PAGE龍巖學(xué)院資源工程學(xué)院畢業(yè)論文 題目：GPS技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用研究專業(yè)：測繪工程班級：08測繪班學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教職稱：副教授、助教資源工程學(xué)院 資源工程學(xué)院測繪工程專業(yè)【摘要】GPS（GlobalPositioningSystem)全球定位系統(tǒng)是美國研制并在1994年投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，其應(yīng)用技術(shù)已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，并廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域的各個方面，本文簡要介紹了GPS系統(tǒng)的工作原理和特點。在分析GPS的技術(shù)特點的基礎(chǔ)上,重點探討GPS技術(shù)在道路工程測量中的應(yīng)用情況,以及發(fā)展前景，最后提出GPS引導(dǎo)實施道路工程一體化的構(gòu)想?！娟P(guān)鍵詞】GPS，道路工程，控制測量，數(shù)據(jù)處理目錄1.引言 11.1GPS簡介 11.2技術(shù)優(yōu)勢 11.3GPS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 21.4研究的主要內(nèi)容和意義 22.GPS概述 22.1GPS定位原理 22.2GPS的組成 33.GPS在道路工程測量中的實際應(yīng)用 43.1用于建立高精度的道路工程控制網(wǎng) 43.1.1控制網(wǎng)的布設(shè) 43.1.2數(shù)據(jù)處理 53.2GPS用于道路施工放樣 73.3道路選線與中線放樣 83.4道路的縱、橫斷面放樣 84.GPS將引導(dǎo)道路工程一體化測量 84.1道路工程一體化的構(gòu)想 84.2道路工程一體化的實施 95.小結(jié) 9PAGE121.引言1.1GPS簡介全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem簡稱GPS）,是20世紀70年代由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可向人類提供高精度的導(dǎo)航、定位和授時服務(wù)。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，從70年代到1994年，GPS衛(wèi)星星座布設(shè)完成，24顆衛(wèi)星覆蓋了全球98%的區(qū)域，耗資300億美元。分布在6個不同的軌道面上的導(dǎo)航星座是由位于地球上空約2萬米軌道上的衛(wèi)星網(wǎng)所組成，衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角約為55°，各軌道平面升交點的赤經(jīng)相差60°。在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距相差30°，衛(wèi)星運行周期為11小時58分。在地球上任何地點、任何時刻因衛(wèi)星網(wǎng)的布置格局，保證至少能同時觀測四顆衛(wèi)星，最多時可觀測到十一顆衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號，實現(xiàn)三維精確定位。1.2技術(shù)優(yōu)勢一般的測量如導(dǎo)線測量、三角測量都用經(jīng)緯儀、全站儀進行觀測，要求點間通視，作業(yè)效率低,勞動強度大，而且精度不均勻。常規(guī)測量方法的缺陷：測量規(guī)范要求附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長需達到一級導(dǎo)線的標準，常規(guī)測量難以達到，常出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。搜集到的控制起算點間一般很難保證為同一測量系統(tǒng)，這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量的質(zhì)量。國家大地點破壞嚴重，影響測量作業(yè)[1]。而GPS則在最近的兩年得到了迅速的推廣，這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候連續(xù)地提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術(shù)參數(shù)。相對于常規(guī)的測量方法，GPS測量有以下特點：測站之間無需通視。GPS測量不需觀測站之間互相通視，這一優(yōu)點大大減少測量工作的經(jīng)費和時間，同時也使點位的選擇變得更加靈活，經(jīng)濟效益不斷提高，但必須保持觀測站的上空開闊，以便接受的GPS衛(wèi)星信號不受干擾。定位精度高。目前在小于50km的基線上，其相對定位精度可達1×10-6～2×10-6，而在100～500km的基線上可達10-6～10-7，隨著觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理軟件及方法的不斷改善，其定位精度還將進一步提高。觀測時間短。目前，利用傳統(tǒng)的靜態(tài)定位方法，根據(jù)要求精度的不同，測量一條基線的相對定位所需要的時間一般約為1～3小時，為了進一步縮短觀測時間，提高效率，利用短基線快速相對定位法，其觀測時間只需幾分鐘。提供三維坐標。在精確測定觀測站平面位置的同時，亦可精確測定觀測站的大地高程，不僅為其在航空物探、航空攝影測量及精密導(dǎo)航中的應(yīng)用，提供了重要的高程數(shù)據(jù)，同時也為研究大地水準面的形狀和確定地面點的高程開辟了新途徑。操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，測量員只需將天線對中、整平,量取天線高，打開電源即可進行自動觀測，利用數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行處理即求得測點三維坐標。另外，GPS接收機一般重量較輕，體積較小，攜帶和搬運都很方便，從而極大地減少了外業(yè)勞動強度。全天候作業(yè)。GPS觀測可在任何地點，任何時間連續(xù)地進行，一般不受天氣狀況和地域的影響[2]。利用GPS測量能克服上述列舉常規(guī)測量的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動強度，保證了高等級公路測設(shè)質(zhì)量。1.3GPS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景目前GPS技術(shù)的發(fā)展特點主要表現(xiàn)為以下方面：GNSS系統(tǒng)是當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的熱點，隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，俄羅斯、中國和歐盟也都在建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS一詞也正在被GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)一詞所取代。GNSS包含了美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的北斗、歐盟的GALILEO系統(tǒng)，可用的衛(wèi)星數(shù)目將達到100顆以上，可以說過去美國GPS一統(tǒng)天下的局面正逐步被打破。近年來，雙星GPS，甚至多星GPS是GPS技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。目前，國內(nèi)外GPS生產(chǎn)廠家都推出了各自的GNSS產(chǎn)品。可以說，GNSS技術(shù)是當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的一大熱點，也是未來GPS技術(shù)發(fā)展的重要方向。藍牙無線傳輸技術(shù)是當(dāng)前的一大熱點。近年來，藍牙技術(shù)作為一種新的短距離無線通信技術(shù)標準，受到全世界越來越多工業(yè)界生產(chǎn)廠家和研究機構(gòu)的廣泛關(guān)注。藍牙技術(shù)可以取代數(shù)據(jù)電纜，支持無線通信進行數(shù)據(jù)和語音傳輸，傳輸速率可達到10M/s。目前，藍牙技術(shù)在GPS接收機上得到了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外GPS生產(chǎn)廠商的大部分產(chǎn)品中都采用了此技術(shù)。如國產(chǎn)南方測繪靈銳S8x系列，中海達的V系列，瑞士徠卡RX1250、GS10、GS15GPS接收機，美國天寶的5800、R8系列GPS接收機都采用了藍牙通信技術(shù)。藍牙技術(shù)的應(yīng)用使得一直困擾GPS測量人員的連接線問題得到了解決，實現(xiàn)了GPS接收機的“無線測量”，工作效率得到了極大提高。當(dāng)然，在藍牙的使用過程中也會遇到一些問題，比如大部分用戶在設(shè)置和藍牙連接時會面臨一些困難，并且藍牙的穩(wěn)定性仍需進一步提高。GPS在應(yīng)用于建立高精度的道路工程控制網(wǎng)、道路施工放樣和道路的縱、橫斷面放樣等方面上，具有重要的實用價值，本文主要探討了GPS技術(shù)在道路工程測量中的實際應(yīng)用。1.4研究的主要內(nèi)容和意義論文第一部分主要介紹了GPS的概念，技術(shù)優(yōu)勢，發(fā)展現(xiàn)狀及前景；第二部分介紹了GPS定位原理和組成；第三部分介紹了GPS在道路工程測量中的實際應(yīng)用；最后一部分提出了道路工程一體化的構(gòu)想。本文通過研究GPS在道路工程控制測量中的應(yīng)用，體現(xiàn)出了GPS技術(shù)在公路工程控制測量中的極大優(yōu)勢。與傳統(tǒng)全站儀控制測量相比，測站之間無需通視，對測區(qū)的地形要求比較低，而且相對精度比較高、觀測時間縮短，操作更加簡便，并可以全天候作業(yè)。在道路工程控制測量中，GPS技術(shù)的運用與傳統(tǒng)的控制測量方法相比有著巨大的優(yōu)勢，經(jīng)濟實用，前景廣闊。2.GPS概述2.1GPS定位原理圖2-1GPS絕對定位如圖2-1所示，分布在地球上空的多顆導(dǎo)航衛(wèi)星S1、S2、S3、S4，不停地發(fā)射無線電信號，空間定位系統(tǒng)接收機接收這些信號。導(dǎo)航儀根據(jù)星歷表信息求得每顆衛(wèi)星發(fā)射信號時在太空中的位置，計算衛(wèi)星發(fā)射信號的精確時間，然后根據(jù)已知的空間定位衛(wèi)星的瞬時坐標和信號到達該點的時間，通過計算求得衛(wèi)星至空間定位系統(tǒng)接收機之間的幾何距離ρ，在此基礎(chǔ)上計算出用戶GPS接收機天線所對應(yīng)的點位，即觀測站的位置[3]。GPS絕對定位是以地球質(zhì)心為參考點，確定接收機天線在WGS-84坐標系中的絕對位置。由于定位過程只需一臺接收機，又稱之為單點定位。由于衛(wèi)星鐘與用戶接收機鐘難以保持嚴格同步，實際上觀測的測站至衛(wèi)星之間的距離要受衛(wèi)星鐘和接收機鐘同步差的共同影響，因此，觀測的測站至衛(wèi)星問的距離稱為偽距。衛(wèi)星鐘差可以通過衛(wèi)星導(dǎo)航電文提供的相應(yīng)鐘差參數(shù)修正，接收機鐘差難以預(yù)先準確確定，可將其作為未知參數(shù)與觀測站坐標在數(shù)據(jù)處理中一并解出。在一個測站上，理論上需要三顆衛(wèi)星，但由于存在鐘差，需利用第四顆衛(wèi)星進行時間上的糾正，以保證時間上的同步，即至少必須同步觀測4顆GPS衛(wèi)星。2.2GPS的組成圖2-2GPS的組成GPS由空間星座部分、地面控制部分和用戶設(shè)備部分組成，如圖2-2所示?？臻g星座部分：由24顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星均勻分布在6個傾角為55°的軌道面上，每個軌道有4顆衛(wèi)星。地面控制部分：由分布在全球的5個地面站組成，其中包括：地面監(jiān)測站、主控站和注入站。用戶設(shè)備部分：用戶部分主要包括各種類型的用戶接收機設(shè)備和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件。3.GPS在道路工程測量中的實際應(yīng)用3.1用于建立高精度的道路工程控制網(wǎng)公路控制測量是路線勘測設(shè)計的基礎(chǔ)，在公路工程中首先引入GPS的是公路控制測量。隨著高等級道路的興建，對路線勘測提出了更高的要求，由于線路長且己知點少，并且多數(shù)經(jīng)過居住區(qū)，用常規(guī)手段難以滿足高精度的要求，布網(wǎng)困難，而GPS可以滿足這一要求。此外，在橋梁的施工、隧道外控制也需要高精度控制網(wǎng)。由于無需通視，GPS可構(gòu)成較強的圖形結(jié)構(gòu)，特別是為量測常規(guī)測量中無檢核的支點提供了方便。用GPS技術(shù)對常規(guī)測量建立的高精度邊角網(wǎng)，與常規(guī)測量的結(jié)果符合較好，能達到毫米級的精度，取得了較好的效果。在公路控制測量中通常采用靜態(tài)相對定位技術(shù)，也就是至少有兩臺GPS接收機同時觀測，根據(jù)其中一點的坐標可推算出另一點的坐標，經(jīng)處理后可以精確獲得兩點的三維坐標差。由于靜態(tài)相對定位精度高，因此廣泛應(yīng)用于變形監(jiān)測和大地測量等測量領(lǐng)域，靜態(tài)相對定位技術(shù)將逐步取代以往的常規(guī)測量方法并廣泛應(yīng)用于道路控制測量中。GPS在道路初測階段主要是根據(jù)道路路線走向選點埋石，點位應(yīng)選在開闊通視良好的地區(qū)，然后進行平面控制測量和高程測量，以此作為道路路線地形圖、定線測設(shè)和施工放樣的重要基礎(chǔ)。利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方法布設(shè)控制網(wǎng)，并具有布網(wǎng)靈活、定位精度高、觀測時間短、全天候觀測等優(yōu)點。3.1.1控制網(wǎng)的布設(shè)靜態(tài)GPS測量技術(shù)主要用于建立公路首級控制網(wǎng)，控制網(wǎng)的建立過程如下:首級控制網(wǎng)采用E級GPS控制網(wǎng)，GPS控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)公路等級、沿線地形地物、作業(yè)時衛(wèi)星狀況、精度要求等因素進行綜合設(shè)計。因為GPS控制網(wǎng)作為公路首級控制網(wǎng)時,需采用其他測量方法進行加密。故沿路線兩側(cè)每隔5-10km布設(shè)一對相互通視的GPS點。理論上GPS點觀測時只須在3個GPS點上架設(shè)GPS儀同時觀測即可確定這3個點的坐標?？紤]到公路測量本身的特點采用6臺GPS同時觀測4個GPS點,這樣可大大加快全線的測量速度，次級控制網(wǎng)采用全站儀或RTK附和導(dǎo)線。布網(wǎng)選點時應(yīng)注意一下事項：（1）控制點應(yīng)選在通視良好的地區(qū)，并應(yīng)易于安置GPS接收儀器。為了保證GPS信號不被障礙物遮擋，控制點周圍最好不要有障礙物。（2）點位要明顯，便于后期測量人員尋找。（3）應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等）其距離不少于200m；遠離高壓輸電線，其距離不得少于50m。（4）GPS點均應(yīng)保證至少與一個鄰近GPS點通視，而且有利于采用其它手段聯(lián)測和擴展。（5）大面積水域或強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體會使多路徑效應(yīng)的影響增強，應(yīng)盡量避免。（6）控制點埋石的地面應(yīng)結(jié)實穩(wěn)定，易于控制點的保存。（7）網(wǎng)形應(yīng)有利于同步觀測邊、點聯(lián)接。（8）選點人員在所選點位要水準聯(lián)測時，需到實地勘測水準路線，提出有關(guān)建議。（9）E級GPS網(wǎng)相鄰點間距離不得小于200m，相鄰點間距離最大不超過該網(wǎng)平均點間距的2倍。在土質(zhì)地面埋設(shè)標石時，標石規(guī)格為(20cm×40cm×40cm)的混凝土標石；在巖石地面澆灌巖標時，標石規(guī)格為(20cm×30cm×15cm)的混凝土標石；同時在各點位附近明顯固定的地物上，用紅油漆書寫點號及點位的指示方向線，以及到點位的距離，便于施測時尋找和后期使用。這里以某地高速公路擴容工程為例，共埋設(shè)E級點15個，控制網(wǎng)略圖見圖3-1：圖3-1某地高速公路擴容工程控制網(wǎng)點位分布略圖3.1.2數(shù)據(jù)處理基線向量解算采用中海達測繪儀器公司HDS2003數(shù)據(jù)處理軟件包軟件進行處理，解算時按軟件缺省設(shè)置(垂直角為15度，星歷采用廣播星歷，解算類型為固定，基線最少觀測時間為120秒等)進行。對于處理結(jié)果質(zhì)量指標不合要求的基線，在分析原因后，適當(dāng)進行取舍處理，因而有效地提高了基線觀測效率，對處理結(jié)果質(zhì)量指標符合要求的基線，按要求進行獨立環(huán)閉合差檢核，以最終確定基線的觀測質(zhì)量[4]。這里以觀測的某地高速公路擴容工程控制網(wǎng)點為例，基線向量解算結(jié)果如表3-1：表3-1相對誤差最大值環(huán)型基線Ratio中誤差(m)X增量Y增量Z增量距離同步環(huán)BI042BI043.252022.20.0131439.2149536.5782128.2478704.5573BI043BI037.253086.90.0052856.428620.4578201.3152879.2336BI042BI037.252021.00.01431295.6432557.0271329.55771447.7071相對誤差=0.98ppmWs=0.0128∑=0.0002∑=-0.0089∑=0.00533031.4980環(huán)型基線Ratio中誤差(m)X增量Y增量Z增量距離異步環(huán)BI039BI036.253075.40.0068-897.056940.9836-1568.23561806.9051BI036BI038.252086.70.0045-2654.8740-956.4623-1356.59873129.9182BI038BI039.253072.30.00973551.9301915.47002924.82814690.0535相對誤差=0.78ppmWs=0.0148∑=0.0008∑=0.0087∑=-0.00629626.8732絕對誤差最大值環(huán)型基線Ratio中誤差(m)X增量Y增量Z增量距離同步環(huán)BI035BI033.252456.30.00316897.26571569.86512681.23847564.2667BI033BI034.252045.90.0054-356.8642-598.3635-1035.94021247.2229BI034BI035.252415.60.0097-6540.3932971.51141645.30566813.2566相對誤差=0.68ppmWs=0.0273∑=0.0083∑=-0.0098∑=-0.007415624.7462環(huán)型基線Ratio中誤差(m)X增量Y增量Z增量距離異步環(huán)BI032BI029.252079.30.00452354.5621-1762.3201-2567.19843903.2613BI029BI031.253099.70.0075-2109.4626875.62541589.24832781.8028BI031BI032.252087.50.0091245.1001886.6819977.93981341.4731相對誤差=0.74ppmWs=0.0168∑=0.0006∑=-0.0128∑=-0.01038025.5372點名xy中誤差(m)E(m)誤差橢圓F(m)ET(D:M:S)中誤差(m)中誤差(m)IVBI0562753055.8691521589.8595已知點IVBI0412747834.4852520895.4013已知點BI0432748465.1161521145.01820.00290.00320.0020151°21′43″0.00310.0027BI0422748166.5828521060.48320.00290.00220.0024153°48′32″0.00350.0027BI0412747834.4854520895.40190.00270.00370.0028145°11′28″0.00280.0032BI0402748006.0798520559.44330.00340.00280.0029147°18′08″0.00310.0024BI0392749212.9455522166.68240.00350.00360.0031150°40′37″0.00330.0038BI0382748756.5036522190.28250.00220.00340.0030147°10′52″0.00390.0027BI0372748495.0630522131.40710.00280.00310.0038149°23′53″0.00370.0029BI0362749342.9137522852.30430.00290.00350.0037146°55′47″0.00320.0031BI0352749415.5819522708.05810.00280.00320.0026117°27′26″0.00340.0028BI0342750325.5344523601.08020.00340.00280.0027153°25′24″0.00280.0035BI0332750416.6663523427.47870.00240.00320.0021127°30′25″0.00360.0021BI0322750508.0935524829.19110.00350.00400.0035137°50′34″0.00400.0038BI0312750318.5528524735.83430.00250.00420.0033148°51′20″0.00230.0039BI0302749687.4430525236.79310.00370.00410.0038139°56′45″0.00370.0025BI0292749934.1185525116.23130.00280.00430.0029149°42′35″0.00410.0039BI0282749108.4468525352.18090.00630.00450.0043171°25′47″0.00570.0042BI0272748959.0919525302.85820.00400.00390.0029152°28′53″0.00400.0037最弱點平面中誤差點名xy中誤差(m)E(m)誤差橢圓F(m)ET(D:M:S)中誤差(m)中誤差(m)BI0282749108.4468525352.18090.00630.00450.0043171°25′47″0.00570.0042從以上表中可得：最弱點點位誤差:0.98cm；最弱邊相對誤差：1/22543最弱點點位誤差:0.48cm；最弱邊相對誤差：1/32510各方面的誤差均滿足《公路勘測規(guī)范》JTGC10—2007精度要求。通過以上實例的研究，GPS測量觀測時間短,費用低,精度高,可靠性強，可以看出GPS系統(tǒng)在道路工程中具有很大的發(fā)展前景，充分體現(xiàn)了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度和高效益，能很好的滿足施工單位的作業(yè)要求。3.2GPS用于道路施工放樣公路測設(shè)測量相對公路控制測量，精度要求較低、實時性要求較高。在公路測設(shè)測量中通常使用RTK，可以達到厘米級的精度，可用于中線、構(gòu)造物放樣等。RTK技術(shù)可與常規(guī)全站儀相結(jié)合，使GPS無需通視和全站儀靈活方便的優(yōu)點充分發(fā)揮，可滿足公路工程各種場合測量工作的需要，加快觀測速度，提高質(zhì)量。GPS測量技術(shù)發(fā)展中的一個新突破是利用GPS-RTK技術(shù)進行實時動態(tài)測量。其基本原理是，在基準站上安置1臺GPS接收機，對所有能搜索到的GPS衛(wèi)星進行不間斷的監(jiān)測，并將監(jiān)測到的信息和自身的識別信息通過無線電設(shè)備實時傳送出去。在設(shè)置的流動GPS接收機上，通過接收電臺接收基準站傳送的數(shù)據(jù)，根據(jù)相對定位的原理，求解出厘米級的流動站的動態(tài)位置（X、Y、Z）。在道路勘測中，運用RTK技術(shù)進行定線測量，可同時放線和中樁等工作，大幅度提高作業(yè)效率[5]。基本作業(yè)方法如下：

（1）在已知控制點上擺放一臺GPS基準站，手持流動站測設(shè)路線的打樁作業(yè)。

（2）根據(jù)所設(shè)計的路線要求，利用計算程序計算路線中樁的設(shè)計坐標，并將路線中樁的設(shè)計坐標輸?shù)诫娮邮植局小?/p>

（3）在操作流動站時，只要輸入需測設(shè)的點號，然后按解算鍵，顯示屏?xí)@示當(dāng)前桿到設(shè)計坐標的方向和距離，移動流動站，當(dāng)電子手部顯示桿位與設(shè)計點重合時，在桿位寫上樁位號即可。（4）將手部數(shù)據(jù)傳輸至電腦，即可利用相關(guān)軟件進行縱斷的設(shè)計。實時動態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS技術(shù),該系統(tǒng)由基準站和流動站組成,建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證,其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點,安置一臺接收機作為參考站,對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測,流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時,通過無線電傳輸設(shè)備接收基準站上的觀測數(shù)據(jù),計算機根據(jù)相對定位的原理實時計算出流動站的動態(tài)坐標和精度。RTK技術(shù)將改變道路測量模式，并能實時得出所在位置的空間三維坐標。3.3道路選線與中線放樣在道路選線過程中,需遵守設(shè)計規(guī)范，避免過多經(jīng)過房屋和占用農(nóng)田，并盡量在原路的基礎(chǔ)上施工。設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后,需將公路中線在地面上標定出來。采用實時GPS測量,只需將中樁點坐標輸入到GPS電子手簿中,系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點的測量都是獨立完成的,不會產(chǎn)生累計誤差,各點放樣精度趨于一致[6]。放樣時,只需由GPS電子手簿來完成，只要先輸入各主控制點的點號,然后輸入起終點的方位角、圓曲線半徑R,緩和曲線長度,直線段距離，這樣就可以很輕松的放樣了[7]。3.4道路的縱、橫斷面放樣縱、橫斷面放樣時,先把數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中,生成一個點文件并儲存起來,就可隨時到現(xiàn)場放樣。同時軟件可自動與地面線銜接,并利用斷面法進行土方量計算。通過繪圖軟件,可繪出沿線的各點的橫斷面圖和縱斷面來。因為所用數(shù)據(jù)都是野外采集而來的,不需要到現(xiàn)場進行測量,減少了外業(yè)工作。有需要時，可用GPS進行復(fù)合,傳統(tǒng)方法則做不到。4.GPS將引導(dǎo)道路工程一體化測量4.1道路工程一體化的構(gòu)想一般的測量如導(dǎo)線測量、三角測量都用經(jīng)緯儀、全站儀進行觀測，要求點間通視，作業(yè)效率低,勞動強度大，而且精度不均勻。常規(guī)測量方法的缺陷：測量規(guī)范要求附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長需達到一級導(dǎo)線的標準，常出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。搜集到的控制起算點間一般很難保證為同一測量系統(tǒng)，這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量的質(zhì)量。國家大地點破壞嚴重，影響測量作業(yè)。GPS靜態(tài)定位技術(shù)和動態(tài)定位技術(shù)相結(jié)合的方法則可以高效、高精度地完成道路平面控制測量。生產(chǎn)過程中若采用常規(guī)方法和GPS技術(shù)相結(jié)合，生產(chǎn)流程可以極大地提高生產(chǎn)效率，使其測量施工一體化。具有實時測量功能的GPS系統(tǒng)能充分保障其精度、速度和可靠性。擴大GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，使其承擔(dān)道路勘測的絕大部分項目作業(yè)，將包括路面鋪裝施工作業(yè)，線路土石方、橋涵工程施工測量，道路竣工驗收測量，里程樁標定和數(shù)字化帶狀地形圖測量。將坐標的轉(zhuǎn)換、控制測量、帶狀地形圖測量、道路選線設(shè)計、各個樁位的填挖量計算，到中線、邊線放樣，通過一體化測量的實施給予全部完成。4.2道路工程一體化的實施利用4-5臺GPS實時測量系統(tǒng)，具體的作業(yè)分工：在施測沿線相距15～20公里左右的參考站A和B點分別架設(shè)兩臺GPS，提前幾分鐘開機，通過實時GPS測量將A站的WGS-84坐標準傳遞給B站。另外兩臺在兩個參考站有效距離長達30～50公里帶狀區(qū)域內(nèi)充當(dāng)流動臺，按設(shè)計的帶寬測量地形圖，并按一定的間距布測中線與邊線木樁，實時得到它們相對于兩個參考站的三維坐標，如果彼此互差在±3cm限差以內(nèi)，取中數(shù)為平差值[8]。在完成一段作業(yè)任務(wù)后，向線路的延伸方向?qū)⒖颊続搬站到C點，保持參考站B點不動，B、C相距15～20公里左右，同樣C點坐標由B點通實時傳遞獲得，完成第二段野外作業(yè)。依此方法，完成野外測量任務(wù)。

各項精度指標均在預(yù)先設(shè)定的范圍之內(nèi)，因為每個點都有兩個不同已知點的實時檢核平差成果，如果參考站坐標傳遞存在問題，則會在計算流動點位的坐標差中顯示出來。因此，整個測區(qū)的測量成果是可靠、精度較高、不需要進行內(nèi)業(yè)處理的，只要根據(jù)同平面已知點位的高程進行坐標轉(zhuǎn)換與高程擬合，就可以得到該測區(qū)的點位成果，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標與高程系統(tǒng)輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖，用于輸出修正后的線路模型，并推算出工程的土石方工作，就可以進入GPS引導(dǎo)下的里程樁測設(shè)、線路施工和竣工驗收測量。一體化的測量將縮短道路勘測設(shè)計和施工的時間，降低野外勞動強度，有效地降低生產(chǎn)成本，提高效益。5.小結(jié)本文研究了GPS在道路工程測量中的實際應(yīng)用，建立高精度的道路工程控制網(wǎng)、道路施工放樣、道路選線與中線放樣以及道路的縱、橫斷面放樣。通過實例分析，GPS用于建立高精度的道路工程控制網(wǎng)，滿足精度要求。另外，本文還提出了GPS引導(dǎo)道路工程一體化測量的構(gòu)想，GPS在工程測量中具有很大的發(fā)展前景：(1)GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制,非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點工程地區(qū)等。(2)GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響，整個作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)控制,自動記錄，并完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理和平差計算。(3)GPS-RTK技術(shù)將徹底改變道路測量模式。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。(4)GPS測量可以極大地降低勞動作業(yè)強度,提高作業(yè)效率和生產(chǎn)效益。(5)GPS高程測量是GPS測量應(yīng)用的重要領(lǐng)域，在山嶺較多的地區(qū)，受地形條件的限制,常規(guī)的幾何水準測量較難實現(xiàn),GPS高程測量無疑是一種有效的手段。參考文獻[1]何亞倩,等．GPS在公路工程測量中應(yīng)用的探討[J]．科協(xié)論壇，2009.[2]伊廷華.GPS定位技術(shù)在結(jié)構(gòu)振動監(jiān)測中的理論與方法研究[D],同濟大學(xué),2010.[3]吳志高,等.組合導(dǎo)航系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用[J],福建電腦，2007.[4]劉翠芝,等.朝陽市GPS三維控制網(wǎng)建立方法研究[A].第七屆全國礦山測量學(xué)術(shù)會議,2007.[5]朱愛民,等．GPS在公路勘測中的應(yīng)用[J]．濟南交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2001．[6]馬真安,等．GPS-RTK技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用[J]．遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2004.[7]李秋實,等．RTK技術(shù)在道路測量中的應(yīng)用[J]．森林工程，2007.[8]黃金鴻,等．深入探討GPS在道路工程中的應(yīng)用[J]．科技資訊，2008.[9]符彥,等．GPS技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用研