维普资讯 http://www.cqvip.com ・３５６・ 第３３卷第２２期 ２ ０ ０ ７年８月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ ＶｏＬ ３３ Ｎｏ．２２ Ａｕｇ． ２００７ 文章编号：１００９．６８２５｛２００７｝２２－０３５６－０２ ＧＰＳ技术在公路测量中的应用前景探讨 邵珠福 朱国强 满新杰 摘要：介绍了ＧＰＳ技术及其定位基本原理，阐述了ＧＰＳ技术在公路测量中的应用前景，论述了ＲＴＫ技术的优点及其 在公路测量中的推广应用情况，并提出了推广建议，指出ＧＰＳ在公路勘测中的应用对公路的勘测手段和作业方法产生 了性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率。 关键词：ＧＰＳ技术，公路测量，ＲＴＫ技术，作业方法 中图分类号：ＴＵ１９８．１ 文献标识码：Ａ １ ＧＰＳ技术概述 硬件设备的发展，数字地面模型（ ｒＭ）的应用，公路设计已实现 全球定位系统ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）是美国陆海空 计算机化。其发展趋势就是道路设计的自动化，地形数据采集，三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天候、连续性、实 特别是快速、高精度原始数据采集对现代道路设计自动化至关重 设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据 时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、 要。建立勘测、是公路勘测设计“内外业一体化”的要求。 速度和时间。现在共有２４颗卫星在工作，在地球表面任何地方 转抄、输入等中间环节，但常规测 任何时刻，在高度角１５。以上，平均可同时观测到６颗卫星，随着 目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，作业强度大，且效率低，大 美国取消了民用精度的“ＳＡ＇’，进一步提高了民用精 量方法受横向通视和作业条件的， 度。ＧＰＳ系统的建立为测绘工作提供了一个崭新的定位测量手 大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，段，ＧＰＳ导航定位具有定位精度高、观测时间短、测站间无需通 在目前的技术条件下引入ＧＰＳ技术应当是首选。当前，用ＧＰＳ 为勘测阶段测绘带状 视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业、功能多应用广等显 静态或快速静态方法建立沿线总体控制网，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁、隧道 著特点，因而在城市与工程控制网的建立、更新与改造中得到了 地形图、日益广泛的应用。 建立施工控制网，进行施工放样。ＧＰＳ在公路测量中有着非常广 ＧＰＳ定位的基本原理就是将无线电发射台从地面搬到卫星 阔的前景。上，组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，利 ３ ＲＴＫ技术的优点及在公路测量中的推广应用 用三颗以上卫星的已知空间位置交会出地面未知点（用户接收 ３．１ 实时动态（ＲＴＫ）定位技术简介 机）的位置。 实时动态（ＲＴＫ）定位技术是以载波相位观测值为依据的实 依据测距的原理，其定位原理与方法主要有伪距法定位、载 时差分Ｇ＿Ｐｓ（Ｒ］ｒＩ）ＧＰｓ）技术，它是ＧＰＳ测量技术发展的一个新突 波相位测量定位以及差分ＧＰＳ定位。其又分为绝对定位与相对 破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位， 定位，绝对定位是利用ＧＰＳ卫星和用户接收机之间的距离直接测 还是准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时 定其绝对位置，又称单点定位，精度较差，不适合精密测量。 解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保 相对测地定位是至少利用两台ＧＰＳ接收机同步观测相同的 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 ＧＰＳ卫星，利用Ｌ１和Ｌ２载波相位观测值实现高精度测量，其原 造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观 理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在 测时间来保证测量数据的可靠性，这样就降低了ＧＰＳ测量的工作 接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出 效率。 待定基线的长度；求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型， 设计了静态、快速静态以及ＲＴＫ等作业模式。 实时动态定位（Ｒ］、Ｋ）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 静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝 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 变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘 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 米级精度广泛应用于一般的工程测量；而ＲＴＫ测量以其快速实 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 时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集（如碎部测量）与工程 的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用 放样中。ＲＴＫ技术代表着ＧＰＳ相对测地定位应用的主流。 户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，从而减少冗余观 ２ ＧＰＳ技术在公路测量中的应用前景 提高工作效率。 随着我国国民经济的快速增长，国家规划公路网的出台，公 测，路建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的 ３．２应用 要求，随着道路计算机辅助设计技术，公路设计行业软件技术和 收稿日期：２００７．０３．１３ 实时动态（Ｒ］、Ｋ）定位有快速静态定位和动态定位两种测量 作者简介沼 珠福（１９６５－），男，工程师，临沂市公路局沂南县公路管理局，山东临沂朱国强（１９７４一），男，工程师，临沂市公路局沂南县公路管理局，山东临沂满新杰（１９７７一），男，工程师，临沂市公路局沂南县公路管理局，山东临沂２７６３００ ２７６３００ ２７６３００ 维普资讯 http://www.cqvip.com 考荤 邵珠福等：ＧＰＳ技术在公路测量中的应用前景探讨 ・３５７・ 模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路 前端数据采集诸多方面。 勘测、施工放样、监理和ＧＩＳ（地理信息系统）前端数据采集。 进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数 ４）降低了作业条件要求，操作简便，容易使用，数据处理能力 ５）如辅助相应的软件，ＲＴＫ可与全站仪联合作业，充分发挥 快速静态定位模式，要求ＧＰＳ接收机在每一流动站上静止的 强。据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的 ＲＴＫ与全站仪各自的优势。 变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。 ３．４推广建议 在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。 １）ＧＰＳ静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高 动态定位模式在测量前需要在一控制点上静止观测数分钟 效、高精度地完成公路、桥隧平面控制测量。 （有的仪器只需２ ｓ～１０ ｓ）进行初始化工作，之后流动站就可以按 实时确定采样点的空间位置。 ２）生产过程中采用常规方法和ＧＰＳ技术相结合生产流程可 ３）随着ＧＰＳ技术特别是ＲＴＫ技术的发展，其初始化时间越 预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据， 以极大地提高生产效率。 目前，其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘 来越短，跟踪能力也越来越强，精度越来越高，可靠性越来越强， 测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形图测绘、中桩测量、横 在勘察设计、施工中具有代替全站仪的趋势。 断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量２ ｓ～４ Ｓ，精度就可以 （如全站仪）不可比拟的优点。 ４）ＧＰＳ技术在公路测量中的应用，是公路测量的一项性 达到１ ｃｍ～３ ｃｌｎ，且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器 技术革新，它将对传统的作业理念予以更新。 ４结语 ＧＰＳ在公路勘测中的应用，对公路的勘测手段和作业方法产 ３．３ ｒＫ技术的优点 １）定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累，其成果可达厘 生了性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是 米级精度（包括高程）。 ＧＰＳ定位技术与计算机技术结合，形成自动化测量技术，应用于 ２）作业效率高，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测 道路设计自动化技术，将是今后研究的重点。 量仪器的搬站次数。每个放样点只需要停留１ ｓ～２ Ｓ，流动站小 参考文献： 组作业，每小组（３人～４人）可完成中线测量５ ｋｍ～１０ ｋｍ。而且 ［１］徐绍铨，张华海，杨志强，等．ＧＰＳ测量原理及应用［Ｍ］．武汉： 在中线放样的同时可完成中桩抄平工作。若用其进行地形测量， 武汉大学出版社，２００３． 每小组每天可以完成０．８ ～１．５ 的地形图测绘，其精度 ［２］杨少伟．道路勘测设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４． ［３］刘培文．现代公路勘测设计实用技术［Ｍ］．北京：人民交通出 版社，２００１． 和效率是常规测量所无法比拟的。 ３）作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大，可以涵盖公路 测量（包括平、纵、横）、施工放样、监理、竣工测量、养护测量、ＧＩＳ Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ＧＰＳ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｒｖｅｙ ＳＨＡＯ Ｚｈｕ－ｆｕ ＺＨＵ Ｇｕｏ－ｑｉａｎｇ ＭＡＮ Ｘｉｎ－ｊｉｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＧＰＳ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｇ ｎａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｒｖｅｙ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ＲＴＫ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｒｖｅｙ．Ａｕｔｈｏｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＧＰＳ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｒａｄｉａｌｅ ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｈｉｇｈｗａｙ ｓｕｒｖｅｙ，ＰＴＫ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ （上接第２９８页） 量，研发半刚性基层的专用胶凝材料，加强对半刚性基层的施工 质量控制。 参考文献： 质量的变异性，使半刚性基层施工质量达到稳定的状态。 ４结语 ＪＴＪ ０３４—２０００，公路沥青路面施工技术规范［Ｓ］． 文中对贵州山区公路半刚性基层进行了分析，指出开裂和进 ［１］水且难以排走是半刚性基层结构致命的缺点，提出了相应的解决 ［２］吴卓华，周诚喜．对江苏高速公路半刚性基层材料研究及应用 办法：建立合理的结构设计模式，降低半刚性基层的胶凝材料用 的思考［Ｊ］．现代交通技术，２００６（３）：８９—９０． Ａ ｆｅｗ ｔｈｏｕｇｈｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄ ｂａｓｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ＺＨＯＵ Ｗｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｓｅｍｉ—ｒｉｇｉｄ ｂａｓｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｐｒｏｖｉｎｃｅ．ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｆａｔａｌ ｄｅｆａｕｌｔＳ ｔｏ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｔｙ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｍｉ—ｒｉｇｉｄ ｂａｓｅｍｅｎｔ ｉｎ ａｎｄ ｏｕｔ ｏｆ ａｂｒｏａｄ，ｔｈｅｎ ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｓｏｌｖｉｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｎｓｔｉｇ ｎｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｍｉ—ｒｉｇｉｄ ｂａｓｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＳＯ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｖｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒｏａｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ，ｔｈｅ ｓｅｍｉ—ｉｒｉｄ ｇｂａｓｅｍｅｎｔ，ｃｒａｃｋ，ｊｉｒｌｉｇ ｎｍａｔｅｒｉａｌ
