(5)操作简便。GPS测量的自动化程度很高, 在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态, 而其它观测工作如卫星的捕获, 跟踪观测等均由仪器自动完成。

(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。

3 GPS在公路测量中的应用

3.1 静态GPS 测量技术在公路测量中的应用

静态GPS 测量技术主要用于建立公路首级控制网,之后再利用其它测量方法进行加密的附合导线测量。控制网的建立过程如下:

第一步:路线、GPS 点选址的初步勘察

接到外业测量任务后,组织人员对路线的走向进行初步勘察,查看沿线可选作GPS 点的位置情况。调察路线附近高等级GPS 点以便进行联测。

第二步: GPS 点控制网的设计

GPS 控制网的布设应根据公路等级、沿线地形地物、作业时卫星状况、精度要求等因素进行综合设计。因为GPS 控制网作为公路首级控制网时,需采用其他测量方法进行加密。故沿路线两侧每隔5-10km 布设一对相互通视的GPS 点。理论上GPS点观测时只须在3 个GPS 点上架设GPS 仪同时观测即可确定这3 个点的坐标。考虑到公路测量本身的特点采用4 台GPS 仪同时观测4 个GPS 点,这样可大大加快全线的测量速度。

第三步: GPS 选点、埋石

选点应按技术设计要求有利于采用其他测量方法扩展和联测。

第四步:架设GPS 仪观测

4 个GPS 点观测的共同时间、有效观测卫星总数等应满足规范要求。我们在外业的观测中规定观测时间不得少于0.5h ,有效观测卫星数不少于4个。

第五步: GPS 观测数据的处理

外业观测结束后将GPS 中的数据传入计算机中,采用南方公司的软件(包括采集器与计算机通讯软件、基线向量处理软件、网平差及坐标转换软件),及时进行数据处理和质量分析。过程可分为基线解算与检核、GPS 控制网平差计算两个步骤。

第六步: GPS 控制网进行加密。

利用全站仪测量附合导线的方法进行首级GPS 控制网的加密作业。将路线按GPS 的分布分成若干段,每一段单独进行附合导线的测量,保证每一段附合导线起始于GPS 点,终止于GPS 点。

第七步:导线点座标及平差计算

将每段附合导线测量数据传输到计算机中进行角度、距离平差得到最后结果。

3.2 RTK技术在公路测量中的应用

实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS (RTDGPS)技术,它是GPS测量技术发展的一个新突破,在公路工程中有广阔的应用前景. GPS静态定位、准动态定位等定位模式,由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果,同时无法及时对观测数据进行检核,这就难以保证观测数据的质量,在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果. 解决这一问题可通过延长观测时间来保证测量数据的可靠性,但这样一来则降低了GPS测量的工作效率. 实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度. 这样我们使用者就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少沉余观测,提高工作效率.

动态定位在公路中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS前端数据采集. 测量前需要在一控制点上静止观测数据,实时确定采样点的空间位置. 目前,其定位精度可以达到厘米级.

动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作. 整个测量过程在不需通视的条件下,测量1～3 s,精度就可以达到10～30mm,有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点. RTK技术具有很大的优点:实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程) ;彻底摆脱了由于粗差造成的返工,从而提高了GPS作业效率;作业效率高,每个放样点只需要停留1～2s,流动站小组作业(1～3人)可完成中线测量5～10km. 若用其进行地形测量,每小组每天完成0.8～1. 5(km)3 的地形测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的;在中线放样的同时完成中桩抄平工作;应用范围广—可以函盖公路测量(包括平、纵、横) ,施工放样,监理,竣工测量, GIS前端数据采集诸多方面;如辅助相应的软件, RTK可与全站仪联合作业,充分发挥RTK与全站仪各自的优势.

对于我们工程单位来讲, GPS静态定位和动态技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量. 生产过程中采用常规方法和GPS技术相结合生产流程可以极大的提高生产效率.随着GPS技术特点是RTK技术的发展,其初始化时间越来越断,跟踪能力也越来越强,精度越来越高,可靠性越来越强,有着良好的性价比.