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GPS控制網在公路中的應用實例

由于公路建設的特點無論是在測量原則，還是在測量精度和作業方法等方面有自己的特點。公路路線一般處在一條帶狀走廊内。其平面控制測量往往采用導線形式，這包括附合導線、閉合導線、結點導線等導線網形式。目前GPS測量技術在公路測設中主要用于建立公路工程測量控制網及動态RTK測量。

靜态GPS測量技術在公路中主要用于建立公路首級控制網，之後再利用其他測量方法進行加密的附合導線測量。控制網的建立過程如下：

第一步：路線、GPS點選址的初步勘察到接到外業測量任務後，組織人員對路線的走向進行初步勘察，查看沿線可選作GPS點的位置情況。調查路線附近高等級GPS點以便進行聯測。

第二步：GPS點控制網的設計GPS控制網的布設應根據公路等級、沿線地形地物、作業時衛星狀況、精度要求等因素進行綜合設計。因為GPS控制網作為公路首級控制網時，需采用其他測量方法進行加密。故沿路線兩側每隔5―10公裡布設一對相互通視的GPS點。理論上GPS點觀測時隻需在3個GPS點上架設GPS儀同時觀測即可确定這3個點的坐标。考慮到公路測量本身的特點采用4台GPS儀同時觀測4個GPS點，這樣可大大加快全線的測量速度。

第三步：GPS選點、埋石選點應按技術設計要求有利于采用其他測量方法擴展和聯測。

第四步：架設GPS儀觀測4個GPS點觀測的共同時間、有效觀測衛星總數等應滿足規範要求。我們在外業的觀測中規定觀測時間不得少于半個小時，有效觀測衛星數不少于4個。

第五步：GPS觀測數據的處理 。外業觀測結束後将GPS中的數據傳入計算機中，采用南方公司的軟件，及時進行數據處理和質量分析。過程可分為基線解算與檢核、GPS控制網平差計算兩個步驟。

第六步：GPS控制網進行加密。利用全站儀測量附合導線的方法進行首級GPS控制網的加密作業。将路線按GPS的分布分成若幹段，每一段單獨進行附合導線的測量，保證每一段附合導線起始于GPS點，終止于GPS點。

第七步：導線點坐标及平差計算 将每段附合導線測量數據傳輸到計算機中進行角度、距離平差得到最後結果。

GPS在公路測量中的優越性

從工程測量的實施應用中，可以充分看到GPS測量的優越性，充分顯示了這一衛星定位技術的高精度和高效益。

(1)采用GPS技術測設方格網，比常規方法适應性更強。網形構造簡單，點的疏密和測邊的長短可靈活選取，即使離已知控制點較遠也可以連接，并進行控制網的定位和定向。它不受視線通視限制，選點靈活，不需要高标，同時還可以保證外業施測不受天氣影響。測設大型(長邊)方格網和通視條件特别困難時，尤其能夠顯示其優越性。盡管GPS本身在進行測量時不受到通視條件的限制，但是，工程測量一般為小範圍測量并受到工程成本的限制。因此，在實際的工程測量中。仍然要考慮使用全站儀、經緯儀、水準儀等常用且投入較少的儀器。這些常用的儀器一般都需要點與點之間相互通視，特别是在布設控制網時，點與點不能通視将會給測量工作帶來較多的麻煩和困難。特别是山區高速公路控制網中，如果點與點不通視，勢必影響網的強度和精度，進而影響到高速公路測設的精度。因此，在工程測量中布設GPS控制網時，必要時應當盡量使較多的點互相通視。(2)測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點,使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊,以使接收GPS衛星信号不受幹擾。

(3)觀測時間短。在小于20km的短基線上,快速相對定位一般隻需5min觀測時間即可。

(4)提供三維坐标。GPS測量在精确測定觀測站平面位置的同時,可以精确測定觀測站的大地高程。

(5)操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監視儀器的工作狀态,而其他觀測工作如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

(6)全天候作業。GPS觀測可在任何地點,任何時間連續地進行,一般不受天氣狀況的影響。

(7)GPS方格網點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規範要求，而且具有較大的精度儲備。

(8)采用點位中誤差作為方格網測量精度指标是可行的，它比用相對中誤差表示精度指标更為合理。

(9)采用GPS方法布設大地控制網，其圖形強度系數高，能夠有效地提高點位趨近速度。網形優化比較方便。

(10)采用GPS―RTK測設建築方格網與常規測量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作業人員的勞動強度。一個參考站可有多台流動站作業，流動站不需基準站指揮。單人即可獨立作業。

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