公路测量中GPS技术的应用字数

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摘 要:GPS是全球定位系统(GlobalPositioningSystern)英文名称的缩写,目前其技术已广泛应用于国民经济的各个领域中.

关 键 词:公路测量;GPS技术

1GPS技术的特点

1.1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.其测量不要求测站之间互相通视,但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰,因此可以节省大量的造标费用.由于无需点间通视,点位位置可根据需要,可稀可密,使选点工作甚为灵活,也可省去传算点、过渡点的测量工作.

1.2定位精度高.GPS单机定位精度优于10m,若采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级.如一般双频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,且随着距离的增长,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10-6,在100~500公里的基线上可达10-6~10-7,1000公里可达10-9,而在300~1500m的工程精密定位中,1小时以上观测的其平面的位置误差小于1mm,与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较,其边长校差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm.

1.3观测时间短.随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20km以内的短基线上,快速相对定位一般只需5min观测时间即可.而采用快速静态相对定位法测量时,观测时间更短,相距在15km以内时,流动站的观测时间只需1到2min,而使用Timble4800GPS接收机的RTK法则可在5s以内求得测点坐标.

1.4提供三维坐标.GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可精确测定观测站的大地高程,即精确测定测站点的三维坐标.

1.5操作简便.GPS测量的自动化程度很高,目前GPS接收机已趋小型化和操作傻瓜化,即接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度.而观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标,而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成.

1.6全球、全天候作业.GPS观测可在任何地点,任何时间连续地进行,一般不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候状况的影响.

2GPS技术的应用

2.1GPS公路测量准备工作.应用GPS进行公路测量时,首先要在测量工作前做好基础的准备工作,并收集公路工程有关资料,准备《公路勘测规范》(JTT061—99)、《公路桥位勘测规程》(JTT062—91)、《公路隧道勘测规程》(JTT063—85)、《公路路基施工技术规范》(JTT033—95)、《公路桥涵施工技术规范》(JTT041—2000)、工程《招标文件》、施工设计图纸及其测设成果等资料,并拟定测量作业计划组织有关测量人员对工程设计方案等进行分析,最终选择适合公路工程特点的GPS测量技术进行公路工程的测量工作.目前公路工程测量中多采用常规静态GPS测量方式进行公路工程的测量.

2.2GPS公路测量技术指标.(1)有效观测卫星数不小于4颗;(2)观测时段大于60min;(3)时段中任一卫星的有效观测时间大于20min;(4)卫星高度截止角大于15°;(5)卫星几何图形因子GDOP值(空间位置)小于6;(6)精度因子PDOP值小于6;(7)数据采集间隔为15s;(8)数据采集方式为L1采集.

2.3工程控制测量.用GPS静态测量沿项目建立带型控制网,由于点与点之间不必要求通视,而且RTK动态测量覆盖距离较远,故控制点选点只须地形开阔,不再受距中线距离限制.对于高等级公路要求达到一级导线要求.GPS静态控制的精度可以轻松使测量更简便易行.

2.4绘制大比例地形图.高等级公路选线多是在大比例尺(通常是1:2000或1:1000)带状地形图上进行,用传统方法测图,先要加密控制网,然后进行碎部测量,绘制成大比例尺地形图.其工作量大、速度慢,花费时间长.在GPS静态建立的控制网基础上,用GPS动态测量采集碎部点的数据.其采集速度相当快,在室内把碎部点属性信息输入计算机,即可由绘图软件成图,大大降低了测图的难度,既省时又省力.

2.5公路中线测设.设计人员在大比例尺带状地形图上定线后,需将公路在地面标定出来.采用RTK动态GPS测量,只需将中线路线编辑好输入GPS接收机中,系统就会自动显示RTK所处位置桩号及坐标.使不规则加桩无须计算,根据地形任意加桩.而且RTK测站始终保持相对误差,不会产生累积误差,使各点放样精度趋于一致.


2.6公路纵、横断面测量.公路中线确定后,利用中线桩点坐标,通过绘图软件,即可给出路线纵断面和各桩点的横断面.由于所用数据都是测绘地形图时采集来的,因此不需要再到现场进行纵、横断面测量,从而大大减少了外业工作.如果需要进行现场断面测量时,也可采用实时GPS测量,与传统方法相比,在精度、经济、实用各方面都有明显的优势.

2.7施工测量.实时GPS系统既有良好的硬件,也有极丰富的软件可选择.施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷,其精度可达到厘米级.

2.8GPS高精度高程测量.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.

3结语

现代经济的快速发展促进了我国公路工程建设的开展,也对公路施工企业的技术管理工作提出了更高的要求.而全球定位系统GPS具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间.因此,在我国公路测量领域中应用GPS全球定位系统,已成为大势所趋.

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