特点, 被广泛应用于经济建设各个领域。比较公路测量中GPS测量与常规测量的优劣, 并通过徐古高速公路的设计、施工等实际案例, 举证说明了将GPS技术应用于高速公路施工建设的全过程测量与监控, 将大大提高工作效率, 减轻劳动强度, 有效确保了工程质量。

关键词：GPS技术,高速公路,GPS控制网

参考文献

[1]刘基余, 李征航, 王跃虎, 等.全球定位系统原理及其应用[M].北京:测绘出版社, 1993.

[2]JTJ/T066-98.公路全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].人民交通出版社, 2004.

[3]JTJ061-99.公路勘测规范[S].人民交通出版社, 1999.

篇4：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

【关键词】GPS测量；定位；高程；导线

1. GPS测量的特点

相对于以往的测量学来说，GPS测量主要有以下特点：

(1)测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。

(2)定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。

(3)观测时间短。在小于20Km的基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。

(4)提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

(5)操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

(6)全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

2. GPS测量在公路测量中的应用实例

2.1 常规测量方法的缺陷。

(1)规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。

(2)地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线300m范围内。

(3)长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接，虽说用平差方法可以得到克服，但由于地形条件困难，其联结的测量工作量很大，且不太方便。实际工作中，构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。

利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

2.2 GPS用于大桥控制测量。

泗洪濉河大桥是连结S121省道和泗洪县主干道的公路大桥。为便于大桥设计和施工，采用GPS对首选方案桥位进行Ⅲ等平面控制测量。布网设计方案为双大地四边形。垂直于河道的长边约为800m，平行于江面的短边约为300m。

经过平差处理，控制网精度为：最弱点位中误差1.66cm，最弱边长相对中误差1/125000，满足了Ⅲ等平面控制测量的精度要求。

2.3 GPS测量用于导线控制测量。

宿迁泗洪县洪泽湖湿地公园旅游大道（全长23KM）地处南暖温带与北亚热带的过渡地带，地势平坦，最大相对高差约6m，境内村庄较多。植被多为小麦及田间行树。公路及机耕道密集。

采用两台Wild 200 GPS接收机进行导线测量，作业方式采用点连接方式，两台接收机同时作业。

在GPS观测之前，已作高精度红外导线测量(EDM)和水准测量。

下面列出同时施测GPS和常规测量的23Km的比较结果。GPS测量观测时段7.5min。将GPS测量结果与红外仪导线平差结果比较，得到较差中误差mx=±0.057m，my=±0.049m，点位中误差为±0.075m。

将GPS测量结果与精密水准测量结果比较，得到高程中误差为±0.049m。

通过实际测量可看出：

(1)GPS观测时间为7.5min，与常规红外仪测量相比，时间缩短了约20min，效率为4倍；与全站仪测量相比，时间缩短约8min，效率为2倍。

(2)GPS导线测量可靠性好，平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。

2.4 GPS测量用于高程控制测量的尝试。

高程测量中通常应用的高程系统主要有大地高程系统、正常高系统和正高系统。大地高程系统是以椭球面为基准的高程系统。正高系统是以大地水准面为基准的高程系统。由于正高实际上是无法严格确定的，为实用上的方便，通常采用根据以往的理论建立的正常高系统。

GPS测量资料与水准测量资料相结合，来确定区域性大地水准面的高程是一种有效的方法。这种方法要求GPS观测点具有水准测量资料且密度适当，分布比较均匀。利用高精度GPS定位技术精密确定观测点的大地高程差，并根据建立的适当大地水准面数学模型，内插出计算点的高程异常或异常差，从而得出特定点的正常高。

由成果可知，只要点位分布均匀，密度适中，将精密水准资料与GPS测量资料相结合，能够得到高精度的高程测量结果。

3. 结论与展望

从GPS测量中，得出如下体会：

(1)GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

(2)GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

(3)GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

(4)GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

(5)GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。

4. 结论

将GPS应用于公路建设，给传统的公路勘测作业方式带来了巨大冲击，使公路测设水平显著提高。特别是GPS实时动态定位技术(RTK)应用于道路地形测绘、定线测量、施工放样测量等工作可达到厘米级的精度，可方便地进行数据的储存传输，实现与路线CAD的集成。无论在公路勘察设计单位还是公路施工单位均具有重要的应用，而具备RTK功能的GPS接收机价格昂贵，所以在道路建设施工单位推广应用目前有一定难度。但是，由于一个RTK基准站可以与许多流动接收机配合使用，如果加高基准站天线和加大电台功率，数据通信范围可达几十至上百公里，所以在高等级公路建设中，公路勘察设计部门和施工单位可共同设立RTK系统，实现资源共享，每个合同段的施工单位只需购置RTK流动设备即可，这样不仅能节约投资，还能加快工程进度。

篇5：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

浅谈GPS技术在公路测量中的应用

摘要：GPS(Global Positioning System)即全球卫星导航与定位系统,其应用技术已遍及国民经济的各个领域.GPS不仅具有良好的抗干扰性和保密性,且具有全球性、全天候、连续性、实时性的`精密三维导航与定位能力,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时问.作 者：榱林 屈磊 作者单位：辽宁省冶金地质堪查局地质堪查研究院,辽宁,114038期 刊：南北桥 Journal：SOUTH NORTH BRIDGE年，卷(期)：2010,“”(4)分类号：X91关键词：GPS RTK 公路测量

篇6：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

GPS RTK技术在公路测量中的应用

GPS RTK定位技术具有实时、快速、精度高、所需控制点少、外业工作量小、自动化程度高等优点,用于山区公路测量,解决了通行、通视困难的难题.本文以巴基斯坦某工程施工为例,介绍了在山区复杂地形条件下的公路工程中GPS RTK测量的原理、方法、步骤和技术特点.

作 者：高永甲 孙加强 Gao Yongjia Sun Jiaqiang 作者单位：兵团勘测规划设计研究院测绘分院,新疆乌鲁木齐,830002刊 名：物探装备英文刊名：EQUIPMENT FOR GEOPHYSICAL PROSPECTING年，卷(期)：200919(1)分类号：P631关键词：公路测量 GPS RTK 控制网

篇7：GPS在高速公路测量中的应用解析的论文

GPS在公路工程控制测量中的应用

概述 GPS全球定位系统(Global & nbsp Positioning & nbsp Sy stem)在公路工程测量中的应用,在最近的两年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、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.

作 者：张相群  作者单位：邢台路桥建设总公司 刊 名：交通世界（运输车辆） 英文刊名：TRANSPO WORLD 年，卷(期)：2009 “”(4) 分类号： 关键词： 

篇8：GPS技术在公路测量中的应用

GPS全球定位系统科技领先, 覆盖全球, 功能强大, 具有全天候连续性的定位功能, 提供三维坐标精密无误, 能为各类用户服务, 周全快速;GPS分为常规测量和相对测量两种, 根据载波相位测量局域差方法原理, 依照差分计算得出数据, 根据算法模型, 作业模型分为几大种类, 其中就有RTK、静态、快速静态等等;地壳变形观测使用静态作业模式, 用于精度较高的测量, 普通的工程测量使用快速静态方法, 碎部测量如数据采集, 一般使用RTK测量, 其特点省时高效精密度高;GPS定位主流中, 非RTK技术莫属。GPS性能强大, 不受时空所限, 精度高, 服务完善, 设备先进。

2 GPS技术应用于公路展望

我国的经济飞速发展, 一日千里, 公路建设建设之快, 史无前例, 机遇重重, 勘测设计面对着前所未有的机遇, 进而对勘测设计的要求也有所提高, 现在科技发展前景大好, 公路设计行业软件技术和硬件也随之有了较快的更新, 所有的设计全部计算机辅助, 达到了设计、施工、勘测与后期管理一体化, 中间环节得到了减少。

常规测量受限多, 作业强度大, 费事低效, 设计周期长, 设备陈旧, 勘测技术落伍。电子全站仪的使用, 改良了公路勘测, 增进了先进程度, 电子全站仪可以对角度和距离进行一时双行式测量, 安置简易, 次数单一, 全站测量工作即能顺利完成, 省时高效, 公路工程中使用RTK技术以后, 万象更新, 前景广阔。

3 GPS-RTK测量技术的实际应用

GPS定位技术潜力巨大, 自动化程度高, 定位精度精密, 备受工作人员青睐;八十年代以后, 第一代GPS定位机问世, 发展迅速, 市场广大。

GPS-RTK实际应用特点:

(1) 观测站之间无需通视。传统的测量方法有一定的障碍, 比如说必须保持良好的通视, GPS-RTK彻底将其颠覆, 而且选择点位随心所欲, 只要信号通畅、空间开阔, 觇标也一并省略。

(2) 定位精度有了大幅度的提升。GPS-RTK的精度完全符合大比例尺地形图测绘的要求, 广受欢迎。

(3) 节时高效。GPS-RTK的使用, 较以前提高数倍效率甚至于更多。快速相对定位法的使用, 以前需要数小时的测量, 现在不到十分钟就能轻松完成。

(4) 提供三维坐标。GPS测量特点突出, 性能强大, 观测站平面位置、观测站的大地高程等测量都能够精密测量, 在航空摄影等方面应用也极其广泛。

(5) 简易操作, 测量自动化。自动化程度很高, 效率越高, 观测月准确, 人员工作月轻松省力, 工作中, 工作人员只需要启动仪器、监测观察即可, 其余有赖GPS测量的自动化功能。

(6) 节约成本。GPS定位技术建立控制网成本低廉, 外业费用比常规大地测量技术减少百分之三十左右, 工期的缩短也是费用较低的一个原因, 随着GPS接收机不断改进, 性能改良, 实效益发显著。

(7) 作业不受时间限制。GPS观测随时性, 纵然天气恶劣, 也基本上不受影响, 能够正常观测。

(8) GPS用户接收机十分精巧, 重量轻微, 便于携带、收藏和管理。

4 使用GPS-RTK的过程

4.1 测区七参数的求取

采集过程中, 使用GPS静态数据, 现场作业, 模拟反算。

4.2 设立GPS-RTK基准站

设立GPS-RTK基准站的时候, 要选择开阔平坦之地, 四周无覆盖, 信号通畅无阻, GPS卫星信息通达无碍, 这样接受信息就会顺畅;并且建立基准站还要避开干扰信号的地方, 比如避开无线电的发射基站、躲开高压线, 远离一切干扰信号的辐射磁波, 另外离水面也要保持一定的距离, 无线电载波信号受到障碍物反射影响所产生多路径传播的现象要一概减少或者避免 (多路径效应和回声现象大同小异, 在接收机收到从卫星直接发射的信号的同时, 它也接收到由其他物体反射的卫星信号, 一般来说就发生混淆难辨。根据目前的水平, 多路径效应还无法百分之百的将之消除, 只能最大程度的减弱) ;设立GPS-RTK基准站, 选择高位置, 发射威力增加, 距离延长;结果不断地提高, 目前GPS-RTK作用距离近五十华里。

4.3 设置GPS-RTK移动站

避免定位中心偏差, 促进GPS同测深仪的功效, GPS接收天线在船上设置要以在测深仪换能杆上为宜。

4.4 测量软件的设置

用人力或机械进行水下土石方开挖的疏浚工程中应用无验潮测量软件, 选择输入高程异常改正和坐标转换。

4.5 GPS-RTK的精度分析

根据用户反映和调查结果, 数据表明GPS-RTK技术误差低, 彼此分布, 均匀依托, 误差积累得到彻底消除;精度高, 准确可靠, 测量精度可以达到厘米级, 令人叹为观止。

4.6 公路应用

实时动态 (RTK) 定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式, 相辅相成的两种模式, 非常适用于公路工程中的前端数据采集。GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。

综上所述, GPS在公路勘测中的应用, 是技术的突破, 是勘测手段的革命, 是作业方法创举, 对高等级公路的勘测起到了前所未有的作用, 效率的提升, 精度的到达, 预示着定位技术对公路勘测有巨大的推进作用, 方兴未艾, 前途广阔。

摘要：公路测量中的GPS技术应用广阔, 前景诱人, 堪称一项非常重大的技术革命。尤其是RTK (实时动态差分法) 定位技术, 特点明显, 技术领先, 潜力巨大。本文从GPS技术发展现状谈起, 对GPS技术应用于公路做了一个展望, 分析了GPS-RTK测量技术的实际应用, 介绍了使用GPS-RTK的过程, 解读了测区七参数的求取、设立GPS-RTK基准站、设置GPS-RTK移动站、测量软件的设置、GPS-RTK的精度分析与公路应用六个具体的细节。

关键词：GPS技术,公路测量,GPS-RTK移动站,精度分析

参考文献

[1]刘大杰, 白征东.大地坐标转化与GPS控制网平差计算与软件系统[M].上海:同济大学出版社, 1996.

[2]聂让, 许金良, 邓云潮.公路施工测量手册[M].人民交通出版社, 2001.