謝建明 馮誼

【摘 要】CPS技術(shù)廣泛應(yīng)用于生活的方方面面，它主要應(yīng)用了全球衛(wèi)星定位的技術(shù)，為人們的工作、生活需求帶來(lái)很多方便，其中，在交通工程的勘測(cè)中，GPS技術(shù)為工程的勘測(cè)提供了很多便利，使得工作人員快速的獲得高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。本文重點(diǎn)介紹了GPS的測(cè)量模式、定位技術(shù)在公路勘測(cè)中的作用。

【關(guān)鍵詞】GPS技術(shù)；公路勘測(cè)；靜態(tài)測(cè)量；動(dòng)態(tài)定位；應(yīng)用

GPS這種技術(shù)起初是由美國(guó)研制的，主要應(yīng)用于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)中。它具有全天、連續(xù)、全球、實(shí)時(shí)的定時(shí)、定位功能，它可以幫助用戶提供更加精密的坐標(biāo)、時(shí)間、速度。GPS技術(shù)的這些特點(diǎn)幫助工作者獲得更多有利的信息，贏得每一位專業(yè)工作者的信賴。現(xiàn)代社會(huì)，GPS技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用于大地的測(cè)量、各種工程上的數(shù)據(jù)測(cè)量、工程變形上相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量，檢測(cè)，另外還有各種資源的勘察等等不同的學(xué)科領(lǐng)域，促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的迅速發(fā)展，使得測(cè)繪領(lǐng)域發(fā)生了影響深遠(yuǎn)的技術(shù)變革。

每一位專業(yè)的公路設(shè)計(jì)師都知道，在道路設(shè)計(jì)中勘測(cè)是必不可少的組成部分，設(shè)計(jì)師們憑借這種技術(shù)找到了道路設(shè)計(jì)所必需的數(shù)據(jù)資料。隨著人們各種生活需求的不斷增大，各種道路的建設(shè)需求也不斷增加，在這種情況下測(cè)量、繪制技術(shù)也在不斷進(jìn)步。道路的勘測(cè)也從傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀偏角法發(fā)展到全站儀極坐標(biāo)法，這種技術(shù)革命的發(fā)展雖然沒(méi)有從根本上改變傳統(tǒng)方法中的邊和角度的測(cè)量，需要設(shè)置測(cè)量的地點(diǎn)，還要需要各種測(cè)量的儀器，需要大量的人力物力資源，但是GPS技術(shù)的發(fā)展使得自動(dòng)化的速度不斷加快，自動(dòng)化的程度也在不斷提高，還在一定程度上減少了工作人員的勞動(dòng)量，為工程的數(shù)據(jù)勘測(cè)提供更加便捷、更加快速、更加準(zhǔn)確的勘測(cè)手段。

一、GPS系統(tǒng)的詳細(xì)介紹

GPS系統(tǒng)是全球的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，起初是美國(guó)為了滿足軍事上的導(dǎo)航定位需求而開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)集測(cè)量、定位于一體的衛(wèi)星系統(tǒng)，現(xiàn)在它的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大部分領(lǐng)域，現(xiàn)在的GPS廣泛用于測(cè)量這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，比如：攝影、工程、大地等等各方面。

（一）系統(tǒng)組成

空間的衛(wèi)星系統(tǒng)的六個(gè)軌道中都有24顆高軌道衛(wèi)星均勻分布，而且軌道的平面和赤道的平面有一定的傾斜角度，軌道平面之間也有傾斜度，軌道平面的間距大約是60度，整個(gè)系統(tǒng)的分布一定要保證地球的任一點(diǎn)都可以滿足最少有4顆的可視衛(wèi)星。

地面的監(jiān)控系統(tǒng)主要有國(guó)家基地、主控站、注入站、監(jiān)控站等共同組成。地面的監(jiān)控系統(tǒng)一方面要向衛(wèi)星導(dǎo)入電文，另一方面對(duì)空間的衛(wèi)星控制、監(jiān)測(cè)。

用戶的接受系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較簡(jiǎn)單了，它主要包括GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星接收器，處理數(shù)據(jù)的軟件。接收單元，天線單元共同構(gòu)成了衛(wèi)星接收機(jī)，接收單元主要是記錄GPS監(jiān)測(cè)到的信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾、解調(diào)等各種技術(shù)的處理，接收單元還負(fù)責(zé)獲取定時(shí)定位和速度的測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器是構(gòu)成接收機(jī)的核心，它主要負(fù)責(zé)管理、控制整個(gè)系統(tǒng)以及處理實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)等工作。天線單元就負(fù)責(zé)捕獲、跟蹤空間軌道中的衛(wèi)星，同時(shí)它還會(huì)將GPS的信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后接受處理后的信號(hào)。

這些程序都按照一定的步驟完成后，用戶就能夠得到符合自己要求的數(shù)據(jù)信息。

（二）系統(tǒng)的特點(diǎn)

GPS技術(shù)能夠?yàn)榇蟊娝邮埽貏e是近幾年，這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于基礎(chǔ)的研究，新領(lǐng)域的開(kāi)拓，軟硬件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)代社會(huì)隨著工程技術(shù)的不斷改革，這種技術(shù)又出現(xiàn)在工程測(cè)量這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，而且還給工程的建設(shè)帶來(lái)很多便利的條件。GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

1、測(cè)量點(diǎn)之間，測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間不需要通視。這在很大程度上幫助了工作人員的勞動(dòng)量，使得工程的選點(diǎn)更加方便、靈活，但是為了確保信號(hào)的接受不受干擾，一定要保證測(cè)量點(diǎn)上空開(kāi)闊。

2、根據(jù)調(diào)查可知，一般紅外儀的精度是5ppm+5mm，一般的雙頻接收機(jī)精度達(dá)到1ppm+5mm，而且，兩點(diǎn)之間的距離越大，GPS的優(yōu)勢(shì)就會(huì)越明顯，增加了數(shù)據(jù)的精密性，為工程的實(shí)施提供了更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，在一定程度上降低了風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

3、觀測(cè)的時(shí)間相對(duì)比較短，如果是根據(jù)參照物快速定位，一般情況下只需要5分鐘觀測(cè)，節(jié)省了時(shí)間和人力資源，方便快捷。

4、GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)能給設(shè)計(jì)師提供更加準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)。

5、這種技術(shù)基本上是自動(dòng)化，工作人員只需要負(fù)責(zé)儀器的安裝、開(kāi)關(guān)，還有儀器工作狀態(tài)的監(jiān)視，這樣在很大程度上減少了工作人員的工作量，減少了出錯(cuò)的幾率。

6、系統(tǒng)的觀測(cè)沒(méi)有時(shí)間、地點(diǎn)、天氣狀況等環(huán)境因素的限制。

二、GPS在道路勘測(cè)中的應(yīng)用

根據(jù)上面對(duì)GPS系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)，在道路工程的勘測(cè)方面，GPS技術(shù)能發(fā)揮很大的作用，減少工作人員的勞動(dòng)量。GPS技術(shù)中的測(cè)量技術(shù)和定位技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

1、在進(jìn)行道路的勘測(cè)時(shí)，首先，為了能夠順利的進(jìn)行工程的測(cè)繪，要根據(jù)路線的走向，進(jìn)行平面上、高程的控制測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，利用這種技術(shù)可以在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下，做到觀測(cè)速度快，靈活布網(wǎng)，全天工作，高精度定位等優(yōu)勢(shì)，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的處理就可以得到相對(duì)更加精確的三維坐標(biāo)。

2、采集數(shù)據(jù)、施工定位、控制測(cè)量的過(guò)程中，傳統(tǒng)的方法會(huì)因?yàn)榈貓D本身的誤差，人為造成的各種誤差而增加工程的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的幾率，很難進(jìn)行高精度的定位。但是GPS的測(cè)量系統(tǒng)中可以更加精確、高效的測(cè)出工程所需要的數(shù)據(jù)，建立精確的三維坐標(biāo)。

3、這種技術(shù)還應(yīng)用于工程的估算，位置的確定，劃定用地的界限。如果是在山區(qū)，傳統(tǒng)的方法就會(huì)面對(duì)非常大的難度，但是GPS定位系統(tǒng)就可以很容易的解決測(cè)量數(shù)據(jù)這個(gè)問(wèn)題，在保證數(shù)據(jù)精確的基礎(chǔ)上測(cè)定路線位置及工程的用地面積，能夠有效的解決因?yàn)閮x器、人為造成的各種誤差。

4、在公路的建設(shè)方面，GPS的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)可以通過(guò)和很多接收機(jī)相互配合實(shí)現(xiàn)資源的共享。在很大程度上減少了工程的經(jīng)濟(jì)投資，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上加快了工程建設(shè)的進(jìn)度，節(jié)省了人力、物力、財(cái)力。

5、GPS技術(shù)中的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)可以保證道路的路線走向能夠避開(kāi)農(nóng)村，以防給農(nóng)民的生活帶來(lái)不便，還可以避開(kāi)那些地勢(shì)崎嶇的地方，以免給工程的建設(shè)帶來(lái)不必要的麻煩。

在京杭高速公路的設(shè)計(jì)中就有很多運(yùn)用到全球定位系統(tǒng)的地方，比如布網(wǎng)方案的設(shè)計(jì)，GPS的應(yīng)用可以保證控制網(wǎng)的精度，確保了整個(gè)線路的精度均勻；線路周圍的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為工作人員提供了精確的數(shù)據(jù)，避免工作上的失誤；基線的解算，質(zhì)量的檢驗(yàn)等數(shù)據(jù)的處理都是利用GPS系統(tǒng)，避免了人為造成的失誤；中樁的放樣，選擇合適的基準(zhǔn)站的位置、合理的三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換等等數(shù)字技術(shù)都是利用了GPS技術(shù)，確保了工程的安全實(shí)施。

動(dòng)態(tài)定位技術(shù)的應(yīng)用是公路建設(shè)中測(cè)量放樣技術(shù)的一次改革。它使得公路放樣這項(xiàng)技術(shù)變得迅速又方便，在保證質(zhì)量的前提下提高了工作的效率，提高了測(cè)量的精確度，大大節(jié)省了人力、財(cái)力、物力等各種資源。這種技術(shù)是工程建設(shè)中的一次重大改革。

三、結(jié)語(yǔ)：

GPS技術(shù)在公路勘測(cè)的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，它在工程中有著革命性的積極作用，大大提高了數(shù)據(jù)勘測(cè)的精確度，操作也變的更加簡(jiǎn)單，為工程的設(shè)計(jì)提供了可靠的基礎(chǔ)資料以及精確的數(shù)字保證，促進(jìn)了工程建設(shè)的迅速發(fā)展。

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