张立

摘要：GPS技术最初是为实现海陆空提供精确导航以及情报搜集而设定的，即用于军事方面。随着研究投入的不断加大，目前这种技术形成了完整的系统，在地球外部覆盖了24颗卫星，实现了在各领域的有效应用。高速公路的测量目的在于了解公路相关信息，查看其设计、使用是否符合要求。

关键词：GPS技术；公路测量；综合应用

中图分类号： X734 文献标识码： A

引言：

GPS技术已经能够达到实时动态测量效果。基于这一背景，简要阐述GPS技术的应用原理，分析这种技术在测量高速公路相关信息的应用，并以某项高速公路工程为例简单描述其应用要点，旨在优化GPS应用，提高测量有效性。

一、GPS技术的特点及发展现状

GPS系统具有很多优越的特点，包括高精度、高效率、全天候、多功能、操作便捷等。它的定位精度比较高，与红外仪的测量精度相当，并且在距离增长的情况下，GPS测量就更具有优越性；GPS的观测时间较短，一般在20 km以内，观测时间只需5 min；并且可同时精确测定测站点的三维坐标；GPS测量可以在一天里的任何时间、地点进行，且不受天气情况的影响。GPS的特点使其具有极其广阔的应用前景，在大地测量、工程测量、航空摄影测量和海洋测绘方面都得到广泛的应用，如用于工程测量，主要是采用的GPS静态相对定位技术，布设精密工程控制网，用于高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程，测绘各种比例尺地形图和施工放样等。

二、GPS技术特点

1、全天候，不受气候影响

GPS技术具有不受恶劣气候影响的特点，在实际测量工程中使用，能够很好的解决过去存在的受雨雾天气影响无法测量的问题。这种不受气候影响的系统直接解决了突发气候变化对测量工作的影响难题，提高了测量效率和质量。

2、连续性，即实时性

GPS系统能够时刻进行测量工作，对于任何时刻的测量需求均能够快速的满足。由于随着时代建设步伐的不断加快，提高办事速度和效率已经逐渐成为一种共识。

3、速度快，效率高

GPS技术相对于传统测量技术而言具有诸多优点，而速度快，效率高以及精确高就是其中重要的两点。而GPS技术由于本身具有的诸多优点，使其能够在各种导航和测量定位领域中独占鳌头。且由于该基础具有的极高的自动化程度和高精确性的定位特性，使其在公路工程测量中得以广泛运用。

4、投资少，限制因素少

传统测量技术在测量过程中需要借助多种控制点，且必须要有良好的通视条件和有足够的人力物力投入。而GPS技术不受通视条件的影响，操作也比较简单和快捷，无需投入大量的人力物力，成本投资比较少。

三、GPS技术应用到公路测量中的准备工作

在公路测量中应用GPS技术，首先要做好前期的准备工作，以保证GPS公路测量的顺利实施。如对公路工程相关资料的收集、整理工作，资料越详细、越全面越好，不仅要有国家的有关的法规文件，还要有施工设计图纸及测设成果等资料。然后，对公路测量工作的计划进行拟定，工作人员要对公路工程的设计方案进行深入分析、讨论。最后选择适合的作业方案开展GPS测量工作。在现阶段的公路测量中主要采用GPS静态测量方法，同时动态测量技术配合使用。

在公路建设中对于一些高等级的公路选线，大多是在大比例的地形图上进行，而采用传统的方法绘制大比例地形图，需要花费很多时间和精力，无形的加大了工作量。但是GPS技术的应用可以在测量工作中选择动态测量法，有效的克服这一问题，GPS动态测量只需要获取各个碎部点的坐标以及将其属性信息输入即可，这种方法速度快，操作便捷，具有很高的实用性。

关于道路的横、纵断放样工作。在横断放样时，首先要明确横断面的形式，然后在电子手薄中输入设计的数据，系统会生成一个施工测设放样点文件，进行存储，便于在现场放样测设。同样，在纵断放样时，也是采用和横断放样同样的做法，将放样数据存入到电子手薄中，生成文件，便于现场放样测设，这样做在一定程度上减少了外业工作。

关于道路中线放样。在大比例地形图上定线后，需要把公路中线标定出来。而采用GPS测量技术，便可以减少工作量，由于GPS测量时只要将中桩桩号输入到电子手薄中，就可以自动将放样点的坐标和点位。在GPS测量中，关于每个点的测量都是单独进行的，所以不会存在累计误差，促使各点的放样精度比较一致。GPS技术在公路桥梁中的应用，也使道路放样工作变得更加便捷，提高公路测量工作的效率。

关于桥梁结构物的放样。公路工程建设是一个复杂的工程，有些公路建设比较有难度。如在河流上修建大跨径桥梁，这个就是一个相对有难度的工程，采用常规的方法进行定位非常困难。但是GPS技术却能有效的降低作业难度，因为GPS测量不受外界的干扰，操作比较简便，在时间上也比较节省，且能够保证精度，能够与桥梁控制网的要求相符。

随着公路质量的要求逐步提高，对测量技术的要求也不断提高，常规的测量手段已经无法满足新的要求，而GPS技术的应用，在一定程度上满足了公路测量的新要求，到目前为止有很多公路工程应用了GPS技术，如沪宁、沪杭高速的上海段，江阴的长江大桥等运用了GPS技术。综上所述，GPS技术的应用具有一定的经济效益和社会效益。

四、高速公路测量中GPS技术的应用

1、 设计控制网

控制网的设计首先需要严格选取坐标系，将“WGS-84”大地坐标系统向平面坐标系转换的过程中，需确保测量区域中投影长度不超过每千米2.5厘米的变形值。坐标系统的选择可根据以下两项标准来判定：

A:投影长度≤每千米2.5厘米：这种情况应选用平面直角坐标系，高斯正形为3度。在条件适用情况下，也可采用抵偿坐标系。

B:投影长度>每千米2.5厘米：这种情况下必须使用抵偿坐标系，以免测量出现误差。当需要测量的高速公路长度超过一个投影带的有效范围时，应设置多个投影带，在每两个投影带范围交叠的地方设置能够相互通视的GPS测量点。

2、具体测量应用——以某高速为例

在一条全长约146千米的高速公路中，设计有5座隧道与23座桥梁，其中有3条隧道属于特长隧道。

在使用GPS技术展开测量时，需要从高速路段开始的地方起，每5千米至8千米设置一对观测点，两个观测点之间需要相互通视，间距在600米左右即可。由于这条高速公路中存在特长隧道，在对长度在1500米以上的隧道进行测量时，应在隧道中间位置以及两端分别布置测量点，若桥梁长度在200米以上时，也应以这种形式布设，保障放样需求的合理化。在本次研究中，全线一共埋设了63个GPS二级测量点与4个三级测量点。实际测量中，将桥梁与隧道中铺设的二级测量点作为首级平面控制网。

在本次研究中，对这一高速公路的测定共投入了17名研究员，其中8名为专业人员，另外9名为辅助研究员。设备方面，共使用了8台GPS接收机（Leica SR530），测量平面精度控制在3毫米±0.5ppm。观测时间在一小时左右，并且每15秒进行一次数据采样。整个测量工作仅用时7个工作日。

3、 导线控制

在研究的高速公路中，从公路起始处开始，每隔600米左右设立一级导线点一个，全线一共设置了212个导线点。测量仪器选用的是南方9600型以及Leica SR530这两种设备，采用静态测量方法，在10分钟内每隔15秒采集一次数据。

4、 摄影测量

摄影测量一般采用飞行器为载体，间隔相同时间进行数据采集。摄影需要按照一定比例进行，比例尺根据地形图确定。例如，在一副1比2000的地形图中，摄影比例应该设定在1比10000；本次研究的高速公路测量中，在平差处理之后能够将测量精度达到100毫米左右，最弱边相对中误差在1/53768，高程数据是根据GPS计算中的拟合法解得出，符合计算要求。

结束语：

随着越来越多先进技术在实际生活中得以应用，作为现代社会一个非常重要技术的GPS技术也逐渐在公路工程测量中发挥作用。本文就GPS技术在公路工程测量中的应用情况进行探讨，旨在更加深入的了解GPS测量技术，从而更好的指导实际测量工作。

参考文献：

[1] 王淑黎，梅芮彬.GPS技术在公路测量设计中的应用[J].科技致富向导，2013（6）.

[2] 陈柳斌.浅析GPS技术在公路测量中的应用[J].经营管理者，2012（8）.

[3] 康亮，王海平，姜永福.GPS技术在公路测量中的应用现状及前景概述[J].科技广场，2011（2）.