GPS技術(shù)作為一項先進(jìn)的測量技術(shù)，其在地形、工程以及航空等領(lǐng)域的測量工作取得了較為廣泛的應用。在高速公路測繪中的應用發(fā)展非?？?，已經(jīng)能夠實(shí)現在各種復雜環(huán)境下進(jìn)行高速公路測量工作。本文在充分結合筆者對相關(guān)文獻研究以及自己多年工作實(shí)踐經(jīng)驗情況下，先從GPS技術(shù)的定義和特點(diǎn)入手，隨后圍繞其在高速公路測繪中的應用展開(kāi)了詳細研究。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；高速公路；測量；應用

1.淺析GPS技術(shù)的定義及特點(diǎn)

1.1定義分析

GPS系統也就是全球定位系統，其結構主要包括GPS衛星星座且主要由分布在六個(gè)軌道平面中的24顆GPS衛星組合而成的；其地面監控系統有1個(gè)主控站，3個(gè)注入站，5個(gè)監控站及其他相關(guān)通信系統與輔助系統等。他們主要是用于對數據的收集、導航電文的編纂、向相關(guān)用戶(hù)發(fā)送廣播星歷一精密星歷以及GPS信號接收機等功能?？蓪?lái)自于GPS衛星信號的接收、跟蹤以及變換和測量，用于提供用戶(hù)狀態(tài)參數的這樣一種電子設備。

1.2特點(diǎn)分析

GPS不僅在定位方面精度極高，其觀(guān)測時(shí)間也非常短，且測點(diǎn)站不需要通視同時(shí)還可以提供三維坐標，另外其操作也是十分便捷。GPS接收機產(chǎn)生的偽隨機碼與衛星所發(fā)射出來(lái)的偽隨機碼相同，且由機內延遲鎖相環(huán)使復制碼與衛星輸入碼相互對準，進(jìn)而求出信號傳播時(shí)間并推算出衛星與接收機間的距離。通過(guò)對來(lái)自四顆及四顆以上的衛星的信號進(jìn)行接收并使用空間后方交會(huì )原理而算出接收機安置點(diǎn)三維坐標及其參數，從而實(shí)現定位目標。應用傳統的測量技術(shù)對調整公路工程進(jìn)行控制測量過(guò)程中往往會(huì )受到天氣因素以及通視條件等方面因素影響，而使得其測量不僅耗時(shí)而且在精確度方面還得不到有效的保障。而運用GPS測量技術(shù)，其主要是構建控制網(wǎng)并應用靜態(tài)測量來(lái)達到極高的精度，且無(wú)論在什么時(shí)候或是什么樣的環(huán)境下均可實(shí)現高速精準的測量目標。同時(shí)還可以實(shí)現對一些特大橋梁以及大長(cháng)型隧道等道路的控制測量方面的各項需要。如果是在對普通的工程控制測量時(shí)也可以應用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS測量技術(shù)，通過(guò)測量而取得實(shí)時(shí)精準的動(dòng)態(tài)定位，而不需要在觀(guān)測過(guò)程中進(jìn)行通視，只要其達到一定定位精度便可，這樣可以使測量工作更加簡(jiǎn)單化。

2.試析GPS在測繪中的作用

2.1關(guān)于靜態(tài)定位分析

通常靜態(tài)定位測量應用范圍相對比較廣，可以實(shí)現長(cháng)短距離的基線(xiàn)測量。這種測量方式一般需要使用三個(gè)接收機并在基線(xiàn)兩端設立天線(xiàn)，同時(shí)在測量中心做好相關(guān)標記且做到對中整平。只有這樣才能實(shí)現三臺接收機得以在同一時(shí)間內進(jìn)行高速公路測量工作，該測量方式需要使用到四顆和四顆以上的衛星且所有衛星采樣率均應當設置到5s~30s范圍內，且其截止高度角也要完全一樣。通常觀(guān)測時(shí)段長(cháng)度主要是由基線(xiàn)間精度和距離來(lái)決定的，其長(cháng)度可以從幾分鐘到幾小時(shí)。在實(shí)際測量過(guò)程中系統會(huì )自動(dòng)解算用戶(hù)站坐標和整周未知數。是否結束觀(guān)測則需要以解算結果來(lái)做出相應的判斷，如果結果變化未能達到相對穩定趨勢則不能停止觀(guān)測。隨著(zhù)RTK技術(shù)不斷發(fā)展和應用，使得定位時(shí)間得到了有效地縮短，通常只需要5~10分鐘這樣就可以完成，因此，我們有理由相信，在不久的將來(lái)所需定位時(shí)間還會(huì )越來(lái)越少，同時(shí)精度也是越來(lái)越精確。

2.2關(guān)于動(dòng)態(tài)定位分析

對于高速公路測量來(lái)講，動(dòng)態(tài)定位方面的發(fā)展前景還是非常廣的，可以實(shí)現測量縱斷面地面線(xiàn)、圖形測繪、公路橫斷面以及中樁測量等。測量時(shí)間通常只需要2s~6s的就可以使精度達到1cm~3cm的范圍內，與此同時(shí)，在測量過(guò)程中也不需要通視，其與全站儀相比要簡(jiǎn)便快捷許多。由于高速公路設計范圍非常廣、長(cháng)度非常長(cháng)且等級也比較高，應用傳統測繪方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足精度方面的要求。在現代測繪中應用GPS技術(shù)可以在平面控制中對路線(xiàn)進(jìn)行平差分析和導線(xiàn)網(wǎng)測量工作，并應用GPS來(lái)對中線(xiàn)進(jìn)行放樣。該技術(shù)在高速公路測量中已經(jīng)得到了有效地應用且得到了許多好評。

3.試析在高速公路中應用GPS測繪技術(shù)

對于高速公路施工來(lái)講，GPS靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)測放都是極為常見(jiàn)的。其中GPS靜態(tài)定位主要是通過(guò)接收衛星信息并反復觀(guān)測以確定地面某個(gè)點(diǎn)的三維坐標以實(shí)現觀(guān)測效果。而動(dòng)態(tài)測放則主要是應用衛星系統自身優(yōu)勢建立一些控制參數并把已知三維坐標點(diǎn)在地面進(jìn)行實(shí)地放樣的。

3.1GPS點(diǎn)控制網(wǎng)的設計

建立GPS控制網(wǎng)主要是以高速公路每組及其線(xiàn)路實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行綜合考慮的，進(jìn)而科學(xué)合理地對設計方案做適當的高速與優(yōu)化。GPS控制網(wǎng)是控制中十分重要的內容，所以，應用其他測量方法應當做加密處理。在對相互通視GPS點(diǎn)進(jìn)行布設過(guò)程中應當在沿線(xiàn)每隔5km~10km的距離做好布設，這樣可以有效地提升測量速度。在進(jìn)行GPS選點(diǎn)及埋石過(guò)程中，應當重點(diǎn)控制人員與選線(xiàn)，嚴格按照相關(guān)規范來(lái)科學(xué)選取選點(diǎn)及埋石部位。而在GPS控制網(wǎng)加密中，如GPS控制網(wǎng)得以有效應用全站儀測量附合導線(xiàn)的方法來(lái)做好加密工作時(shí)，應當以GPS點(diǎn)為依據并將路線(xiàn)分割成若干段來(lái)進(jìn)行獨立測量，這樣可以有效地保證各段附合導線(xiàn)都可以起止在GPS點(diǎn)上。

3.2GPS測量技術(shù)中的靜態(tài)定位功能

在高速公路設計時(shí)通常需建立相應公路首級控制網(wǎng)并應用GPS測量技術(shù)來(lái)進(jìn)行。應用靜態(tài)定位功能時(shí)需在施工測量時(shí)為設計提供一些導線(xiàn)點(diǎn)，從而更好地實(shí)施復合及加密作業(yè)。在對高速公路進(jìn)行設計時(shí)應用GPS點(diǎn)來(lái)重新布設時(shí)可以觀(guān)測確定設計并給出相應點(diǎn)的坐標以保證精確度，如不達標的應當先做平差再對數據精度進(jìn)行確定。

3.3在動(dòng)態(tài)測放測量技術(shù)中的動(dòng)態(tài)測量功能

一般來(lái)講，動(dòng)態(tài)測放是GPS測量技術(shù)與數據傳輸技術(shù)兩者相互結合而產(chǎn)生的，其屬于定位技術(shù)范疇。這種先進(jìn)的高速公路勘測技術(shù)有著(zhù)十分廣闊的發(fā)展和應用前景。在應用其動(dòng)態(tài)測放功能時(shí)可以不同等級路線(xiàn)帶狀平面控制網(wǎng)做出科學(xué)合理地布置，與此同時(shí)還可以進(jìn)行路線(xiàn)中線(xiàn)等方面的測放。特別是在高速公路施工時(shí)應當應用動(dòng)態(tài)測放功能來(lái)實(shí)現施工放樣作業(yè)。同時(shí)還可以應用基站與流動(dòng)站自身優(yōu)勢來(lái)實(shí)現一次性作業(yè)。另外，還可以設立永久基站來(lái)實(shí)現施工放樣實(shí)時(shí)性功能，進(jìn)而不會(huì )受到時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境等方面的制約，這樣一來(lái)可以有效地縮短作業(yè)時(shí)間且還能有效地節約成本。

3.4應用GPS來(lái)進(jìn)行公路路線(xiàn)控制測量

在進(jìn)行路線(xiàn)控制測量過(guò)程中，一個(gè)非常重要的設備就是GPS接收機，在應用該設備時(shí)務(wù)必要全方位檢驗其性能和可靠性。其中主要檢驗內容有實(shí)測檢驗、通電檢驗以及一般性檢驗。這些年來(lái)我國引進(jìn)了諸多類(lèi)型的GPS接收機，對其頻率來(lái)說(shuō)，通?？梢詣澐譃閮煞N類(lèi)型：?jiǎn)晤l與雙頻。其中雙頻接收機具有點(diǎn)間距離不受限制的優(yōu)點(diǎn)，并且在邊長(cháng)超過(guò)20km的情況下能夠將電力誤差對點(diǎn)位坐標的影響大致消除。不僅如此，在進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)與靜態(tài)測量過(guò)程中，可以在短時(shí)間內將整周模糊值結算出來(lái)，進(jìn)而縮短了其觀(guān)測時(shí)間。

3.5GPS技術(shù)在加密控制點(diǎn)的應用

應用GPS技術(shù)在加密控制點(diǎn)工作時(shí)，不但能夠大大提升了控制點(diǎn)的加密效率，并且還能夠提升控制點(diǎn)的精準程度。在實(shí)施高速公路測繪過(guò)程中，已有的平面控制網(wǎng)中部分控制點(diǎn)極易受到破壞，使得整體控制網(wǎng)的精準程度下降。所以必須要使用GPS技術(shù)來(lái)定位控制點(diǎn)，將具體坐標點(diǎn)找出，隨后實(shí)施加密，如此一來(lái)方可確保公路測繪的準確。

3.6GPS技術(shù)導線(xiàn)控制和測量在植被茂密地區的應用

在進(jìn)行高速公路測繪過(guò)程中，不可避免會(huì )遇到不同類(lèi)型的地形，其中較為常見(jiàn)的一個(gè)地形就是植被茂密區。在遇到該類(lèi)情況時(shí)，如若采用傳統的測繪方法必定困難重重，而應用GPS導線(xiàn)控制測量方式便可將通視困難的問(wèn)題解決，從而大大提升測繪工作效率。實(shí)際操作方法如下：在確保通視的基礎上，根據特定距離來(lái)進(jìn)行GPS控制點(diǎn)的設置，通視對其實(shí)施加密處理，隨后在相鄰兩個(gè)控制點(diǎn)范圍中開(kāi)展放線(xiàn)測量工作，并于整體植被茂盛部位采取同樣的測量方法，直至整個(gè)測繪工作完畢。

3.7PTK技術(shù)（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）在高速公路測量放線(xiàn)中的應用

PTK技術(shù)是基于GPS技術(shù)上發(fā)展而成一種新型GPS定位測量方式，是GPS技術(shù)的突破與創(chuàng )新，將其應用于高速公路測繪工作中具有非常重要的應用價(jià)值，具體如下：（1）大比例尺地形圖的測繪通常在建設高速公路前，均需要科學(xué)設計公路的選線(xiàn)，而在此過(guò)程中大部分都會(huì )使用到中小比例尺地形圖。不過(guò)在具體建設過(guò)程中，因為高速公路沿線(xiàn)地形非常復雜，所以在建設過(guò)程中運用中小比例尺地形圖難以與實(shí)際需求相符，對于部分地區則需要更新與補測大比例尺地形圖。在此情況下，應用RTK技術(shù)則能夠快速測量待測地區，并且快速采集到所需信息，進(jìn)而提升繪圖的效率。（2）路線(xiàn)中樁放樣確定高速公路線(xiàn)位后，則要求能夠在地面上將高速公路的中線(xiàn)測出。該步驟復雜性較大，不過(guò)運用PRK技術(shù)則能夠實(shí)時(shí)測量公路中線(xiàn)，以便于在短時(shí)間內將中線(xiàn)放樣點(diǎn)的位置。而且各個(gè)放樣點(diǎn)均是獨立完成，如此便可避免放樣點(diǎn)誤差不斷變大的問(wèn)題出現，提升測量的精準程度。（3）對公路橫斷面的測量和測量中線(xiàn)相同，橫斷面測量在高速公路建設中是非常重要的一個(gè)步驟。通常而言，測量完畢公路中先后方可測量橫斷面，同時(shí)把具體測量所得的數值作為計算公路路基填挖方量的依據。不過(guò)，如若使用傳統的測量?jì)x器來(lái)測量公路所有樁號的橫斷面，不但要投入大量的物力與人力，并且測量起來(lái)困難較大，所以要想獲得較為精準度的數據難度較大。而運用GPS測量技術(shù)便能夠一次測量所有裝好，同時(shí)能夠利用計算機屏幕來(lái)將橫斷面進(jìn)行移動(dòng)與拉長(cháng)，以確保能夠快速便捷的完成測量工作。（4）GPS數據處理因為RTK無(wú)法像鋼尺、經(jīng)緯儀等常規儀器進(jìn)行方向的測定以及距離的測量，其僅在屏幕上顯示測量所得的坐標，即便能夠預算計算出部分整樁、關(guān)系加樁的坐標，隨后根據坐標來(lái)實(shí)時(shí)放樣，不過(guò)中線(xiàn)測量與單純的點(diǎn)位放樣不同，因為在測量中線(xiàn)時(shí)仍會(huì )碰到諸多地物、地形需要加樁，要求結合現場(chǎng)來(lái)將位于中線(xiàn)上的特點(diǎn)且將其里程確定下來(lái)。而要想處理該問(wèn)題，則能夠結合設計數據，將線(xiàn)路顯示于手持計算機上，并將整樁與曲線(xiàn)主點(diǎn)的樁位注明在屏幕上，因為在屏幕上顯示了整個(gè)線(xiàn)路的中線(xiàn)，所以，則可以對比接收機的點(diǎn)位坐標來(lái)將中線(xiàn)上的地形或地物加樁找出，同時(shí)根據特定的算法計算出臨時(shí)地形以及地物加樁的里程。（5）針對高速公路橫縱放樣地運用結合實(shí)踐來(lái)看，GPS在高速公路橫斷放樣工作中運用，首要任務(wù)是將道路橫斷面形式確定出來(lái)，隨后在電子手簿內將橫斷面的設計數據輸入其中，待會(huì )生成施工設放樣點(diǎn)文件后存儲好，之后現場(chǎng)人員便可以據此隨時(shí)開(kāi)展現成放樣測設；而在高速公路縱斷放樣工作中運用GPS時(shí)只要在電子手簿里將道路所需放樣的數據輸入其中即可生成施工測設放樣點(diǎn)文件，然后我們把它存儲好了就能提供給現場(chǎng)人員，由他們根據工作安排開(kāi)展現成放樣測設。而后利用繪圖軟件便可以讓我們繪制出高速公路項目沿線(xiàn)縱斷面與各點(diǎn)橫斷面圖。得益于測繪地形圖采集而來(lái)的實(shí)地數據，這樣一來(lái)能夠讓我們不必再像意外那樣到項目實(shí)地測量橫縱斷面，進(jìn)而有效地降低外業(yè)工作量以及項目成本。與此同時(shí)，如是需要的話(huà)我們還可以采取動(dòng)態(tài)GPS到現場(chǎng)檢測復合，這也比傳統方法經(jīng)濟適用。另外，軟件能夠自動(dòng)和高速公路地面線(xiàn)銜接開(kāi)展“戴帽”工作，同時(shí)借助于“斷面法”計算出土方量。

4.試論GPS技術(shù)在高速公路測繪中的發(fā)展前景

現如今公路設計相關(guān)軟硬件設施設備都得到了極大的發(fā)展和進(jìn)步，且在公路設計方面已經(jīng)實(shí)現了數字化與CAD化，這樣一來(lái)可以使許多中間環(huán)節得到了縮減，實(shí)現了一體數字化。在應用全站儀等相關(guān)儀器設備來(lái)進(jìn)行公路勘測過(guò)程中往往會(huì )受到通視與地理環(huán)境等因素的制約，而使作業(yè)強度增大、周期長(cháng)且工作效率偏低等情況。而應用GPS靜態(tài)方式來(lái)建立總體控制網(wǎng)實(shí)現測繪帶狀地形圖，以及線(xiàn)路平面、縱面以及橫斷面等測量，進(jìn)而可以很好地為勘測階段提供相關(guān)控制依據。在高速公路測繪中應用GPS技術(shù)可以有效地提升中線(xiàn)測量工作質(zhì)量及效率，其有著(zhù)極為可觀(guān)的發(fā)展前景。

5.結論

總的來(lái)說(shuō)，GPS測量技術(shù)在高速公路施工過(guò)程中起到十分重要的作用。正是該技術(shù)的極高精確度以及其無(wú)需通視等各項優(yōu)勢使得其測量工作效率得到了有效地提升。另外，將該技術(shù)應用到道路勘測以及施工放樣等相關(guān)作業(yè)中可以有效地縮短時(shí)間的同時(shí)還可以有效地節約成本，且在質(zhì)量方面也更有保障。