GPS测量技术在农村公路中的应用研究分析

2012-12-30李瑞喜

中国新技术新产品 2012年9期

李瑞喜

（柳林县交通运输局，山西吕梁 033300）

1.GPS测量技术概述

GPS简单地来说，就是我们平时所说的全球定位系统（Global Positioning System）。它具有高精度、高效率和低成本的优点；系统由3部分组成，分别是数据实时传输系统，GPS信号接收系统，数据实时处理系统。

具体来说，它是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度;求解整周模糊度是其关键技术；又可分为动态GPS测量技术和静态GPS测量技术。

动态GPS测量技术是应用在程序中，可以添加线路分段、路基路面结构、桥涵技术指标描述、建成时间、地形描述、行政村村部及自然村所在地信息描述等属性，详细线路的基本情况，为今后的管理工作奠定基础。

静态GPS测量技术主要用于建立公路首级控制网，之后再利用其它测量方法进行加密的附合导线测量。

但是由于农村公路建设无论是在测量原则，还是在测量精度和作业方法等方面都具有项目分散、繁多，涉及面广，单体规模小等诸多特点，并且农村公路路线处在一条带状走廊内，其平面控制测量往往采用导线形式，这就决定着其在公路测量中应有自己的特点。具体如下：

首先是测站之间无需通视。而在实际测量中根据GPS的特点，使得选点更加灵活方便。其次是观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。第三，能提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可精确测定观测站的大地高程。最后是它操作起来更为简便。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，而其他观测工作如卫星的捕获等均由仪器自动完成。

2.GPS测量技术在农村公路中应用研究

上文已经阐述了农村公路具有项目分散、繁多，涉及面广，单体规模小等特点，在目前的传统管理体系和管理手段已无法适应农村公路迅猛发展的进程，GPS的诞生及其在民用领域的广泛运用普及，为解决农村公路测量的问题指明了方向，开辟了新途径。根据笔者工作实际情况谈谈静态GPS测量技术的应用研究。

2.1 确定路线、GPS技术点选址，采集功能。在实际工作中，当工作人员接到外业测量任务后，组织有关人员首先要对路线的走向进行初步勘察，查看沿线可选作GPS点的位置情况，一一做标记。同时，进一步调查路线附近高等级GPS点以便进行联测。GPS外业采集功能主要是实现公路路线、桥梁、隧道等图形和属性一体化采集，具体包括采集新路线、路线分段、停止采集路线、继续采集路线、点采集等功能。

2.2 点控制网设计。GPS控制网的布设应根据当地公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况等等因素进行综合设计。在设计时，沿路线两侧每隔5-10km布设一对相互通视的GPS点。在这里要综合考虑到公路测量本身的特点，采用相同数目的GPS仪观测相同数目的GPS点，这样可以加快全线的测量速度。

2.3 GPS的选点、埋石。这个步骤相对来说比较简单，选点应按技术设计要求有利于采用其他测量方法扩展和联测。

2.4 GPS仪架设观测。相同数目的GPS点观测的共同时间、有效观测卫星总数等应满足规范要求。

2.5 GPS观测数据处理。外业观测结束后，工作人员或调查小组将GPS中的数据传入计算机中，采用南方公司的软件，及时进行数据处理和质量分析。过程可分为基线解算与检核、GPS控制网平差计算两个步骤。

2.6 GPS控制网加密。利用全站仪测量附合导线的方法进行首级GPS控制网的加密作业。将路线按GPS的分布分成若干段，每一段单独进行附合导线的测量，保证每一段附合导线起始于GPS点，终止于GPS点。

2.7 数据整理。每天外业工作采集工作结束后，要求各个调查组必须将调查数据备份并整理，对数据中输入不及时，输入错误的信息进行更改，对线位产生飘移的线路进行标注，将其再次列入第二天的调查对象。完成一个区的调查工作后就进行一次数据合并上报工作。

2.8 建立信息项目库。外业数据汇总转换到空间数据库中，生成电子地图，结合航拍卫星影像图重叠进行线形校对、优化，输出校对后信息反馈各工作，如有错误或遗漏，提出更改补测，符合要求后签认返还，再次导入数据库中，信息确定后项目库建立生成。

3.注意事项

GPS在农村公路测量采集工作出发之前，应先做好采集计划，比如说安排好采集行程;提前准备好已有的周边路线图作为采集底图，并打印一份供采集时参考;对需要采集的路线以及附属设施提前准备好相关已有的资料，做到心中有数，提高采集效率。采集前，工作人员应先将GPS接收机与掌上电脑正确连接，然后通过蓝牙连接将 GPS接收到的信号反映在电脑上，确保GPS连接和信息输出正常。