GNSS技术在高速公路中应用研究

■魏敏

（江苏省地质测绘院 江苏南京210008）

GNSS技术在高速公路中应用研究

■魏敏

（江苏省地质测绘院 江苏南京210008）

当今是科技信息时代，其中GNSS技术（全球卫星导航系统）发展非常迅速，并且应用非常之广泛。在高速公路建设中，运用GNSS技术，在指定的坐标系中通过一系列操作，可以将各建设点三维定位结果准确测量出来，不但提高了工作效率，并且使工程质量更加有保障。本文从GNSS技术的工作原理出发，再对GNSS技术在高速公路中的应用进行分析探讨。

GNSS技术高速公路应用

0　前言

俄罗斯的GLOASS系统以及美国的GPS系统是卫星导航定位系统重要的组成部分，在卫星导航系统中，它们属于垄断地位，但是GNSS全球导航卫星系统的出现打破了这一结局，它是由所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。GNSS技术在定位速度以及定位精度上有明显提高，具有操作简单、观测时间短的特点，在高速公路建设中规划设计以及施工建设具有广泛应用。

1　 GNSS技术的工作原理

1.1GNSS技术组成

GNSS在高速公路中的规划设计、施工建设以及运营管理当中都能够充分利用。CNSS是全球卫星定位系统，测量定位是它的主要功能，其中必须要有相应的测量技术方法做支撑，其中RTK实时动态控制系统是最常用的测量方法。另外，基准站、流动站以及数据链等等都是GNSS技术应用中的重要组成。

1.2GNSS技术具体工作原理

其工作原理就是：将机架设置在未知或者已知坐标的参考点上，通过基准站接受GNSS的卫星信号，然后基准站将卫星跟踪状态、伪距观测值、接收机工作状态、载波相位观测值以及站点坐标等情况，通过无线数据链传输到流动站，之后流动站会进入一种初始化状态，将未知周数通过搜索求解的方式得出，最后便进入一种动态作业。基准站将数据传输给流行站，与此同时流动站还要进行GNSS卫星载波相位数据的采集与观测，载波相位整周模糊度将通过系统内差分处理求解得出，在根据流行站与基准站的相关性，得出流动站的高程H以及平面坐标X、Y。

2　 GNSS技术在高速公路中的应用

2.1高速公路中控制测量上的应用

1导线形式是高速公路测量控制网中传统的布设方法，其中精度会受到导线长度、仪器设备以及受点分布上的直接影响。然而运用GNSS技术进行高速公路建设的测量工作可以有效避免这一点，因为控制网只与卫星的观测质量与时间、处理基线的情况以及GNSS卫星的分布相关。GNSS技术测量过程中，没有固定控制网点位，所以一定要对工程现场的全站仪、放样仪器进行充分考虑。另外，为了使施工更加简洁，必须要考虑对位点之前的通视情况。再有，为了能够准确、恰当的布设GNSS控制网，必须要考虑现有的仪器设备、经费成本、专业性人才以及工程精度的具体要求。

2高速公路工程是室外、野外工程，GNSS控制网的埋设也一定是在野外，埋设完毕之后需要对控制网进行实时的观测。GNSS载波相位静态相对定位测量是野外作业中常用的方法，然而对于大型高速公路工程来说，一般要采用现场试验的方法。然后，还要根据现场信号的干扰情况、卫星信号的质量、星历分析、卫星的数量等等情况进行控制网观测方法的选择。然后，为了保障GNSS控制网精确度，在处理作业数据之前一定要对卫星信号质量进行检查，并且要针对各个控制点进行检测，如果发现有信号质量较差的存在，那么在数据处理时一定要实施重点检查，如果检查发现基线不达标，那么就需要实施补测或者重新测量。

2.2大比例带状地形图绘制上的应用

高速公路工程中的设计、选线都离不开大比例带状地形图，这是施工前必须要做的准备。传统上绘制此地形图需要经过三步，第一步是图根控制的建立，第二步是碎部的测量，第三步才能绘制成大比例尺的地形图。此种方法需要花费工作时间。而将GNSS技术运用到地形图的绘制上只需要两步就可以，通过GNSS技术可以直接进行碎部点数据的采集，图根控制这一步骤便可以免去，仅仅需要几秒钟该点的高程和坐标就可以得出。利用传统方式进行地形图的绘制是有一定难度的，而利用GNSS技术采集速度上得到提高，大大提高的工作效率与质量。

2.3中线测量上的应用

在高速公路工程中，中线测量是关键的环节，是指对曲线和直线的测设，通过中线测量得出工程实际里程以及找到平面位置上道路中心线。中线测量主要是为公路施工、横断面图、测绘平面图的设计提供依据。传统方法是，首先进行中线的设计在带状地形图上，然后设计出路线上的终点、转点、起点的坐标，同时将其在地面上标注出来。将GNSS技术运用到其中之后，会非常便捷，首先在电子手册中输入中桩点坐标，之后通过软件可以做到自动点位，这样各放样点的精度基本可以达到一致，并且可以避免累计误差的发生。缓和曲线、圆曲线以及直线都是高速公路的路线，在放样过程中，只需要输入圆曲线的半径、缓和曲线与直线的距离、起终点的方位角以及主控点的桩号，放样工作便可轻松进行。

2.4道路的横纵断面放样测量和土石方计算上的应用

横纵断面放样测量和土石方计算也是高速公路工程中的关键环节，针对其放样时，首先要确定其作业形式，包括半挖半填、填、挖，然后在电子手册中输入横纵断面设计的相关数据，数据具体内容包括设计高、路肩宽度、边坡坡度等等，最终形成一个预放样文件，可以随时到施工现场进行测量放样。另外，通过软件可以与地面进行自动衔接，也叫做载帽工作，同时采用断面法，针对挖填土方量进行计算。对于沿线的纵断面图以及各点的横断面图，都可以通过绘图软件进行测绘，所以说测量纵、横断面是可以不用到现场的，这样工作量大大降低，为了避免误差的出现，可以利用GNSS技术实施现场检查复合。

3　总结

随着GNSS技术在高速公路中的广泛应用，预示着公路的测量手法以及作业手法发生重大变革，在测量效率以及工作效率方面得到大幅提高，有效促进了高速公路工程建设质量与进度。本文从GNSS技术的工作原理出发，再对GNSS技术在高速公路中的应用进行分析探讨，希望对NGSS技术有更深入的了解，能够充分将其运用到高速公路建设中。

[1]邹宗藩,项荣平.浅论公路工程测量中GNSS-RTK技术的应用 [J].江西建材,2015(02) :208.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-2-137-1