GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

論文題目：GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

目錄一、首先根據(jù)論文課題涉及的知識對相關(guān)資料進(jìn)行收集二、GPS測量技術(shù)現(xiàn)狀的認(rèn)識三、GPS網(wǎng)四、GPS測量技術(shù)在公路工程中應(yīng)用的應(yīng)用五、GPS定位技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用六、GPS測量技術(shù)在公路工程應(yīng)用的前景與展望八、最后是對老師的感謝1對論文課題相關(guān)資料進(jìn)行收集

在圖書館查閱介紹GPS測量技術(shù)的組成原理與其在公路工程應(yīng)用中的相關(guān)圖書：《城市軌道公路工程測量》秦長利，中國建筑工業(yè)出版社，2008-7-1、《工程測量規(guī)范》GB50026-2007、《GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用》黃國強蘇長勇2010-12、《RTK測量新技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用探討》單紅佳2011-12、《導(dǎo)線測量在道路施工中的應(yīng)用》辛建嗬劉軍2011-6、《地鐵測量控制要點》何曉輝2007-8、《公路工程中水準(zhǔn)測量的誤差控制》藍(lán)志強2010-1等。利用課余時間上網(wǎng)瀏覽對GPS測量技術(shù)發(fā)展與前景的有關(guān)信息，并記錄對以后論文寫作有用的知識。2GPS測量技術(shù)現(xiàn)狀的認(rèn)識2.1GPS的發(fā)展過程2.2GPS基本系統(tǒng)的組成、GPS系統(tǒng)三部分介紹、GPS的工作原理

21世紀(jì)是信息化的時代，而作為信息化產(chǎn)業(yè)技術(shù)方向的一部分，測繪專業(yè)在數(shù)字地球概念中扮演著重要的角色。而GPS全球定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點。在測繪領(lǐng)域中，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量及地形測量等各個領(lǐng)域。GPS

也稱全球定位系統(tǒng)，它是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，具有良好的抗干擾性和保密性，隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從衛(wèi)星領(lǐng)域擴大到航空，工程，電力等方面，由于GPS的得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢，測量領(lǐng)域也進(jìn)入了GPS時代，GPS也稱全球定位系統(tǒng)，它是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，具有良好的抗干擾性和保密性，隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從衛(wèi)星領(lǐng)域擴大到航空，工程，電力等方面，由于GPS的得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢，測量領(lǐng)域也進(jìn)入了GPS以高精度、經(jīng)濟、方便等優(yōu)點給測量帶了革命性變革。2.1GPS的發(fā)展過程

GPS是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）的簡稱，從上世紀(jì)七十年代美國就開始了對其研制，直到1994年的3月份，經(jīng)過20年的時間，約花費200億美元才完成對其的初步整體布置，它建設(shè)的最初目標(biāo)是為了滿足自己國家的國防安全，主要是為了自己國家軍事部門對海陸空三方面軍事情況的高精度指揮和部署，由于其有多個衛(wèi)星組成的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，所以經(jīng)常說衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)能對目標(biāo)進(jìn)行時時，不間斷，地球的任何地理位置進(jìn)行精密三維導(dǎo)航與定位能力，由于其開發(fā)的初衷，使它也具有了自身系統(tǒng)的安全保密性，也能抵制很多外來因素對其信號的干擾性。通過實踐發(fā)現(xiàn)，GPS測量技術(shù)可以與我們?nèi)粘Ｓ玫耐ㄐ偶夹g(shù)結(jié)合，這也為GPS測量技術(shù)的進(jìn)一步快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，成功的把靜態(tài)測量技術(shù)發(fā)展到了動態(tài)測量技術(shù)，也就是能對地面點進(jìn)行相關(guān)三維坐標(biāo)進(jìn)行快速動態(tài)測量，以前GPS的數(shù)據(jù)處理都需要先獲得然后人為操作對其進(jìn)行相關(guān)技術(shù)處理，而逐步發(fā)展到了能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行時時更新，對物體的定位與導(dǎo)航實時處理，又為GPS測量技術(shù)的發(fā)展提供了新的應(yīng)用范圍，對其各方面的應(yīng)用深度也加深了更多。2.2GPS基本系統(tǒng)的組成、

GPS系統(tǒng)三部分介紹、GPS的工作原理

GPS的原理在任一時刻同時接收了3顆（a、b、c）以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航信號，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處理與計算求得該時刻GPS接收機至GPS衛(wèi)星的距離Sa、Sb、Sc；而其系統(tǒng)有空間部分（所謂空間部分就是指GPS衛(wèi)星星座，所謂的衛(wèi)星星座就是發(fā)射進(jìn)入軌道并且能正常工作的GPS衛(wèi)星的集合，其計劃組成包括24顆衛(wèi)星，它們的軌道近乎是圓形的，這些衛(wèi)星有三個軌道，這三個軌道的傾斜角度為63度，衛(wèi)星平均分布在三個軌道上，三個軌道的半徑為26560千米，衛(wèi)星運行周期為12小時）、地面監(jiān)控部分（地面監(jiān)控部分是支持整個系統(tǒng)正常運行的地面設(shè)施，其組成包括主控站，監(jiān)測站和通信與輔助系統(tǒng)三方面）和用戶部分（用戶部分由GPS接收機等儀器設(shè)備和用戶組成，而計算機、指南針、微機、氣象儀器等都屬于用戶設(shè)備，就其GPS接收機而言也可以根據(jù)其功能的不同分為好多種類，也可根據(jù)其接收衛(wèi)星信號的頻數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分類）三大部分組成。GPS衛(wèi)星可以連續(xù)的向用戶撥發(fā)傭金型導(dǎo)航定位的測距信號和導(dǎo)航電文電文，并接受來自地面監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息和命令以維持系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。3GPS網(wǎng)3.1GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)點設(shè)計3.2GPS網(wǎng)的選點與埋石

3.3GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則

要想建立合適的GPS網(wǎng)，建立準(zhǔn)確方便的GPS控制網(wǎng)是必備前提，要建立GPS控制網(wǎng)就要有符合相關(guān)公路工程的GPS控制網(wǎng)設(shè)計，其程序文中有具體步驟，然后根據(jù)設(shè)計進(jìn)行實地的踏勘選點，埋石，接下來進(jìn)行外業(yè)的測量工作，結(jié)算所得數(shù)據(jù)。在此過程中對選點埋石的相關(guān)規(guī)范原則和數(shù)據(jù)結(jié)算檢核知識都要掌握，這些都是成功建立GPS網(wǎng)所必須要掌握的。3.1GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)點設(shè)計

GPS網(wǎng)的點應(yīng)盡量與原有的地面控制點相重合，重合點至少3個，以便數(shù)據(jù)采集完畢后更可靠地確定GPS網(wǎng)和地面網(wǎng)之間的相應(yīng)轉(zhuǎn)換參數(shù)；為便于觀測與水準(zhǔn)聯(lián)測，所以GPS網(wǎng)點應(yīng)設(shè)在視野相對開闊與容易到達(dá)的地方；為便于公路導(dǎo)線點的加密，GPS網(wǎng)點則應(yīng)盡量靠近公路的走向。3.2GPS網(wǎng)的選點與埋石

GPS的選點主要以選定線和控制人員的作業(yè)為主要的依據(jù)，要選擇有利于測量工作和以后為道路施工方面的應(yīng)用點位；控制點均要選擇在施工的紅線外并且要盡量滿足通視要求，點位要相對穩(wěn)定；點位的選設(shè)時更要考慮施工過程可能對其造成的影響，以及如何選定更有利于以后的施工測量，同時避開對衛(wèi)星信號傳播有影響的障礙物；控制點要分布均勻，相鄰邊長之比不大于1/2。3.3GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則

GPS控制網(wǎng)的控制點選點原則如下：測站點特別是控制點的選擇一定要按相關(guān)要求（遠(yuǎn)離高壓電線和大功率的無線電發(fā)射臺）進(jìn)行布設(shè)，衛(wèi)星信號被接收機更好地接收，否則很容易對后期測量成果做成嚴(yán)重影響；由于障礙物能阻礙衛(wèi)星信號的傳播，所以在進(jìn)行測站點的選定時，注意周圍障礙物的影響，以保證信號順利被接收機接收，獲得能滿足相關(guān)工程測量需要的數(shù)據(jù)；檢測是所有測量工作必須的最后一步，但也是必不可少的步驟，以至于測站點的布設(shè)也應(yīng)能用常規(guī)測量手段的進(jìn)行測量，盡量離已修好的公路近一點，便于到達(dá)；點之記是在相應(yīng)測站點的選定布設(shè)后，按照一定的規(guī)則要求對相應(yīng)點的描述。4GPS測量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用4.1GPS的公路測量的準(zhǔn)備工作4.2在公路工程測量中可能會遇到的問題 4.3在進(jìn)行GPS觀測時應(yīng)注意的方面4.1GPS的公路測量的準(zhǔn)備工作運用GPS測量技術(shù)做公路工程中的相關(guān)測量工作，首先要在測量工作之前做足充分的準(zhǔn)備工作，收集好公路工程的相關(guān)資料，準(zhǔn)備好《公路道路的勘測規(guī)程》、《公路橋位的勘測規(guī)程》、《公路的勘測規(guī)范》、《公路橋涵的施工技術(shù)規(guī)范》、《公路路基的施工技術(shù)規(guī)范》、工程的《招標(biāo)文件》與施工設(shè)計的圖紙與測設(shè)的成果之類的相關(guān)資料。制定測量作業(yè)的計劃，組織相關(guān)的測量人員對工程的設(shè)計方案進(jìn)行分析評價，最終選擇符合相關(guān)公路工程特點GPS的測量技術(shù)來進(jìn)行公路的工程測量。4.2在公路工程測量中可能會遇到的問題因為公路自身的特點——狹長，致使在相關(guān)測量作業(yè)時很難利用起算點的坐標(biāo)系統(tǒng)處理所有的測量數(shù)據(jù)，所以在實際測量中往往會用到多種不同級別性質(zhì)的控制點，但無論用了幾種類型的控制點，都要在它們能相互兼容的前提下進(jìn)行，否則測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量很難得到相關(guān)保證，也就是失去了測量的意義。路線控制測量的質(zhì)量得不到保證；地面通視不變往往影響常規(guī)測量的實施，對于常規(guī)測量來說各測量點間的相對通視是必不可缺少的條件，這樣的要求是常規(guī)測量在很多特殊的地區(qū)無進(jìn)行相關(guān)控制測量作業(yè)，如在密林、密集灌溉及青紗帳地區(qū)；經(jīng)濟是一切活動必須考慮的因素。4.3在進(jìn)行GPS觀測時應(yīng)注意的方面根據(jù)衛(wèi)星可見性預(yù)報，選擇最佳觀測時段進(jìn)行GPS觀測；要求對GPS接收機天線的對中精度為1mm，而其標(biāo)志線的指北誤差≤±5度，這樣可以通過可減弱相位中心偏差對測量數(shù)據(jù)質(zhì)量結(jié)果的影響；量取天線高時，要從多個方向?qū)ζ溥M(jìn)行量取，其誤差不能＞2mm，其值一般取各個量取值的算術(shù)平均值；衛(wèi)星高度截止角≥15度，接收衛(wèi)星數(shù)≥4；控制測量過程中一定要保證實測數(shù)據(jù)的精度，這樣才能為建立的控制網(wǎng)精度打下基礎(chǔ)，觀測的時間要根據(jù)精度的大小選擇時長；觀測時，切記不要在天線附近使用對講機或移動電話，以減少信號干擾。5GPS定位技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用 5.1GPS定位技術(shù)方法之靜態(tài)相對定位技術(shù)5.2GPS定位技術(shù)方法之實時動態(tài)相對定位技術(shù)首先介紹GPS測量定位技術(shù)的兩個大的分類：靜態(tài)與動態(tài)定位技術(shù)。并對其相關(guān)適應(yīng)用范圍作說明介紹，無論是什么工程的測量，精度都有其各自相關(guān)要求，所以論文也對定位精度作了相關(guān)分析說明，具體的如何分析在論文中可以相關(guān)了解。5.1GPS定位技術(shù)方法之靜態(tài)相對定位技術(shù)

GPS接收機在每一流動站上靜止的進(jìn)行觀測，在觀測過程中，既要接收基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù)，又要同時衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)，實時解算整未知數(shù)與用戶站的三維坐標(biāo)，一旦解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度滿足公路測量設(shè)計要求，便可以結(jié)束實時觀測，其一般應(yīng)用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密。若采用常規(guī)測量方法（如全站儀測量），受客觀環(huán)境因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實施測量比較困難，而采用RTK快速靜態(tài)測量，就可起到事半功倍的效果。單點定位只需要5至10分鐘，不到靜態(tài)測量所需時間的五分之一，在公路測量中可以完全代替全站儀完成導(dǎo)線測量等控制點加密工作。5.2GPS定位技術(shù)方法

之實時動態(tài)相對定位技術(shù)實時動態(tài)相對定位的基本依據(jù)是載波相對觀測量。動態(tài)功能是通過衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點位，實地放樣地面上，在測量工作進(jìn)行時，通常要求選取點位精確的控制點，并將這些控制點作為整個測量工作過程中的控制基站，然后使用一臺或者數(shù)臺地面接收裝置連續(xù)接收來自于不同角度的實時動態(tài)數(shù)據(jù)。GPS測量儀器測量前需要在控制點上靜止觀測數(shù)分鐘（有的儀器只需2至10s）進(jìn)行初始化工作，之后GPS流動站就可以按預(yù)定的采樣間隔自動進(jìn)行觀測，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時確定采樣點的空間位置（其定位精度可以達(dá)到厘米級）。6GPS測量技術(shù)

在公路工程應(yīng)用的前景與展望

GPS測量技術(shù)在公路工程中應(yīng)用的發(fā)展不僅在于系統(tǒng)硬件和軟件自身的開發(fā)與完善,而主要在于和其他新技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)成功能更完善,性能更可靠。GPS與自動化測探系統(tǒng)相結(jié)合,將達(dá)到高度的一體化和自動化,為道路的斷面測量,管道地形測量提供一種精確、高效的新手段。GPS定位技術(shù)與地圖數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合,便可利用電子地圖直觀