GPS应用于公路工程控制测量中的作用研究

GPS应用于公路工程控制测量中的作用研究

马飞

马飞（内蒙古包头市公路工程质量监督站014040）

摘要：GPS全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统，其应用技术已遍及国民经济的各个领域。公路工程控制测量影响到公路的发展和建设，并且可以及时的发现安全事故地点，对经济的发展和区域之间的来往都具有较大的积极意义。将GPS应用到公路工程控制测量中，可以在客观上提升安全系数，并且对施工的进度和质量都具有积极影响。另一方面，随着材料和技术的不断提升，应用GPS还可以搜集大量的资料、数据，及时的找到不足之处进行改进。

关键词：GPS公路工程控制测量从GPS的角度来说，完全符合公路工程控制测量的要求。首先，GPS具有广泛性，它的测量范围非常广泛，通过卫星定位，不仅能够获得高清图像，而且可以得到较多的地理数据、资料，为控制测量提供数据上的支持；其次，应用GPS，可以加强控制测量的管理工作，形成一个强大的安全保障体系，实现全面提升。未来的控制测量工作会进一步细化，并且会在很多方面产生决定性作用，所以在现阶段熟练的应用GPS，发挥其功能，是非常有必要的。

一、GPS的工作原理GPS系统是一种采用举例交会法的微型导航定位系统。在需要的位置P点安置GPS接收机，在某一时刻同时接收了3颗以上的GPS微型所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离SAP、SCP，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置。从GPS的工作原理来看，将这种技术应用到公路工程控制测量，具有非常大的积极作用，在节省控制测量成本的同时，提高了工作效率，便捷的收集了大量的信息和数据，为后续工作的进行提供了强大的保证。

二、GPS应用于公路工程控制测量中的作用（一）测站之间无需通视相对于其他技术来说，GPS的技术特点还是比较明显的，很多公路工程在控制测量中应用这项技术以后，都得到了较大的帮助。例如“测站之间无需通视”，GPS在选点方面是非常灵活的，几乎不存在限制性的区域，只要符合控制测量的标准，都可以进行选点工作。值得注意的是，测站上空必须没有太大的障碍物，尽量要开阔一些，此项要求主要是为了让GPS卫星不受到信号干扰。从客观的角度来说，传统的公路控制测量方法并没有得到一个较大的提升，而且面对越来越多元化的公路工程，和越来越复杂的地质条件，控制测量工作必须提升到一个全新的水准，否则会对公路工程的修建和投入使用产生较大的负面影响。

（二）定位精度高对于GPS来说，很多人认为并没有传说中的那样神奇，但是其精度的高水准是毋庸置疑的。在长久的应用当中，GPS的精度得到了业界的肯定和多数公路工程的认可。根据得到的数据和资料来分析，距离越长，GPS的精度越高。当基线小于50公里的时候，固定误差a/MM≤10；当基线在100--500公里的范围内时，固定误差a/MM≤8。

由此可见，在公路工程控制测量中应用GPS，可以最大化的降低误差，得到的数据和资料具备较高的权威性，杜绝了以往工作中的一些失误。值得注意的是，误差问题在任何一种测量方式中都是存在的，GPS虽然误差较小，但是没有达到忽略不计的程度。技术人员需需要在日后的研究当中，进一步降低误差，提升GPS的精度。

（三）观测时间短公路工程的施工时间长、工作量大、技术要求高，在控制测量的相关工作中，需要大量的时间进行观测，导致数据和资料的搜集时间长，影响公路工程的工期和质量。采用GPS的另一个作用在于，观测时间非常短，例如使用南方S82GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。从这一点来说，GPS的观测时间是理想的。我国的公路工程处于一个持续的上升阶段，很多地区的公路工程由于特殊情况较多，导致观测问题非常严重。日后可以进一步推广使用GPS的观测功能，提升控制测量的工作效率，并且帮助施工人员提升工作水平和工作能力。

（四）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，换言之，在公路工程控制测量中应用GPS，能够轻而易举的获得三维坐标。

从客观的角度来说，平面坐标在目前的发展中成为了一种必要性的坐标数据，但要想在控制测量工作中得到一个较大的提升，就必须得到三维坐标。图1为GPS测得的某段公路工程的海拔高度，得到海拔高度以后，就可以推算出三维坐标，实现更加精准的定位测量。

图1：某段公路工程海拔高度根据现有的成果来看，GPS提供的三维坐标具有以下特点：第一，三维坐标准确，基本上没有误差，可以准确定位任何一个想要知道的位置；第二，提供三维坐标花费的时间短，减少了以往的计算难题；第三，提供的三维坐标能够帮助控制测量工作更好的进行，解决原有的技术缺陷。在以后的工作中，可以进一步提升GPS测量坐标的能力，改善公路工程中的其他问题。

（五）操作简便对于任何一种技术来说，过于复杂的操作并没有办法得到广泛的欢迎。GPS技术基于这一点，同时结合公路工程控制测量的复杂程度，其设备已经趋向于小型化和操作傻瓜化，通过这个优势，使得GPS的使用地位更加稳固。从公路工程控制测量的角度来说，由于工作量大，并且受到自然环境因素的限制较多，所以很多问题都没有得到一个有效的处理，甚至是影响了正常的工作进度。此时的GPS如果在操作上显得复杂，就没有太大的实际意义了。研究人员的日后方向在于，不仅要让GPS的操作变得简便，还要趋向于智能化，在公路工程控制测量中应用的时候，能够自动处理问题、记录问题、发现问题。

总结：本文对GPS应用于公路工程控制测量中的作用进行了研究，现阶段表现出的成绩还是比较理想的，但是后续工作还要加强，未来的提升空间也很大。我国特殊地区较多，比方说西藏地区、新疆地区等，偏远地区修建公路，控制测量工作具有决定性的影响，此时必须提升GPS的各项性能和硬性指标，只有这样才能在未来的发展中，创造更大的经济效益和社会效益，提升我国公路工程的质量，最终促进整个社会的和谐发展。

参考文献：[1]刘新强.GPS系统在公路工程控制测量中的应用[J].黑龙江交通科技，2012（03）.[2]董建忠,张悦莲.试论GPS在公路勘测中的应用[J].科技致富向导，2012（03）.[3]柳丽芳.GPS在工程测量中的应用探究[J].中国新技术新产品，2010（05）