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陈凯
江苏连云港地质工程勘察院 江苏 连云港222023
摘要：：结合 GPS 测量的特点， 较为详细的探讨了GPS 静态相对定位和 RTK（实时动态定位）技术在高速公路测量中的应用， 并通过实例证明 GPS 用于高速公路测量是完全可行的， 它在很大程度上可以提高测量的工作效率并节省费用。
关键词：高速公路；工程测量；GPS技术；应用发展
0.前言
随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展， 公路设计已面向数字化， 有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链， 减少数据转抄， 输入等中间环节， 是公路勘测设计， 内外业一体化的要求， 也是影响高等级公路设计技术发展的关键所在。在目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备， 但常规测量方法受通视和作业条件的限制， 作业强度大， 且效率低， 大大延长了设计周期。
1.高速公路施工中测量的重要性
随着我国交通运输事业的快速发展，高速公路施工质量的要求越来越高，高速公路工程施工测量的作用越来越重要，在高速公路施工形势日益复杂的背景下施工测量显得越来越重要，高速公路施工测量是设计施工中的重要环节，是确保工程质量的关键。
2.高速公路测量中GPS技术的应用
2.1 GPS技术在高速公路测量领域中的应用有巨大优势.
随着高速公路建设逐步向西部及山区延伸，在一些地形复杂困难的地区，常规测量要考虑各个测量点之间要全部相互通视，而利用GPS技术就可以在不全部通视的条件下完成各种测量工作。各测量点的选择受到的限制也将变得越来越少，很多常规测量工作不能完成的测量任务利用GPS技术就可以轻松搞定，这给设计方案的选择提供了很大帮助。GPS测量技术具有观测时间短定位精度高等优点，人员少且完成的工作量远远高于常规测量组，从而节约了资源还提高了效率。运用此技术进行施工图放样不仅能够放样出点位的平面位置，同时还能够观测到放样点的高程，这样就把常规测量条件下中线、中平两次定位的工作一次性完成了。通过应用和实践可以看出随着GPS技术在高速公路项目中的不断应用，其巨大的优势正逐步显现出来。
2.2 GPS控制测量
GPS控制测量工作与经典大地测量工作相类似按其性质可分为外业和内业两大部分其中：外业工作主要包括选点、建标、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序则大体可分为这样几个阶段：技术设计；选点与建标；外业观测；数据处理；成果检核与处理。虽然GPS控制测量与经典大地测量各项工作相似，但是GPS的灵活选点、建标及强大的数据处理、成果精度都是经典大地测量无法比拟的。首先是选点上，GPS不需要考虑点与点之间全部通视的问题，从而使选点建标工作更加灵活。其次是外业观测，经典大地测量既耗费人力，劳动强度大，工作效率低。而GPS测量仪器架设简单自动记录，既轻松又工作效率高。最后是数据处理，GPS下载好数据利用配套数据处理软件，自动计算平差、导出平差报告，步骤简单快捷，不易出错。
2.3应用在大比例地形图的绘制
高速公路选线多是在大比例尺带状地形图上进行，用传统方法测图工作量大，人员配置多而且速度慢，而使用GPS RTK测量，构成碎部点的数据由于只需要采集碎部点的坐标、高程并输入其属性信息，在室内即可由绘图软件根据其属性信息绘制成图，且采集速度快，需要人员少，从而大大降低测图的难度，既省时省力又节约成本。
2.4进行高速公路施工图以及边线的放样
当设计单位在完成了公路线位设计后，接下来的就是由测量人员进行施工图放样和边线放样，其基本作业方法是：首先架设基准站并连接发射电台与移动站，基准站和移动站信号自动链接后，利用布设的控制点对移动站进行校正，然后将预先输入到手薄里边的路线曲线要素或点位坐标调出，就可以进行任意桩号的放样了。当手薄屏幕显示的设计点位与杆位重合时，在杆位处打桩写号即完成一个点的放样工作，每个点的放样后就可直接测得其高程，每个点都是独立完成的，不产生累计误差。
2.5快速进行高速公路横断面测量
高速公路中线确定后，为了计算路基填挖方量就要测定公路横断面，用常规的测量仪器测量时很难准确的确定某个桩号的横断面，尤其在弯道路段时更是不容易观察，用GPS RTK测量横断面时在手薄屏幕会自动生成该桩点的横断面线，我们只要按照屏幕显示的线移动测点即可，其测点之快是常规测量方法所不能达到。同时与传统的测量法相比较，GPS RTK测量在精度、速度等各方面都具有很明显的优势。
3.GPS测量技术的特点
GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、操作方便、全天候作业、作业效率高等特点，在测量领域采用GPS测量技术，具有许多的优势，首先在测量站间不需要考虑通视条件，因为在测量领域中测站间通视条件是首要考虑的问题，采用了GPS测量技术则比较方便，只要GPS系统能够接收到4颗以上的卫星信号，就能获得理想的测量结果，GPS测量技术能够观测无遮挡物下任何环境，尤其不需考虑时间、天气等因素，可以连续开展工作，保持全天候作业。GPS测量技术可以直接获得待测量点的三维坐标，即测量平面位置时，能够确定测量目标的地面高程，且定位精度高无累积误差。在距离测量方面GPS测量精度与红外测距仪一样，但GPS操作更简单方便，在测量距离较远时，仍能保证测量结果的高精度。由于GPS测量技术本身具有较高的自动化操作功能，能够自动、连续性接收卫星信号，随着科技水平的提高，GPS接收机自动化水平更高，设备越来越小，功能越来越强大，使用方便，操作简单智能。在开展外业测量工作时，测量人员只需要将GPS接收机天线对中、整平，开启设备电源开关，就能获得大量的观测数据，配套的数据处理软件能够对这些数据进行分析、处理，计算出测量目标的三维坐标，为后续的测量工作打下基础。 4.G PS技术的优点
4.1 GPS点之间不需要相互通视
对GPS网的几何图形也没有严格要求.因此选择GPS点位时非常灵活、方便，GPS测量的应用解决了测量学上测站点之间必须相互通视的一个难题.
4.2定位精度高
采用载波相位进行相对定位精度可达1ppm
4.3工作效率高
GPS测量时观测时间短，采用静态定位完成一条基线的相对定位所需观测时间，根据要求的精度不同一般约为1-3h，如果采用快速静态相对定位技术观测时间可缩短至数分钟。用RTK技术放样每个放样点只需要停留1-2s.流动站小组作业.每小时（2人）可完成中线测量5-10km若用其进行地形测量每小组每天可以完成0.8-1.5km2的地形图测绘.其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4.4自动化程度高
用GPS测量操作非常简便、自动化程度非常高测量员在观测中只要把接收机安装好量取天线高度、监视仪器的工作状态、采集环境的气象数据.开机后仪器便可自动进行观测、记录等一系列测量工作.使用GPS进行测量非常方便。
4.5功能齐全
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程，采用RTK技术可进行施工放样。
4.6全天候、全球性作业
由于GPS卫星有24颗且分布合理.在地球上任何地点.任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星.因此在任何地点任何时间均可进行GPS测量，GPS测量一般不受天气状况的影响。
4.7应用范围广
可以包括公路测量、控制测量、施工放样、竣工测量、养护测量、GPS前端数据采集等诸多领域。
5.GPS在高速公路测量中的发展
在高速公路工程控制测量中GPS测量技术得到广泛的应用。近几年来，我国高速公路建设取得了不错的成绩，这与路线勘测有着密切的关联，由于国内高速公路建设具有规模大、施工周期长的特点，通过了解线路情况便于合理设计高速公路工程施工图，在高速公路工程控制测量中使用GPS技术，能够解决布网困难、精度要求高的问题，二十一世纪以来，我国大部分公路工程部门采用GPS技术进行公路控制测量，在实际测量工作中GPS技术发挥出重要的作用。我国在高速公路建设中采用GPS技术逐渐建立了线路首级高精度控制网，现已在青银高速公路、广惠高速公路、沪宁高速公路等公路控制测量中取得了不错的成绩。由于GPS技术具有精度高、观测时间短、操作方便、作业效率高等优点，在现代化公路控制测量中得到广泛的应用，随着对GPS技术研究的深入，在高速公路工程控制测量中的应用范围也越来越广，为高速公路工程控制测量提供更好的技术支持，推动高速公路工程控制测量的发展
6.结束语
高速公路测量工作是施工中的关键环节，全球卫星定位系统GPS技术近年来发展迅速，具有特殊的意义它的全能性的导航、定位、监测的优势会在公路工程中广泛推广和使用，随着我国的经济飞速发展更高级别的公路不断修建延伸，GPS所构成的全国性的网络监控技术会更加完善和成熟，我国公路工程的建设将会更先进，高速公路交通管理会更加有序及时，道路会更加畅通。
江苏连云港地质工程勘察院 江苏 连云港222023
摘要：：结合 GPS 测量的特点， 较为详细的探讨了GPS 静态相对定位和 RTK（实时动态定位）技术在高速公路测量中的应用， 并通过实例证明 GPS 用于高速公路测量是完全可行的， 它在很大程度上可以提高测量的工作效率并节省费用。
关键词：高速公路；工程测量；GPS技术；应用发展
0.前言
随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展， 公路设计已面向数字化， 有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链， 减少数据转抄， 输入等中间环节， 是公路勘测设计， 内外业一体化的要求， 也是影响高等级公路设计技术发展的关键所在。在目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备， 但常规测量方法受通视和作业条件的限制， 作业强度大， 且效率低， 大大延长了设计周期。
1.高速公路施工中测量的重要性
随着我国交通运输事业的快速发展，高速公路施工质量的要求越来越高，高速公路工程施工测量的作用越来越重要，在高速公路施工形势日益复杂的背景下施工测量显得越来越重要，高速公路施工测量是设计施工中的重要环节，是确保工程质量的关键。
2.高速公路测量中GPS技术的应用
2.1 GPS技术在高速公路测量领域中的应用有巨大优势.
随着高速公路建设逐步向西部及山区延伸，在一些地形复杂困难的地区，常规测量要考虑各个测量点之间要全部相互通视，而利用GPS技术就可以在不全部通视的条件下完成各种测量工作。各测量点的选择受到的限制也将变得越来越少，很多常规测量工作不能完成的测量任务利用GPS技术就可以轻松搞定，这给设计方案的选择提供了很大帮助。GPS测量技术具有观测时间短定位精度高等优点，人员少且完成的工作量远远高于常规测量组，从而节约了资源还提高了效率。运用此技术进行施工图放样不仅能够放样出点位的平面位置，同时还能够观测到放样点的高程，这样就把常规测量条件下中线、中平两次定位的工作一次性完成了。通过应用和实践可以看出随着GPS技术在高速公路项目中的不断应用，其巨大的优势正逐步显现出来。
2.2 GPS控制测量
GPS控制测量工作与经典大地测量工作相类似按其性质可分为外业和内业两大部分其中：外业工作主要包括选点、建标、野外观测作业以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。如果按照GPS测量实施的工作程序则大体可分为这样几个阶段：技术设计；选点与建标；外业观测；数据处理；成果检核与处理。虽然GPS控制测量与经典大地测量各项工作相似，但是GPS的灵活选点、建标及强大的数据处理、成果精度都是经典大地测量无法比拟的。首先是选点上，GPS不需要考虑点与点之间全部通视的问题，从而使选点建标工作更加灵活。其次是外业观测，经典大地测量既耗费人力，劳动强度大，工作效率低。而GPS测量仪器架设简单自动记录，既轻松又工作效率高。最后是数据处理，GPS下载好数据利用配套数据处理软件，自动计算平差、导出平差报告，步骤简单快捷，不易出错。
2.3应用在大比例地形图的绘制
高速公路选线多是在大比例尺带状地形图上进行，用传统方法测图工作量大，人员配置多而且速度慢，而使用GPS RTK测量，构成碎部点的数据由于只需要采集碎部点的坐标、高程并输入其属性信息，在室内即可由绘图软件根据其属性信息绘制成图，且采集速度快，需要人员少，从而大大降低测图的难度，既省时省力又节约成本。
2.4进行高速公路施工图以及边线的放样
当设计单位在完成了公路线位设计后，接下来的就是由测量人员进行施工图放样和边线放样，其基本作业方法是：首先架设基准站并连接发射电台与移动站，基准站和移动站信号自动链接后，利用布设的控制点对移动站进行校正，然后将预先输入到手薄里边的路线曲线要素或点位坐标调出，就可以进行任意桩号的放样了。当手薄屏幕显示的设计点位与杆位重合时，在杆位处打桩写号即完成一个点的放样工作，每个点的放样后就可直接测得其高程，每个点都是独立完成的，不产生累计误差。
2.5快速进行高速公路横断面测量
高速公路中线确定后，为了计算路基填挖方量就要测定公路横断面，用常规的测量仪器测量时很难准确的确定某个桩号的横断面，尤其在弯道路段时更是不容易观察，用GPS RTK测量横断面时在手薄屏幕会自动生成该桩点的横断面线，我们只要按照屏幕显示的线移动测点即可，其测点之快是常规测量方法所不能达到。同时与传统的测量法相比较，GPS RTK测量在精度、速度等各方面都具有很明显的优势。
3.GPS测量技术的特点
GPS测量技术具有定位精度高、观测时间短、操作方便、全天候作业、作业效率高等特点，在测量领域采用GPS测量技术，具有许多的优势，首先在测量站间不需要考虑通视条件，因为在测量领域中测站间通视条件是首要考虑的问题，采用了GPS测量技术则比较方便，只要GPS系统能够接收到4颗以上的卫星信号，就能获得理想的测量结果，GPS测量技术能够观测无遮挡物下任何环境，尤其不需考虑时间、天气等因素，可以连续开展工作，保持全天候作业。GPS测量技术可以直接获得待测量点的三维坐标，即测量平面位置时，能够确定测量目标的地面高程，且定位精度高无累积误差。在距离测量方面GPS测量精度与红外测距仪一样，但GPS操作更简单方便，在测量距离较远时，仍能保证测量结果的高精度。由于GPS测量技术本身具有较高的自动化操作功能，能够自动、连续性接收卫星信号，随着科技水平的提高，GPS接收机自动化水平更高，设备越来越小，功能越来越强大，使用方便，操作简单智能。在开展外业测量工作时，测量人员只需要将GPS接收机天线对中、整平，开启设备电源开关，就能获得大量的观测数据，配套的数据处理软件能够对这些数据进行分析、处理，计算出测量目标的三维坐标，为后续的测量工作打下基础。 4.G PS技术的优点
4.1 GPS点之间不需要相互通视
对GPS网的几何图形也没有严格要求.因此选择GPS点位时非常灵活、方便，GPS测量的应用解决了测量学上测站点之间必须相互通视的一个难题.
4.2定位精度高
采用载波相位进行相对定位精度可达1ppm
4.3工作效率高
GPS测量时观测时间短，采用静态定位完成一条基线的相对定位所需观测时间，根据要求的精度不同一般约为1-3h，如果采用快速静态相对定位技术观测时间可缩短至数分钟。用RTK技术放样每个放样点只需要停留1-2s.流动站小组作业.每小时（2人）可完成中线测量5-10km若用其进行地形测量每小组每天可以完成0.8-1.5km2的地形图测绘.其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4.4自动化程度高
用GPS测量操作非常简便、自动化程度非常高测量员在观测中只要把接收机安装好量取天线高度、监视仪器的工作状态、采集环境的气象数据.开机后仪器便可自动进行观测、记录等一系列测量工作.使用GPS进行测量非常方便。
4.5功能齐全
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程，采用RTK技术可进行施工放样。
4.6全天候、全球性作业
由于GPS卫星有24颗且分布合理.在地球上任何地点.任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星.因此在任何地点任何时间均可进行GPS测量，GPS测量一般不受天气状况的影响。
4.7应用范围广
可以包括公路测量、控制测量、施工放样、竣工测量、养护测量、GPS前端数据采集等诸多领域。
5.GPS在高速公路测量中的发展
在高速公路工程控制测量中GPS测量技术得到广泛的应用。近几年来，我国高速公路建设取得了不错的成绩，这与路线勘测有着密切的关联，由于国内高速公路建设具有规模大、施工周期长的特点，通过了解线路情况便于合理设计高速公路工程施工图，在高速公路工程控制测量中使用GPS技术，能够解决布网困难、精度要求高的问题，二十一世纪以来，我国大部分公路工程部门采用GPS技术进行公路控制测量，在实际测量工作中GPS技术发挥出重要的作用。我国在高速公路建设中采用GPS技术逐渐建立了线路首级高精度控制网，现已在青银高速公路、广惠高速公路、沪宁高速公路等公路控制测量中取得了不错的成绩。由于GPS技术具有精度高、观测时间短、操作方便、作业效率高等优点，在现代化公路控制测量中得到广泛的应用，随着对GPS技术研究的深入，在高速公路工程控制测量中的应用范围也越来越广，为高速公路工程控制测量提供更好的技术支持，推动高速公路工程控制测量的发展
6.结束语
高速公路测量工作是施工中的关键环节，全球卫星定位系统GPS技术近年来发展迅速，具有特殊的意义它的全能性的导航、定位、监测的优势会在公路工程中广泛推广和使用，随着我国的经济飞速发展更高级别的公路不断修建延伸，GPS所构成的全国性的网络监控技术会更加完善和成熟，我国公路工程的建设将会更先进，高速公路交通管理会更加有序及时，道路会更加畅通。