摘要：GPS技术作为一项先进的测量技术，其在地形、工程以及航空等领域的测量工作取得了较为广泛的应用。在高速公路测绘中的应用发展非常快，已经能够实现在各种复杂环境下进行高速公路测量工作。本文在充分结合笔者对相关文献研究以及自己多年工作实践经验情况下，先从GPS技术的定义和特点入手，随后围绕其在高速公路测绘中的应用展开了详细研究。
关键词：GPS技术；高速公路；测量；应用
1.浅析GPS技术的定义及特点
1.1定义分析
GPS系统也就是全球定位系统，其结构主要包括GPS卫星星座且主要由分布在六个轨道平面中的24颗GPS卫星组合而成的；其地面监控系统有1个主控站，3个注入站，5个监控站及其他相关通信系统与辅助系统等。他们主要是用于对数据的收集、导航电文的编纂、向相关用户发送广播星历一精密星历以及GPS信号接收机等功能。可对来自于GPS卫星信号的接收、跟踪以及变换和测量，用于提供用户状态参数的这样一种电子设备。
1.2特点分析
GPS不仅在定位方面精度极高，其观测时间也非常短，且测点站不需要通视同时还可以提供三维坐标，另外其操作也是十分便捷。GPS接收机产生的伪随机码与卫星所发射出来的伪随机码相同，且由机内延迟锁相环使复制码与卫星输入码相互对准，进而求出信号传播时间并推算出卫星与接收机间的距离。通过对来自四颗及四颗以上的卫星的信号进行接收并使用空间后方交会原理而算出接收机安置点三维坐标及其参数，从而实现定位目标。应用传统的测量技术对调整公路工程进行控制测量过程中往往会受到天气因素以及通视条件等方面因素影响，而使得其测量不仅耗时而且在精确度方面还得不到有效的保障。而运用GPS测量技术，其主要是构建控制网并应用静态测量来达到极高的精度，且无论在什么时候或是什么样的环境下均可实现高速精准的测量目标。同时还可以实现对一些特大桥梁以及大长型隧道等道路的控制测量方面的各项需要。如果是在对普通的工程控制测量时也可以应用实时动态GPS测量技术，通过测量而取得实时精准的动态定位，而不需要在观测过程中进行通视，只要其达到一定定位精度便可，这样可以使测量工作更加简单化。
2.试析GPS在测绘中的作用
2.1关于静态定位分析
通常静态定位测量应用范围相对比较广，可以实现长短距离的基线测量。这种测量方式一般需要使用三个接收机并在基线两端设立天线，同时在测量中心做好相关标记且做到对中整平。只有这样才能实现三台接收机得以在同一时间内进行高速公路测量工作，该测量方式需要使用到四颗和四颗以上的卫星且所有卫星采样率均应当设置到5s~30s范围内，且其截止高度角也要完全一样。通常观测时段长度主要是由基线间精度和距离来决定的，其长度可以从几分钟到几小时。在实际测量过程中系统会自动解算用户站坐标和整周未知数。是否结束观测则需要以解算结果来做出相应的判断，如果结果变化未能达到相对稳定趋势则不能停止观测。随着RTK技术不断发展和应用，使得定位时间得到了有效地缩短，通常只需要5~10分钟这样就可以完成，因此，我们有理由相信，在不久的将来所需定位时间还会越来越少，同时精度也是越来越精确。
2.2关于动态定位分析
对于高速公路测量来讲，动态定位方面的发展前景还是非常广的，可以实现测量纵断面地面线、图形测绘、公路横断面以及中桩测量等。测量时间通常只需要2s~6s的就可以使精度达到1cm~3cm的范围内，与此同时，在测量过程中也不需要通视，其与全站仪相比要简便快捷许多。由于高速公路设计范围非常广、长度非常长且等级也比较高，应用传统测绘方法已经难以满足精度方面的要求。在现代测绘中应用GPS技术可以在平面控制中对路线进行平差分析和导线网测量工作，并应用GPS来对中线进行放样。该技术在高速公路测量中已经得到了有效地应用且得到了许多好评。
3.试析在高速公路中应用GPS测绘技术
对于高速公路施工来讲，GPS静态定位与动态测放都是极为常见的。其中GPS静态定位主要是通过接收卫星信息并反复观测以确定地面某个点的三维坐标以实现观测效果。而动态测放则主要是应用卫星系统自身优势建立一些控制参数并把已知三维坐标点在地面进行实地放样的。
3.1GPS点控制网的设计
建立GPS控制网主要是以高速公路每组及其线路实际情况来进行综合考虑的，进而科学合理地对设计方案做适当的高速与优化。GPS控制网是控制中十分重要的内容，所以，应用其他测量方法应当做加密处理。在对相互通视GPS点进行布设过程中应当在沿线每隔5km~10km的距离做好布设，这样可以有效地提升测量速度。在进行GPS选点及埋石过程中，应当重点控制人员与选线，严格按照相关规范来科学选取选点及埋石部位。而在GPS控制网加密中，如GPS控制网得以有效应用全站仪测量附合导线的方法来做好加密工作时，应当以GPS点为依据并将路线分割成若干段来进行独立测量，这样可以有效地保证各段附合导线都可以起止在GPS点上。
3.2GPS测量技术中的静态定位功能
在高速公路设计时通常需建立相应公路首级控制网并应用GPS测量技术来进行。应用静态定位功能时需在施工测量时为设计提供一些导线点，从而更好地实施复合及加密作业。在对高速公路进行设计时应用GPS点来重新布设时可以观测确定设计并给出相应点的坐标以保证精确度，如不达标的应当先做平差再对数据精度进行确定。
3.3在动态测放测量技术中的动态测量功能
一般来讲，动态测放是GPS测量技术与数据传输技术两者相互结合而产生的，其属于定位技术范畴。这种先进的高速公路勘测技术有着十分广阔的发展和应用前景。在应用其动态测放功能时可以不同等级路线带状平面控制网做出科学合理地布置，与此同时还可以进行路线中线等方面的测放。特别是在高速公路施工时应当应用动态测放功能来实现施工放样作业。同时还可以应用基站与流动站自身优势来实现一次性作业。另外，还可以设立永久基站来实现施工放样实时性功能，进而不会受到时间、地点和环境等方面的制约，这样一来可以有效地缩短作业时间且还能有效地节约成本。
3.4应用GPS来进行公路路线控制测量
在进行路线控制测量过程中，一个非常重要的设备就是GPS接收机，在应用该设备时务必要全方位检验其性能和可靠性。其中主要检验内容有实测检验、通电检验以及一般性检验。这些年来我国引进了诸多类型的GPS接收机，对其频率来说，通常可以划分为两种类型：单频与双频。其中双频接收机具有点间距离不受限制的优点，并且在边长超过20km的情况下能够将电力误差对点位坐标的影响大致消除。不仅如此，在进行快速动态与静态测量过程中，可以在短时间内将整周模糊值结算出来，进而缩短了其观测时间。
3.5GPS技术在加密控制点的应用
应用GPS技术在加密控制点工作时，不但能够大大提升了控制点的加密效率，并且还能够提升控制点的精准程度。在实施高速公路测绘过程中，已有的平面控制网中部分控制点极易受到破坏，使得整体控制网的精准程度下降。所以必须要使用GPS技术来定位控制点，将具体坐标点找出，随后实施加密，如此一来方可确保公路测绘的准确。
3.6GPS技术导线控制和测量在植被茂密地区的应用
在进行高速公路测绘过程中，不可避免会遇到不同类型的地形，其中较为常见的一个地形就是植被茂密区。在遇到该类情况时，如若采用传统的测绘方法必定困难重重，而应用GPS导线控制测量方式便可将通视困难的问题解决，从而大大提升测绘工作效率。实际操作方法如下：在确保通视的基础上，根据特定距离来进行GPS控制点的设置，通视对其实施加密处理，随后在相邻两个控制点范围中开展放线测量工作，并于整体植被茂盛部位采取同样的测量方法，直至整个测绘工作完毕。
3.7PTK技术（实时动态）在高速公路测量放线中的应用
PTK技术是基于GPS技术上发展而成一种新型GPS定位测量方式，是GPS技术的突破与创新，将其应用于高速公路测绘工作中具有非常重要的应用价值，具体如下：（1）大比例尺地形图的测绘通常在建设高速公路前，均需要科学设计公路的选线，而在此过程中大部分都会使用到中小比例尺地形图。不过在具体建设过程中，因为高速公路沿线地形非常复杂，所以在建设过程中运用中小比例尺地形图难以与实际需求相符，对于部分地区则需要更新与补测大比例尺地形图。在此情况下，应用RTK技术则能够快速测量待测地区，并且快速采集到所需信息，进而提升绘图的效率。（2）路线中桩放样确定高速公路线位后，则要求能够在地面上将高速公路的中线测出。该步骤复杂性较大，不过运用PRK技术则能够实时测量公路中线，以便于在短时间内将中线放样点的位置。而且各个放样点均是独立完成，如此便可避免放样点误差不断变大的问题出现，提升测量的精准程度。（3）对公路横断面的测量和测量中线相同，横断面测量在高速公路建设中是非常重要的一个步骤。通常而言，测量完毕公路中先后方可测量横断面，同时把具体测量所得的数值作为计算公路路基填挖方量的依据。不过，如若使用传统的测量仪器来测量公路所有桩号的横断面，不但要投入大量的物力与人力，并且测量起来困难较大，所以要想获得较为精准度的数据难度较大。而运用GPS测量技术便能够一次测量所有装好，同时能够利用计算机屏幕来将横断面进行移动与拉长，以确保能够快速便捷的完成测量工作。（4）GPS数据处理因为RTK无法像钢尺、经纬仪等常规仪器进行方向的测定以及距离的测量，其仅在屏幕上显示测量所得的坐标，即便能够预算计算出部分整桩、关系加桩的坐标，随后根据坐标来实时放样，不过中线测量与单纯的点位放样不同，因为在测量中线时仍会碰到诸多地物、地形需要加桩，要求结合现场来将位于中线上的特点且将其里程确定下来。而要想处理该问题，则能够结合设计数据，将线路显示于手持计算机上，并将整桩与曲线主点的桩位注明在屏幕上，因为在屏幕上显示了整个线路的中线，所以，则可以对比接收机的点位坐标来将中线上的地形或地物加桩找出，同时根据特定的算法计算出临时地形以及地物加桩的里程。（5）针对高速公路横纵放样地运用结合实践来看，GPS在高速公路横断放样工作中运用，首要任务是将道路横断面形式确定出来，随后在电子手簿内将横断面的设计数据输入其中，待会生成施工设放样点文件后存储好，之后现场人员便可以据此随时开展现成放样测设；而在高速公路纵断放样工作中运用GPS时只要在电子手簿里将道路所需放样的数据输入其中即可生成施工测设放样点文件，然后我们把它存储好了就能提供给现场人员，由他们根据工作安排开展现成放样测设。而后利用绘图软件便可以让我们绘制出高速公路项目沿线纵断面与各点横断面图。得益于测绘地形图采集而来的实地数据，这样一来能够让我们不必再像意外那样到项目实地测量横纵断面，进而有效地降低外业工作量以及项目成本。与此同时，如是需要的话我们还可以采取动态GPS到现场检测复合，这也比传统方法经济适用。另外，软件能够自动和高速公路地面线衔接开展“戴帽”工作，同时借助于“断面法”计算出土方量。
4.试论GPS技术在高速公路测绘中的发展前景
现如今公路设计相关软硬件设施设备都得到了极大的发展和进步，且在公路设计方面已经实现了数字化与CAD化，这样一来可以使许多中间环节得到了缩减，实现了一体数字化。在应用全站仪等相关仪器设备来进行公路勘测过程中往往会受到通视与地理环境等因素的制约，而使作业强度增大、周期长且工作效率偏低等情况。而应用GPS静态方式来建立总体控制网实现测绘带状地形图，以及线路平面、纵面以及横断面等测量，进而可以很好地为勘测阶段提供相关控制依据。在高速公路测绘中应用GPS技术可以有效地提升中线测量工作质量及效率，其有着极为可观的发展前景。
5.结论
总的来说，GPS测量技术在高速公路施工过程中起到十分重要的作用。正是该技术的极高精确度以及其无需通视等各项优势使得其测量工作效率得到了有效地提升。另外，将该技术应用到道路勘测以及施工放样等相关作业中可以有效地缩短时间的同时还可以有效地节约成本，且在质量方面也更有保障。
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