浅谈GPS系统在公路测量中的应用
【摘要】GPS定位技术的出现和不断改善，使测绘定位技术发生了性的变革。可以说GPS在公路筑中的应用已经越来越广泛，越来越深入。本文将对GPS系统的优点;GPS系统在公路测量中的应用;GPS系统在公路测量中的体会;以及CORS系统的发展进行介绍。
【关键词】GPS系统；公路测量；应用
1980年第一台商用GPS接受机问世，随着GPS卫星的不断人轨以及CPS接受机性能的不断提高和改进，GPS测量技术已广泛应用于我国国民经济建设的各个部门。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定3维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替，同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态：定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。
1.GPS系统的优点
GPS测量的技术相对于常规的测量方法来讲，它有很多的优点和特点。
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。
1.2定位精度高。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，但随着距离的增长.GPS测量优越性愈加突出。
1.3观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30一40min左右，采用快速静态定位方法，观测时间更短。例如使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在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，可以精确测定观测站的大地高程。
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，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。
1.6全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。
2.GPS在公路测量中的应用
CPS系统已经广泛的应用在公路测量之中，与传统的公路测量相比，它的优势显露无疑。“传统的公路定测，用全站仪放中线、测横断面及其测量桥位平面图，用水准仪测高程，需用多台仪器，多个导线点，多个人观测，这对定测的精度都有影响。地形图的碎步测量采集数据也比较繁琐。而GPS测量精度高，速度快，作业方法多样，被广泛用于测量工作。”
2.1线路勘测
在公路选线过程中，我们往往要按照勘测设计规范，本着尽量减少占用农田、少拆迁房屋并尽量利用旧路路基这样一个原则，为了准确设计好道路中线路使其符合设计要求，我们可以利用GPS RTK技术，用车载GPSRTK接收机做流动站，沿原路中线按一定间隔采集数据，选择另一已知点为参考站，遇到重要地物，准确定位，最后将数据传人计算机，利用AutoCAD软件可以方便在计算机上选线。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来，并得到中桩点坐标及坐标文件。
2.2道路的中线测设
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。采用动态GPS测量，只需将中线主点的坐标输入GPS接收机中，系统就会定出放样的点位。由于每个点位的测量都是完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。
2.3公路纵、横断面放样
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，也可采用动态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。
2.4施工测量
动态GPS系统既有良好的硬件，也有极其丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷，精度可达到厘米级。随着动态GPS测量技术的不断发展、完善，将更加充分的显示出这一技术的高精度和高效益，它会为公路工程建设的发展和进步发挥更大的作用。
3.GPS测量的应用体会
“将GPS卫星定位技术应用于公路建设，给传统的公路勘探作业方式带来了巨大变革，使公路测设水平显著提高。”[2]我们应该在公路测量中加快这种技术的普及和应用。CPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。GPS测量
可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。
4.CORS系统的发展
随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统( Continuous Operational Reference System,缩写为CORS)已成为公路测量GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。
4.1 CORS系统组成
4.1.1基准站网：基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。
4.1.2数据处理中心：系统的控制中心，用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成一定格式的数据文件，分发给用户。数据处理中心是CORS的核心单元，也是高精度实时动态定位得以实现的关键所在。中心24/J、时连续不断地根据各基准站所采集的实时观测数据在区域内进行整体建模解算，自动生成一个对应于流动站点位的虚拟参考站(包括基准站坐标和GPS观测值信息)并通过现有的数据通信网络和无线数据播发网，向各类需要测量和导航的用户以国际通用格式提供码相位/载波相位差分修正信息，以便实时解算出流动站的精确点位。
4.1.3数据传输系统：各基准站数据通过光纤专线传输至监控分析中心，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制模块。
4.1.4数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据。
4.1.5用户应用系统：包括用户信息接收系统、网络型RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。
4.2 CORS系统彻底改变了传统RTKjlg量作业方式
4.2.1改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围。
4.2.2采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率。
4.2.3拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性。
4.2.4用户不需架设参考站，真正实现单机作业，减少了费用。
4.2.5使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰。
4.2.6提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享。■
【参考文献】
［１］臧军强,李明伟.中天山特长隧道施工GPS控制网的建立及横向贯通误差预计分析[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011,(01):23-27.
［２］肖胜文,刘伟宏,徐思东.对高职建筑工程测量课程实践教学的探讨[J].职教论坛,2010,(35):49-50.
［３］程钢,葛小三,于海洋,卢小平.数字测图原理与方法实践教学[J].地理空间信息,2011, (01):150-152,14.
［４］齐文艳.高职道路与桥梁专业《工程测量》课程教学改革探讨[J].赤峰学院学报(自然科学版),2011,(01):219-220.
