第一篇：實(shí)時(shí)GPS測(cè)量在公路工程中的應(yīng)用

在GPS測(cè)量中，影響觀測(cè)精度的主要誤差可分為以下三類(lèi)：

一、與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差

與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差主要包括衛(wèi)星的軌道誤差和衛(wèi)星鐘的誤差衛(wèi)星鐘差

由于衛(wèi)星的位置是時(shí)間的函數(shù)，因此，GPS的觀測(cè)量均發(fā)精密測(cè)時(shí)為依據(jù)，而與衛(wèi)星位置相對(duì)應(yīng)的信息，是通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)的編碼信息傳送給接收機(jī)的。在GPS定位中，無(wú)論是碼相位觀測(cè)或是載波相位觀測(cè)，均要求衛(wèi)星鐘與接收機(jī)時(shí)鐘保持嚴(yán)格的同步。實(shí)際上，以盡管GPS衛(wèi)星均設(shè)有高精度的原子鐘（銣鐘和銫鐘），但是它們與理想的GPS時(shí)之間，仍存在著難以避免的偏差和漂移。這種偏差的總量約在1ms以內(nèi)。對(duì)于衛(wèi)星鐘的這種偏差，一般可由衛(wèi)星的主控站，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)確定，并通過(guò)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文提供給接收機(jī)。經(jīng)鐘差改正后，各衛(wèi)星之間的同步差，即可保持在20ns以內(nèi)。

在相對(duì)定位中，衛(wèi)星鐘差可通過(guò)觀測(cè)量求差（或差分）的方法消除。

2衛(wèi)星軌道偏差

估計(jì)與處理衛(wèi)星的軌道偏差較為困難，其主要原因是，衛(wèi)星在運(yùn)行中要受到多種攝動(dòng)力的復(fù)雜影響，而通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站，以難以充分可靠的測(cè)定這作用力，并掌握它們的作用規(guī)律，目前，衛(wèi)星軌道信息是通過(guò)導(dǎo)航電文等到的。

應(yīng)該說(shuō)，衛(wèi)星軌道誤差是當(dāng)前GPS測(cè)量的主要誤差來(lái)源之一。測(cè)量的基線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，此項(xiàng)誤差的影響就越大。

在GPS定位測(cè)量中，處理衛(wèi)星軌道誤差有以下直種方法:

1)忽略軌道誤差

這種方法以從導(dǎo)航電文中所獲得的衛(wèi)星軌道信息為準(zhǔn)，不再考慮衛(wèi)星軌道實(shí)際存在的誤差，所以廣泛的用于精度較低的實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位工作中。

2)采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)

這種方法是在數(shù)據(jù)處理中，引入表征衛(wèi)星軌道偏差的改正參數(shù)，并假設(shè)在短時(shí)間內(nèi)這些參數(shù)為常量，將其與其它求知數(shù)一并求解。

3)同步觀測(cè)值求差

這一方法是利用在兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站一同，對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差。以減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響。由于同一衛(wèi)星的位置誤差對(duì)不同觀測(cè)站同步觀測(cè)量的影響，具有系統(tǒng)誤差性質(zhì)，所以通過(guò)上述求差的方法，可以明顯的減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響，尤其當(dāng)基線較短時(shí)，其效用更不明顯。

這種方法對(duì)于精度相對(duì)定位，具有極其重要的意義。

二 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差

與衛(wèi)星信號(hào)有關(guān)的誤差主要包括大氣折射誤差和多路徑效應(yīng)電離層折射的影響

GPS衛(wèi)星信號(hào)的其它電磁波信號(hào)一樣，當(dāng)其通過(guò)電離層時(shí)，將受到這一介質(zhì)彌散特性的影響，便其信號(hào)的傳播路徑發(fā)生變化。當(dāng)GPS衛(wèi)星處于天頂方向時(shí)，電離層折射對(duì)信號(hào)傳播路徑的影響最小，而當(dāng)衛(wèi)星接近地平線時(shí)，則影響最大。

為了減弱電離層的影響，在GPS定位中通常采用下面措施

(1)利用雙頻觀測(cè)

由于電離層的影響是信號(hào)頻率的函數(shù)，所以利用不同頻率的電磁波信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)。便能多確定其影響，而對(duì)觀測(cè)量加以修正。因此，具有雙頻的GPS接收機(jī)，在精密定位中測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。不過(guò)應(yīng)當(dāng)明確指出，在太陽(yáng)輻射的正午或在太陽(yáng)黑子活動(dòng)的異常期，應(yīng)盡量避免觀測(cè)。在尤其是精密定位測(cè)量。

(2)利用電離層模型加以修正

對(duì)于單頻GPS接收機(jī)，為了減弱電記屋的影響，一般是采用導(dǎo)航電文提供的電離層模型，或其它適合的電離層模型對(duì)觀測(cè)量加以修正，但是這種模型至今仍在完善之中，目前模型改正的有效率約為75％。

(3)利用同步觀測(cè)值求差

這一方法是利用兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)，對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)的求差，以減弱電離層折射的影響，尤其當(dāng)觀測(cè)站間的距離較近時(shí)（<20km)，由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)各觀測(cè)站的路徑相近，所經(jīng)過(guò)的介質(zhì)狀況相似，因此通過(guò)各觀測(cè)站對(duì)相同衛(wèi)星信號(hào)的同步觀測(cè)值求差，便可顯著的減弱電離層折射影響，其殘差將不會(huì)超過(guò)0.000001。對(duì)于單頻GPS接收機(jī)而言，這種方法的重要意義尤為明顯。

2對(duì)流層折射的影響

對(duì)流層折射對(duì)觀測(cè)值的影響，可分為干分量與濕分量。干分量主要與大氣的濕度與壓力有關(guān)，而濕分量主要與信號(hào)傳播路徑上的大氣濕度有關(guān)。對(duì)于干分量的影響，可通過(guò)地面的大氣資料計(jì)算；濕分量目前尚無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。對(duì)于輸送短的基線(<50km)，濕分量的影響較小。

關(guān)于對(duì)流層折射的影響，一般有以下幾種處理方法：

(1)定位精度要求不高時(shí)，可不考慮其影響。

(2)采用對(duì)流層模型進(jìn)行改正；

(3)采用觀測(cè)量求差的方法。與電離層的影響相類(lèi)似，當(dāng)觀測(cè)站間相距不遠(yuǎn)(<20km)時(shí)，由于信號(hào)通過(guò)對(duì)流層的路徑相近，對(duì)流層的物理特性相近，所以對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，可以明顯的減弱對(duì)流層折射的影響。

3多路徑效應(yīng)影響

多路徑效應(yīng)亦稱多路徑誤差，是指接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周?chē)匚镆淮位蚨啻畏瓷涞男l(wèi)星信號(hào)，信號(hào)疊加將會(huì)引起測(cè)量參考點(diǎn)（相位中心點(diǎn))位置的變化，從而便觀測(cè)量產(chǎn)生誤差，而且這種誤差隨天線周?chē)瓷涿娴男再|(zhì)而異，難以控制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料表明，在一般反射環(huán)境下，多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)碼偽距的影響可達(dá)到米級(jí)，對(duì)測(cè)相偽距的影響可達(dá)到厘米級(jí)。而在高反射環(huán)境下，不僅其影響將顯著增大，而且常常導(dǎo)致接收的衛(wèi)星信號(hào)失鎖和使載波相位觀測(cè)量產(chǎn)生周跳。因此，在精密GPS導(dǎo)航和測(cè)量中，多路徑效應(yīng)的影響是不可忽視的。

目前減弱多路徑效應(yīng)影響的措施有：

(1)安置接收機(jī)天線的環(huán)境，應(yīng)避開(kāi)較強(qiáng)的反射面，如水面=平坦光滑的地面以及平整的建筑物表面等。

（2）選擇造型適宜且屏蔽良好的天線等。

（3）適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，削弱多路徑效應(yīng)的周期性影響。

(4)改善GPS接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)，了減弱多路徑效應(yīng)的影響。

三、接收設(shè)備有關(guān)的誤差

與GPS接收機(jī)設(shè)備有關(guān)的誤差主要包括觀測(cè)誤差，接收機(jī)鐘差，天線相位中心誤差和載波相位觀測(cè)的整周不定性影響。觀測(cè)誤差

觀測(cè)誤差包括觀測(cè)的分辨誤差及接收機(jī)天線相對(duì)于測(cè)站點(diǎn)的安置誤差等。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為觀測(cè)的分辨誤差約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%。故知道載波相位的分辨誤差比碼相位不小，由于此項(xiàng)誤差屬于偶然誤差，可適當(dāng)?shù)卦黾佑^測(cè)量，將會(huì)明顯地減弱其影響。

接收機(jī)天線相對(duì)于觀測(cè)站中心的安置誤差，主要是天線的置不與對(duì)中誤差以及量取天線高的誤差，在精密定位工作中，必須認(rèn)真，仔細(xì)操作，以盡量減小這種誤差的影響。接收機(jī)的鐘差

盡管GPS接收機(jī)高有高精度的石英鐘，其日頻率穩(wěn)定度可以達(dá)到10的-11方，但對(duì)載波相位觀測(cè)的影響仍是不可忽視的。

處理接收機(jī)鐘差較為有效的方法是將各觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差間看成是相關(guān)的，由此建立一個(gè)鐘差模型，并表示為一個(gè)時(shí)間多項(xiàng)式的形式，然后在觀測(cè)量的平差計(jì)算中統(tǒng)一求解，得到多項(xiàng)式的系數(shù)，因而也得到接收機(jī)的鐘差改正。載波相位觀測(cè)的整周未知數(shù)

載波相位觀測(cè)上當(dāng)前普遍采用的最精密的觀測(cè)方法，由于接收機(jī)只能測(cè)定載波相位非整周的小數(shù)部份，而無(wú)法直接測(cè)定開(kāi)波相位整周數(shù)，因而存在整周不定性問(wèn)題。

此外，在觀測(cè)過(guò)程中，由于衛(wèi)星信號(hào)失鎖而發(fā)生的周跳現(xiàn)象。從衛(wèi)星信號(hào)失鎖到信號(hào)重新鎖定，對(duì)載波相位非整周的小數(shù)部分并無(wú)影響，仍和失鎖前保持一致，但整周數(shù)卻發(fā)生中斷而不再連續(xù)，所以周跳對(duì)觀測(cè)的影響與整周未知數(shù)的影響相似，在精密定位的數(shù)據(jù)處理中，整周未知數(shù)和周跳都是關(guān)鍵性的問(wèn)題。4 天線的相位中心位置偏差

在GPS定位中，觀測(cè)值是以接收機(jī)天線相位中心位置為準(zhǔn)的，因而天線的相位中心與其幾何中心理論上保持一致?？墒?，實(shí)際上天線的相位中心位置隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，即觀測(cè)時(shí)相位中心的瞬時(shí)位置（稱為視相位中心）與理論上的本單位中心位置將有所不同，天線相位中心的偏差對(duì)相對(duì)定位結(jié)果的影響，根據(jù)天線性能的優(yōu)劣，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。所以對(duì)于精密相對(duì)定位，這種影響是不容忽視的。

在實(shí)際工作中，如果使用同一類(lèi)型的天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站上，同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星，那么便可通過(guò)觀測(cè)值求差，以削弱相位中心偏移的影響。需要提及的是，安置各觀測(cè)站的天線時(shí)，均奕按天線附有的方位標(biāo)進(jìn)行定向，使之根據(jù)羅盤(pán)指向磁北極。

第二篇：GPS在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用

GPS在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用 摘要：GPS（Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)是美國(guó)研制并在1994年投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。其應(yīng)用技術(shù)已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在測(cè)量領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量以及地形測(cè)量等各個(gè)方面。本文將以開(kāi)封市的省公路路網(wǎng)項(xiàng)目為例，概略敘述GPS系統(tǒng)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS定位系統(tǒng) 公路工程 控制測(cè)量 應(yīng)用

一、概述

GPS全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用，在最近的兩年得到了迅速推廣，這主要依賴于GPS系統(tǒng)可以向全球任何用戶全天候地連續(xù)提供高精度的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息等技術(shù)參數(shù)。我們先了解一下GPS系統(tǒng)的組成，工作原理以及在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)。

1.1GPS系統(tǒng)的組成GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成，除此之外，測(cè)量用戶當(dāng)然還應(yīng)有衛(wèi)星接收設(shè)備。

1.1.1 空間衛(wèi)星群 GPS的空間衛(wèi)星群由24顆高約20萬(wàn)公里的GPS衛(wèi)星群組成，并均勻分布在6個(gè)軌道面上，各平面之間交角為60o，軌道和地球赤道的傾角為55o，衛(wèi)星的軌道運(yùn)行周期為11小時(shí)58分，這樣可以保證在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)地平線以上可以接收4到11顆GPS衛(wèi)星發(fā)送出的信號(hào)。

1.1.2 GPS的地面控制系統(tǒng) GPS的地面控制系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站，主控站的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì) GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，調(diào)度備用衛(wèi)星等。監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星工作狀態(tài)。注入站的作用是將主控站計(jì)算的數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星中去。GPS地面控制系統(tǒng)主要設(shè)立在大西洋、印度洋、太平洋和美國(guó)本土。

1.1.3 GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)、氣象儀器等組成，其作用是接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，利用信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位等。在測(cè)量領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，體積小、重量輕便于攜帶的GPS定位裝置和高精度的技術(shù)指標(biāo)為工程測(cè)量帶來(lái)了極大的方便。例如：我們?cè)诳刂茰y(cè)量中使用的天寶（Trimble）4800GPS測(cè)地型接收機(jī)其技術(shù)指標(biāo)為：

雙頻主機(jī)、天線，RTK電臺(tái)一體化；

獨(dú)特的電池設(shè)計(jì)、無(wú)需接線，使用4h以上；

5次/秒的快速位置更新，可靠的衛(wèi)星“超跟蹤”技術(shù)；

新型于薄式控制器，4M或10M的PCMCIA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡;

測(cè)量精度：靜態(tài)測(cè)量5mm+lppm

RTK測(cè)量 10mm十1ppm（平面）

20mm十1ppm(高程）

這些技術(shù)指標(biāo)充分的滿足了控制測(cè)量的精度要求。

1.2GPS的工作原理

GPS系統(tǒng)是一種采用距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。在需要的位置P點(diǎn)架設(shè)GPS接收機(jī)，在某一時(shí)刻ti同時(shí)接收了3顆(A、B、C)以上的GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，通過(guò)一系列數(shù)據(jù)處理和計(jì)算可求得該時(shí)刻GPS接收機(jī)至GPS衛(wèi)星的距離SAP、SBP、SCP，同樣通過(guò)接收衛(wèi)星星歷可獲得該時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置(三維坐標(biāo))。從而用距離交會(huì)的方法求得 P點(diǎn)的維坐標(biāo)(Xp,Yp，Zp)，其數(shù)學(xué)式為：

SAP2=[(Xp-XA)2+(Yp-YA)2+(Zp+ZA)2]

SBP2=[(Xp-XB)2+(Yp-YB)2+(Zp+ZB)2]

SCP2=[(Xp-XC)2+(Yp-YC)2+(Zp+ZC)2]

式中(XA，YA，ZA),(XB，YB，ZB),(XC，YC，ZC)分別為衛(wèi)星A，B，C 在時(shí)刻ti的空間直角坐標(biāo)。在GPS測(cè)量中通常采用兩類(lèi)坐標(biāo)系統(tǒng)，一類(lèi)是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，另一類(lèi)是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，稱地固坐標(biāo)系統(tǒng)，我們?cè)诠饭こ炭刂茰y(cè)量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)。（如： WGS-84世界大地坐標(biāo)系和1980年西安大地坐標(biāo)系。）在實(shí)際使用中需要根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的變換，來(lái)求出所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)。這樣更有利于表達(dá)地面控制點(diǎn)的位置和處理GPS觀測(cè)成果，因此在測(cè)量中被得到了廣泛的應(yīng)用。

二 GPS測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)

相對(duì)于常規(guī)的測(cè)量方法來(lái)講，GPS測(cè)量有以下特點(diǎn)：

2.1 測(cè)站之間無(wú)需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。但測(cè)站上空必須開(kāi)闊，以使接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。

2.2 定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長(zhǎng)，GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)12×10-6，而在100～500公里的基線上可達(dá)10-6～10-7。

2.3 觀測(cè)時(shí)間短。觀測(cè)時(shí)間短采用GPS布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)每個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)時(shí)間一般在30～40min左右，采用快速靜態(tài)定位方法，觀測(cè)時(shí)間更短。例如使用Timble4800GPS接收機(jī)的RTK法可在5s以內(nèi)求得測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。

2.4 提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。

2.5 操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。目前GPS接收機(jī)已趨小型化和操作傻瓜化，觀測(cè)人員只需將天線對(duì)中、整平，量取天線高打開(kāi)電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即求得測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。而其它觀測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。

2.6 全天候作業(yè)。GPS觀測(cè)可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。

三、GPS系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)量工作中的應(yīng)用，公路工程的測(cè)量主要應(yīng)用了GPS的兩大功能：靜態(tài)功能和動(dòng)態(tài)功能。靜態(tài)功能是通過(guò)接收到的衛(wèi)星信息，確定地面某點(diǎn)的三維坐標(biāo)；動(dòng)態(tài)功能是通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)，把已知的三維坐標(biāo)點(diǎn)位，實(shí)地放樣地面上。開(kāi)封市的省路網(wǎng)改造項(xiàng)目應(yīng)用GPS測(cè)量是于2001年開(kāi)始的，2002年在省道豫04線和尉氏--通許段48公里的中線測(cè)量和國(guó)道310線鄭汴高速連接線11.8公里的控制測(cè)量中推廣使用了靜態(tài)功能這一技術(shù)。據(jù)開(kāi)封市公路工程勘察設(shè)計(jì)院有關(guān)專(zhuān)家介紹，經(jīng)過(guò)多次的復(fù)測(cè)驗(yàn)證，GPS技術(shù)定線測(cè)量的精度可以完全滿足公路勘察設(shè)計(jì)和公路建設(shè)的精度要求。

3.1 國(guó)道310線鄭汴高速連接線控制測(cè)量

3.1.1建立布網(wǎng)方案

國(guó)道310線鄭汴高速連接線北連鄭汴高速，向南穿越正在開(kāi)發(fā)的開(kāi)封經(jīng)濟(jì)技術(shù)園區(qū)，地物地貌較為復(fù)雜，部分區(qū)域和方向有遮擋，該測(cè)區(qū)內(nèi)原有BJ54坐標(biāo)系的E級(jí)控制點(diǎn)二個(gè)(已知起算點(diǎn))，其中a1（X=3852759.5680，Y=528870.9190，H=72.0080）位于醫(yī)藥商廈門(mén)前，b1（X=3852808.6230，Y=527915.2590，H=72.0000）位于大學(xué)西邊的路口處，根據(jù)工程需要在市委、水利局、書(shū)店、雕塑、檢察院附近加密控制點(diǎn)，以便于測(cè)設(shè)，我們建立控制網(wǎng)。

3.1.2 大地測(cè)量法

主要采用大地測(cè)量?jī)x器如經(jīng)

緯儀、全站儀、測(cè)距儀等。國(guó)道

310線鄭汴高速連接線控制網(wǎng)采用

測(cè)邊網(wǎng)，高程采用測(cè)距三角高程，按照觀測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。外

業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行平差計(jì)算。

3.1.3 GPS靜態(tài)測(cè)量法GPS靜態(tài)測(cè)量法就是根據(jù)制定的觀測(cè)方案，將三臺(tái)天寶4800GPS接收機(jī)安置在待定點(diǎn)(a2,c1,c2,c3)上同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，直至將所有環(huán)路觀測(cè)完畢。觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)平差計(jì)算得到54北京坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

3.1.4大地測(cè)量法與GPS測(cè)量法結(jié)果比較

由于兩種測(cè)量方法本身的測(cè)量誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型誤差以及在平差計(jì)算中觀測(cè)量權(quán)配置等因素引起兩種測(cè)量方法的結(jié)果存在一定的差值，由于其三維坐標(biāo)差值均小于±10mm，因此可以滿足國(guó)道310線鄭汴高速連接線加密施工控制網(wǎng)的精度要求。

3.2 GPS的動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）在東京大道新建工程的應(yīng)用

東京大道新建工程周?chē)貏?shì)起伏較大，在北城墻外JD4～JD5區(qū)間穿越五十公頃面積的國(guó)家森林公園，大范圍的密林、密灌地使通視較為困難，而規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長(zhǎng)、閉合導(dǎo)線長(zhǎng)及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長(zhǎng)度等有嚴(yán)格規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求。這樣，導(dǎo)線附合或閉合長(zhǎng)度和結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)間距等指標(biāo)都有嚴(yán)格規(guī)定，這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到，往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。開(kāi)封市公路局勘察設(shè)計(jì)院于2000年用10人花費(fèi)20天時(shí)間，用全站儀和測(cè)距儀通

過(guò)導(dǎo)線形式完成了該路段進(jìn)行了控制測(cè)量。2001年在工程開(kāi)工前對(duì) 該路段實(shí)施GPS的RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量，對(duì)中線進(jìn)行恢復(fù)和校核。

以已知控制點(diǎn) JD4、JD5為基準(zhǔn)點(diǎn)，然后在基準(zhǔn)點(diǎn)JD4上架設(shè)GPS基準(zhǔn)臺(tái)，用GPS1H和GPS2兩臺(tái)天寶（Trimble）4800GPS接收機(jī)分別安置在控制點(diǎn)上，測(cè)出點(diǎn)HZ4、ZD7、ZD8、ZD9、ZD10、ZH5、的三維坐標(biāo)，每點(diǎn)測(cè)量時(shí)間為5s。根據(jù)所測(cè)坐標(biāo)計(jì)算出相應(yīng)邊長(zhǎng)值。

為驗(yàn)證市勘察設(shè)計(jì)院2000年的對(duì)東京大道新建工程在控制測(cè)量的精度，我們分別以JD4和JD5為基準(zhǔn)站對(duì)國(guó)家森林公園周?chē)用艿目刂泣c(diǎn)A、B、C、D、E也進(jìn)行了RTK測(cè)量，進(jìn)行了坐標(biāo)比較。

運(yùn)用GPS測(cè)量的基線有14條，邊長(zhǎng)差值最大為16mm?？刂泣c(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量點(diǎn)數(shù)7點(diǎn)，除E點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有人為的破壞痕跡外，三維坐標(biāo)能夠比較的元素有27個(gè)，差值小于施工測(cè)量規(guī)范規(guī)定的要求，從以上比較可知，RTK測(cè)量可以用于工程的控制測(cè)量是非常有效的新技術(shù)。原來(lái)10人20天的外業(yè)任務(wù)，使用GPS測(cè)量?jī)H用5人6小時(shí)時(shí)間，可見(jiàn)利用GPS測(cè)量能大大提高作業(yè)的效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了高等級(jí)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量。

四、小結(jié)

通過(guò)以上對(duì)GPS測(cè)量的應(yīng)用事例的探討，可以看出GPS在公路工程的控制測(cè)量上具有很大的發(fā)展前景：

第一 GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受環(huán)境和距離限制，非常適合于地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。

第二 GPS測(cè)量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響。整個(gè)作業(yè)過(guò)程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。

第三 GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測(cè)量模式。RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等。

第四 GPS測(cè)量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測(cè)量作業(yè)效率為常規(guī)測(cè)量方法的3倍以上。

第五 GPS高精度高程測(cè)量同高精度的平面測(cè)量一樣，是GPS測(cè)量應(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢(shì)下，往往由于這

些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量有困難，GPS高程測(cè)量無(wú)疑是一種有效的手段。

第三篇：GPS在公路工程勘測(cè)中的應(yīng)用

GPS在公路工程勘測(cè)中的應(yīng)用

武二杰孫現(xiàn)鋒

（1：鄭州市公路勘察設(shè)計(jì)院 河南 鄭州 2：鄭州市公路勘察設(shè)計(jì)院 河南 鄭州）摘 要 本文主要結(jié)合G310線控制測(cè)量工作，介紹GPS接收機(jī)在進(jìn)行公路工程靜態(tài)控制測(cè)量中的內(nèi)外業(yè)工作過(guò)程方法及注意事項(xiàng)。

主題詞 GPS控制網(wǎng) 公路應(yīng)用

1． GPS概況及研究的目的和意義

1．1 概況

GPS（Global Positioning System）又叫全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),是目前最先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能型（陸地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位、和定時(shí)的功能，能為各類(lèi)用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。因其相對(duì)定位精度較高,而越來(lái)越被廣泛應(yīng)用于大地控制測(cè)量領(lǐng)域,使常規(guī)大地測(cè)量發(fā)生了深刻性變化,GPS的基本作業(yè)模式主要有靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位及導(dǎo)航作業(yè)四種。

1．1．1 GPS定位原理

GPS定位屬于無(wú)線電定位范疇，最基本的方法有距離定位法和雙曲線定位法兩種。

（1）距離定位法

如S1、S2、S3為已知位置的三顆衛(wèi)星，P為GPS接收機(jī)天線所在位置（即欲求位置點(diǎn)），P到S1、S2、S3的距離利用電磁波傳播理論計(jì)算后，P點(diǎn)的位置按公式即可求出，也就是說(shuō)，分別以S1、S2、S3為圓心，以距離PS1、PS2、PS3為半徑，畫(huà)出三個(gè)園，其交點(diǎn)處即GPS接收機(jī)的位置，它具有經(jīng)度、緯度、高程和時(shí)間的四維特性。

（2）雙曲線定位法

如S1、S2、S3、S4為已知位置的四顆GPS工作衛(wèi)星，P為接收機(jī)天線位置，即待求點(diǎn)位置，如果已測(cè)量出P點(diǎn)到兩個(gè)已知衛(wèi)星間的距離D，即

D = │Si│-│Sj│（i≠j）

則可以Si、Sj 為焦點(diǎn)，以D為焦距繪處三組曲面，三個(gè)不同的曲面交會(huì)于一個(gè)

點(diǎn)，即P點(diǎn)位置。這種方式需要三個(gè)距離差值，至少需要觀測(cè)四顆以上的GPS衛(wèi)星，才能完成觀測(cè)定位工作。

1．1．2 GPS在公路工程中的應(yīng)用

（1）控制測(cè)量

目前公路路線GPS控制測(cè)量實(shí)施方案有兩種：

一、所有路線控制點(diǎn)全部采用GPS施測(cè)。

二、沿路線每隔5-10Km布設(shè)一對(duì)GPS點(diǎn)作為路線的基本控制，在此基礎(chǔ)上，用常規(guī)儀器進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)加密。方案一的優(yōu)點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高，但其設(shè)備要求較高，GPS接收機(jī)要求為動(dòng)態(tài)雙頻。在本次測(cè)量中我們采取了這種方法。

（2）測(cè)量和施工中的中線放樣

利用GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)測(cè)量技術(shù)與電子手簿配合，利用已有的數(shù)據(jù)資料，在實(shí)地進(jìn)行中線測(cè)量，由于GPS測(cè)量具有三維信息，因此在放樣中線位置時(shí)，也可測(cè)得其高程（精度有待于進(jìn)一步研究，可作為對(duì)照校核用）。因?yàn)槟茱@示橫斷面的方向，也可進(jìn)行橫斷面測(cè)量。

（3）在公路竣工驗(yàn)收中的應(yīng)用

在竣工測(cè)量時(shí)，GPS可以測(cè)定路線的平縱曲線，看其是否滿足設(shè)計(jì)要求，通過(guò)(RTK)動(dòng)態(tài)采樣，可獲得精確的道路坐標(biāo)、坡度、平曲線、豎曲線等各種參數(shù)，從而檢驗(yàn)道路施工質(zhì)量。

總之，路線勘測(cè)及隧道貫通測(cè)量是公路工程建設(shè)中重要的工作，以往大多采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法進(jìn)行控制網(wǎng)建立及施測(cè)，由于該類(lèi)測(cè)量控制網(wǎng)大多以狹長(zhǎng)形式布設(shè)，并且很多工程穿越山林。周?chē)阎刂泣c(diǎn)很少，使得傳統(tǒng)測(cè)量方法在網(wǎng)形布設(shè)、誤差控制等多方面帶來(lái)很大問(wèn)題。同時(shí)傳統(tǒng)作業(yè)方法時(shí)間也較長(zhǎng)，直接影響了工程建設(shè)的正常進(jìn)行。自從將GPS技術(shù)引入公路交通工程領(lǐng)域以來(lái)，其測(cè)量效率及測(cè)量精度得到可喜的提高。

1．2 研究的目的及意義

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，公路等級(jí)不斷提高，也就要求測(cè)量手段要有相應(yīng)的發(fā)展和提高，為了更好的適應(yīng)西部大開(kāi)發(fā)，提高公路測(cè)量水平，為了GPS技術(shù)在公路建設(shè)應(yīng)用中更加成熟和廣泛，對(duì)使用GPS中的一些問(wèn)題加以總結(jié)，對(duì)于公路事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步是非常必要的。

2． 測(cè)量研究工作的主要依據(jù)

《公路勘測(cè)規(guī)范》（交通部JTG C10—2007）

3． 測(cè)量實(shí)施的主要工作及內(nèi)容

3．1 GPS測(cè)量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)

在進(jìn)行GPS外業(yè)工作之前，做好實(shí)施前的踏勘，資料收集、器材籌備、觀測(cè)計(jì)劃擬定、GPS儀器檢校及設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)等工作。根據(jù)收集資料情況及規(guī)范要求布設(shè)控制網(wǎng)。

3．2 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施

3．2．1 選點(diǎn)

選點(diǎn)工作開(kāi)始前，除收集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況的原有測(cè)量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀況，決定其適宜的點(diǎn)位外，選點(diǎn)工作還遵守了以下原則：

1．周?chē)鷳?yīng)便于安置接收設(shè)備和操作,視野開(kāi)闊的較高點(diǎn)上。

2．點(diǎn)位目標(biāo)要明確，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度角應(yīng)符合規(guī)定。一般規(guī)定最小截止高度角為15°以上不應(yīng)有障礙物，以減少GPS信號(hào)被遮擋和吸收。

3．遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源(如電視臺(tái)微波站)其距離不小于200m,遠(yuǎn)離高壓輸電線距離不得小于50m，以避免電磁場(chǎng)對(duì)GPS信號(hào)的干擾。

4．點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體,以減弱多路經(jīng)效應(yīng)的影響。

5．點(diǎn)位選在交通方便,有利于其它測(cè)量手段擴(kuò)展和聯(lián)測(cè)的地方。

6．地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于點(diǎn)的保存。

7．選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。

3．2．2標(biāo)志埋設(shè)

標(biāo)石的制作及埋設(shè)按規(guī)范要求進(jìn)行，埋設(shè)工作完成后，按要求提供如下資料：點(diǎn)之記、GPS網(wǎng)的選點(diǎn)網(wǎng)圖、選點(diǎn)與埋石工作技術(shù)總結(jié)。

如工作區(qū)處于地廣人稀且周?chē)鸁o(wú)明顯特征點(diǎn)的地區(qū)時(shí)，應(yīng)配備手持GPS并記錄點(diǎn)位坐標(biāo)（必須注明采用的坐標(biāo)系統(tǒng)及設(shè)置參數(shù)，建議采用與1：5萬(wàn)地形圖一致的坐標(biāo)設(shè)置），這對(duì)于后續(xù)的工作將有很大的幫助。

3．2．3觀測(cè)工作

觀測(cè)中一般選用進(jìn)口雙頻動(dòng)態(tài)接收機(jī)（Ashtech Z型和Trimble4800型）進(jìn)行，采用靜態(tài)觀測(cè)模式。為提高工作效率及精度，可采用四臺(tái)機(jī)器同步觀測(cè)，連網(wǎng)形式采用邊連式。根據(jù)GPS常規(guī)進(jìn)行天線安置，開(kāi)機(jī)觀測(cè)要同步進(jìn)行，同步觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度根據(jù)GPS觀測(cè)PDOP值及接收衛(wèi)星數(shù)量，在12～25分鐘之內(nèi)調(diào)整。（基本要求：PDOP≤6，衛(wèi)星數(shù)≥4）。一個(gè)時(shí)段觀測(cè)完成后，由GPS測(cè)量?jī)x自動(dòng)生成一個(gè)觀測(cè)記錄，同時(shí)觀測(cè)者必須認(rèn)真填寫(xiě)測(cè)量手簿。

觀測(cè)記錄和測(cè)量手簿都是GPS精密定位的依據(jù)，必須認(rèn)真、及時(shí)填寫(xiě)，堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)記或追記。

外業(yè)觀測(cè)中存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件應(yīng)及時(shí)拷貝一式兩份，分別保存在專(zhuān)人保管的防水、防靜電的資料箱內(nèi)。存儲(chǔ)介質(zhì)的外面，適當(dāng)處應(yīng)貼制標(biāo)簽，注明文件名、網(wǎng)區(qū)名、點(diǎn)名、時(shí)段名、采集日期、測(cè)量手簿編號(hào)等。

接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在轉(zhuǎn)錄到外存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，不得進(jìn)行任何剔除或刪改，不得調(diào)用任何對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施重新加工組合的操作指令。

3．2．4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理工作在每天外業(yè)完成后進(jìn)行，這樣可以檢查當(dāng)天的觀測(cè)情況，以對(duì)不合格點(diǎn)位及時(shí)補(bǔ)測(cè)。數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)平差均采用隨機(jī)軟件。平面控制測(cè)量采用國(guó)家統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)—1954年北京坐標(biāo)系。WGS—84與1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換采用國(guó)家控制點(diǎn)重合轉(zhuǎn)換，重合點(diǎn)位與控制網(wǎng)兩端及中間部位并均勻分布，在三維約束平差計(jì)算時(shí)剔除有明顯問(wèn)題的三角點(diǎn)。

GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理采用隨機(jī)軟件進(jìn)行解算，分為三個(gè)步驟：一是基線解算，二是閉合差檢驗(yàn)，三是網(wǎng)平差解算。

在基線解算時(shí)有些參數(shù)的不同取值（如：衛(wèi)星高度角、采樣間隔、衛(wèi)星的取舍、參考衛(wèi)星的選擇、觀測(cè)時(shí)段的選擇）會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，如何判斷這些參數(shù)的和理性，要靠對(duì)計(jì)算結(jié)果的正確分析和在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于基線解算的數(shù)據(jù)質(zhì)量，GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件有兩個(gè)檢驗(yàn)指標(biāo)：（1）方差比（Ratio）≥3；（2）中誤差≤0.02，滿足上述兩項(xiàng)指標(biāo)的基線為合格基線，否則為不合格基線，禁止使用并重新測(cè)量。本次測(cè)量中經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)某一時(shí)段的結(jié)果不理想，經(jīng)分析為此時(shí)段衛(wèi)星狀況不好，后在其他時(shí)段補(bǔ)測(cè)，經(jīng)解算合格通過(guò)。

閉合差檢驗(yàn)是數(shù)據(jù)處理的重要步驟，由基線組成的最小閉合環(huán)必須滿足規(guī)范規(guī)定的限差，閉合環(huán)檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行網(wǎng)平查計(jì)算，網(wǎng)平差計(jì)算時(shí)需輸入中央子午線精度等信息，然后就可由隨機(jī)軟件計(jì)算出各GPS點(diǎn)的坐標(biāo)。

一般情況下，采用常規(guī)導(dǎo)線測(cè)量對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行加密時(shí)，可將兩組GPS點(diǎn)作為已知點(diǎn)，對(duì)加密導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行附合導(dǎo)線平差，平差所用的邊長(zhǎng)可直接采用測(cè)距儀所測(cè)距

離。在平差過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)角度閉合情況較好，一般Km長(zhǎng)的附合導(dǎo)線角度閉合差在60″以內(nèi)，而由邊長(zhǎng)推算的坐標(biāo)增量閉合差也滿足要求，但與角度閉合差相比稍大。尤其在高等級(jí)公路及大型橋梁、隧道的導(dǎo)線測(cè)量中，應(yīng)該采用更精確的經(jīng)過(guò)改正的邊長(zhǎng)進(jìn)行平差，只有考慮了橢球體、投影變形的影響，才能求出精確的邊長(zhǎng)，其計(jì)算方法如下：

（1）將測(cè)距儀觀測(cè)的長(zhǎng)度規(guī)劃到橢球面的長(zhǎng)度，計(jì)算公式為：

s = D + Dd

Dd =-(D * Hm)/ρm

式中：s——?dú)w化到橢球面的長(zhǎng)度；

D——地面上的觀測(cè)距離；

Dd——高程歸化改正；

Hm——觀測(cè)邊的平均大地高；

ρm——該地區(qū)平均曲率半徑。

（2）將橢球面的長(zhǎng)度歸化到高斯平面的長(zhǎng)度，計(jì)算公式為：

so = s + Δs

Δs =(s * ym)/(2 * ρ2 2 m)

式中：so——?dú)w化到高斯平面上的長(zhǎng)度；

ym——在高斯平面上離中央子午線垂距的平均值。

現(xiàn)很多隨測(cè)量設(shè)備所帶的應(yīng)用軟件中都包括以上計(jì)算程序。

4． 問(wèn)題及建議

1．公路為線狀構(gòu)造物，控制網(wǎng)布設(shè)沿路線呈條帶狀，為保證測(cè)量精度，測(cè)量連網(wǎng)形式采用邊連式，故測(cè)量設(shè)備應(yīng)不少于三臺(tái)。建議測(cè)量每組采用四到五臺(tái)，一是可以使測(cè)量效率成倍增加，二是可增加同步環(huán)數(shù)量，保證精度，即使有個(gè)別基線不符合要求也不影響施測(cè)結(jié)果。

2．測(cè)設(shè)單位進(jìn)行GPS設(shè)備配置時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)、靜態(tài)兼容，同時(shí)又考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。建議采用1（基準(zhǔn)站）+2（動(dòng)態(tài)RTK）+1（或2靜態(tài)）的配置，即考慮了靜態(tài)控制測(cè)量（3-5臺(tái)），又能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測(cè)量、放樣及施工控制。

3．測(cè)量前應(yīng)根據(jù)近期測(cè)區(qū)的星歷情況（隨即軟件中可查），合理安排測(cè)量時(shí)間，避開(kāi)衛(wèi)星條件不好的時(shí)段，達(dá)到保證測(cè)量質(zhì)量和節(jié)省時(shí)間的目的。在對(duì)G310線進(jìn)行

測(cè)量時(shí)，根據(jù)星歷預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)測(cè)區(qū)內(nèi)13：00—15：00左右衛(wèi)星狀況不好，實(shí)際測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)此段時(shí)間的測(cè)量結(jié)果也很不理想，故將此段時(shí)間改為休息及移站時(shí)間。

4．坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及計(jì)算過(guò)程中應(yīng)注意投影帶的選取，中央子午線的確定應(yīng)以路線所經(jīng)過(guò)的中央位置為準(zhǔn)。地形起伏高差比較大的地區(qū)的投影面應(yīng)選取測(cè)區(qū)平均高程投影面，已知控制點(diǎn)坐標(biāo)必須經(jīng)過(guò)換算才能參與約束平差。根據(jù)以上原則進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算才能保證最小平曲面誤差。

5．自定義坐標(biāo)系或無(wú)已知控制點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，應(yīng)利用全站儀等設(shè)備所測(cè)量的基線數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)校正。

5． 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益及應(yīng)用前景

經(jīng)近些年我國(guó)測(cè)繪部門(mén)和公路工程部門(mén)的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，成功用于大地測(cè)量、工程測(cè)量中，給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。

GPS在本次公路工程測(cè)量中有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：

1、縮短了測(cè)量時(shí)間，提高工作效率

本次控制測(cè)量共布點(diǎn)24個(gè)（分布于長(zhǎng)26Km、寬約2Km地帶）。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在傳統(tǒng)三角網(wǎng)測(cè)量、計(jì)算方式下最少需用15天的時(shí)間。而使用GPS測(cè)量及用隨機(jī)平差軟件計(jì)算，只需4天的時(shí)間。

2、提高測(cè)量精度，減少工作強(qiáng)度

GPS測(cè)量精度高，測(cè)量速度快，其精度是傳統(tǒng)測(cè)量方式所不能達(dá)到的。

3、測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)分析處理，減少了手工勞動(dòng)，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性

在傳統(tǒng)控制測(cè)量方式中，測(cè)量數(shù)據(jù)的分析處理所占的比重很大，因?yàn)橛?jì)算數(shù)據(jù)量大而出現(xiàn)的錯(cuò)誤也相應(yīng)增多。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)計(jì)算，則只需簡(jiǎn)單的操作就能完成，而且由于數(shù)據(jù)導(dǎo)入完全自動(dòng)進(jìn)行，大大的減少了錯(cuò)誤幾率而保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著公路等級(jí)的不斷提高，對(duì)于工程測(cè)量及施工的精度要求也越來(lái)越高，應(yīng)用傳統(tǒng)的測(cè)量手段很難達(dá)到要求，而GPS系統(tǒng)正是在這種要求下得到推廣和應(yīng)用，并有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

《公路勘測(cè)規(guī)范 》（交通部JTG C10—2007）

第四篇：GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用1

GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：簡(jiǎn)述了全球定位系統(tǒng)（GPS）的基本結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，總結(jié)了GPS用于工程測(cè)量所具有的特點(diǎn)，介紹了GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：GPS；工程測(cè)量；應(yīng)用實(shí)例全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡(jiǎn)稱GPS）是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制的用于軍事部門(mén)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，歷時(shí)20年，耗資200多億美元，分三階段研制，陸續(xù)投入使用，并于1994年全面建成。GPS是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，它具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此，GPS技術(shù)率先在大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、海洋測(cè)量、城市測(cè)量等測(cè)繪領(lǐng)域得到了應(yīng)用［1］，并在軍事、交通、通信、資源、管理等領(lǐng)域展開(kāi)了研究并得到廣泛應(yīng)用。本文介紹GPS在山區(qū)工程測(cè)量中的應(yīng)用，并提出幾點(diǎn)體會(huì)。1 GPS簡(jiǎn)介1．1 GPS構(gòu)成GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。（1）GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道平面的傾角為55°，衛(wèi)星的平均高度為20 200 km，運(yùn)行周期為11 h 58 min。衛(wèi)星用L波段的兩個(gè)無(wú)線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，導(dǎo)航定位信號(hào)中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻，在高度角15°以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到9顆。（2）GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。主控站根據(jù)各監(jiān) 測(cè)站對(duì)GPS衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。（3）GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理，再通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心（測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。

1．2 GPS定位原理GPS定位是根據(jù)測(cè)量中的距離交會(huì)定點(diǎn)原理實(shí)現(xiàn)的［2］。如圖1所示，在待 測(cè)點(diǎn)Q設(shè)置GPS接收機(jī)，在某一時(shí)刻tk同時(shí)接收到3顆（或3顆以上）衛(wèi)星S1、S2、S3所發(fā)出的信號(hào)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，可求得該時(shí)刻接收機(jī)天線中心（測(cè)站點(diǎn)）至衛(wèi)星的距離ρ

1、ρ

2、ρ3。根據(jù)衛(wèi)星星歷可查到該時(shí)刻3顆衛(wèi)星的三維坐標(biāo)（Xj，Yj，Zj），j＝1，2，3，從而由下式解算出Q點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z）：1．3 GPS測(cè)量的特點(diǎn)相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來(lái)說(shuō)，GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：①測(cè)量精度高。GPS觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量，在小于50 km的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10－6，在大于1 000 km的基線上可達(dá)1×10－8。②測(cè)站間無(wú)需通視。GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視，可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。③觀測(cè)時(shí)間短。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需20 min左右，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，操作智能化，觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開(kāi)機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。⑤全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。2 應(yīng)用實(shí)例2．1 工程概

況本文涉及的工程由某集團(tuán)公司投資建造，是一個(gè)集休閑、娛樂(lè)、旅游、渡假等功能于一體的綜合項(xiàng)目。工程位于城郊，占地66．7 hm2多，屬兩山夾一溝地形，山地面積約占三分之二。最高處約90 m。山上樹(shù)木茂盛，地形復(fù)雜，通視困難，行走不便。為了該工程的設(shè)計(jì)和施工，需建立首級(jí)控制網(wǎng)?？紤]到工程復(fù)雜，工期較緊，測(cè)區(qū)通視困難，地形起伏大等因素，決定采用GPS測(cè)量。2．2 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)依據(jù) GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)主要依據(jù)1999年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市測(cè)量規(guī)范》、1997年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》［3］及工程測(cè)量合同有關(guān)要求制定的。（2）設(shè)計(jì)精度 根據(jù)工程需要和測(cè)區(qū)情況，選擇城市或工程二級(jí)GPS網(wǎng)作為測(cè)區(qū)首級(jí)控制網(wǎng)。要求平均邊長(zhǎng)小于1 km，最弱邊相對(duì)中誤差小于1／10 000，GPS接收機(jī)標(biāo)稱精度的固定誤差a≤15 mm，比例誤差系 數(shù)b≤20×10－6。（3）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和網(wǎng)形 如圖2所示，控制網(wǎng)共12個(gè)點(diǎn)，其中聯(lián)測(cè)已知平面控制點(diǎn)2個(gè)（I12，I13），高程控制點(diǎn)5個(gè)（I12，I13，105，109，110，其高程由四等水準(zhǔn)測(cè)得）。采用3臺(tái)GPS接收機(jī)觀測(cè)，網(wǎng)形布設(shè)成邊連式。（4）觀測(cè)計(jì)劃 根據(jù)GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)預(yù)報(bào)圖和幾何圖形強(qiáng)度（空間位置因子PDOP），選擇最佳觀測(cè)時(shí)段（衛(wèi)星多于4顆，且分布均勻，PDOP值小于6），并編排作業(yè)調(diào)度表。

2．3 GPS測(cè)量的外業(yè)實(shí)施（1）選點(diǎn) GPS測(cè)量測(cè)站點(diǎn)之間不要求一定通視，圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活，因此，點(diǎn)位選擇比較方便。但考慮GPS測(cè)量的特殊性，并顧及后續(xù)測(cè)量，選點(diǎn)時(shí)應(yīng)著重考慮：①每點(diǎn)最好與某一點(diǎn)通視，以便后續(xù)測(cè)量工作的使用；②點(diǎn)周?chē)叨冉?5°以上不要有障礙物，以免信號(hào)被遮擋或吸收；③點(diǎn)位要遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源、高壓電線等，以免電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾；④點(diǎn)位應(yīng)選在視野開(kāi)闊、交通方便、有利擴(kuò)展、易于保存的地方，以便觀測(cè)和日后使用；⑤選點(diǎn)結(jié)束后，按要求埋設(shè)標(biāo)石，并填寫(xiě)點(diǎn)之記。（2）觀測(cè) 根據(jù)GPS作業(yè)調(diào)度表的安排進(jìn)行觀測(cè)，采取靜態(tài)相對(duì)定位，衛(wèi)星高度角15°，時(shí)段長(zhǎng)度45min，采樣間隔10 s。在3個(gè)點(diǎn)上同時(shí)安置3臺(tái)接收機(jī)天線（對(duì)中、整平、定向），量取天線高，測(cè)量氣象數(shù)據(jù)，開(kāi)機(jī)觀察，當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求時(shí)，按接收機(jī)的提示輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，則接收機(jī)自動(dòng)記錄，觀測(cè)者填寫(xiě)測(cè)量手簿。2．4 GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)處理GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分為基線解算和網(wǎng)平差兩個(gè)階段，采用隨機(jī)軟件完成。經(jīng)基線解算、質(zhì)量檢核、外業(yè)重測(cè)和網(wǎng)平差后，得到GPS控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)（見(jiàn)表1），其各項(xiàng)精度指標(biāo)符合技術(shù)設(shè)計(jì)要求。3 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)GPS在測(cè)量中的應(yīng)用，得到如下體會(huì)。（1）GPS控制網(wǎng)選點(diǎn)靈活，布網(wǎng)方便，基本不受通視、網(wǎng)形的限制，特別是在地形復(fù)雜、通視困難的測(cè)區(qū)，更顯其優(yōu)越性。但由于測(cè)區(qū)條件較差，邊長(zhǎng)較短（平均邊長(zhǎng)不到300 m），基線相對(duì)精度較低，個(gè)別邊長(zhǎng)相對(duì)精度大于1／10 000。因此，當(dāng)精度要求較高時(shí)，應(yīng)避免短邊，無(wú)法避免時(shí)，要謹(jǐn)慎觀測(cè)。（2）GPS接收機(jī)觀測(cè)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，且觀測(cè)時(shí)間在不斷減少，大大降低了作業(yè)強(qiáng)度，觀測(cè)質(zhì)量主要受觀測(cè)時(shí)衛(wèi)星的空間分布和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量影響。但由于各別點(diǎn)的選定受地形條件限制，造成樹(shù)木遮擋，影響對(duì)衛(wèi)星的觀測(cè)及信號(hào)的質(zhì)量，經(jīng)重測(cè)后通過(guò)。因此，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)要求選點(diǎn)，擇最佳時(shí)段觀測(cè)，并注意手機(jī)、步話機(jī)等設(shè)備的使用。

（3）GPS測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸和處理采用隨機(jī)軟件完成，只要保證接收衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量和已知數(shù)據(jù)的數(shù)量、精度，即可方便地求出符合精度要求的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。但由于聯(lián)測(cè)已知高程點(diǎn)較少（僅聯(lián)測(cè)5個(gè)），致使的控制點(diǎn)高程精度較低。因此，要保證控制點(diǎn)高程的精度，必須聯(lián)測(cè)足夠的已知高程點(diǎn)。

第五篇：GPS測(cè)量技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用

GPS測(cè)量技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用

前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子和無(wú)線手持設(shè)備對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)需求的劇增, 使得中國(guó)電子地圖產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。面臨這些需求, 許多城市和地區(qū)出現(xiàn)了各類(lèi)電子地圖。在電子地圖的制作過(guò)程中,地圖數(shù)據(jù)采集約占整個(gè)工作量的70%～80%。目前, 電子地圖的數(shù)據(jù)獲取主要有三種方法: 掃描現(xiàn)有地形圖資料、圖像資料(航片、衛(wèi)星影像等)數(shù)字化以及數(shù)字測(cè)圖。其中數(shù)字測(cè)圖是利用GPS、電子全站儀等在野外實(shí)測(cè)直接生成數(shù)字地圖, 這一方法適合于在沒(méi)有現(xiàn)成圖紙和航片時(shí)的大比例尺的地形測(cè)圖，隨著GPS測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用, GPS 數(shù)字測(cè)圖已經(jīng)成為電子地圖數(shù)據(jù)采集的首選方式。

1、電子地圖測(cè)繪的軟、硬件設(shè)備

電子地圖測(cè)繪采用的是集PDA 掌上電腦技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)和GIS 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的軟、硬件為一體的公路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 如圖1 所示。在整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)硬件部分的要求是: PDA 采用的是Windows Mobile 2003 微軟操作系統(tǒng);中央處理器主頻率CPU 為624 MHz, 內(nèi)存容量RAM185M, 外加1G PDA 擴(kuò)展卡容量。GPS 采用藍(lán)牙接口, 數(shù)據(jù)更新頻率1 次/s , 自動(dòng)定位時(shí)間45s , 定位精度小于5 m;對(duì)軟件部分要求是:e-Road For PDA 和e-Road For PC 軟件操作系統(tǒng)。前者是將GPS 接收的信號(hào)傳輸?shù)絇DA 上, 后者是將PDA 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上, 并對(duì)導(dǎo)出的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行合并和編輯。

2、電子地圖測(cè)繪的原理

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 分成3 個(gè)部分: GPS 衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS 接收機(jī)。一般在測(cè)繪中所使用的是第三部分GPS 接收機(jī)。GPS 使用測(cè)距交會(huì)的原理確定點(diǎn)位, 其基本定位原理是每顆太空衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí), 任一時(shí)刻的位置都用一個(gè)坐標(biāo)值來(lái)表示, GPS 接收機(jī)所在的位置坐標(biāo)為未知值, 而太空衛(wèi)星的訊息在傳送過(guò)程中存在時(shí)間差, 將此時(shí)間差值乘以電波傳送速度, 就可計(jì)算出太空衛(wèi)星與GPS 接收機(jī)間的距離, 如此就可依三角向量關(guān)系列出一個(gè)相關(guān)的方程式。每接收到一顆衛(wèi)星就可列出一個(gè)相關(guān)的方程式, 因此, 至少同時(shí)接收到三顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)后, 即可計(jì)算出平面坐標(biāo)(經(jīng)緯度)值, 收到四顆衛(wèi)星信號(hào)則可同時(shí)測(cè)出高程值, 五顆衛(wèi)星以上可大大提高其測(cè)量精度。一般來(lái)說(shuō), GPS 接收機(jī)在運(yùn)動(dòng)中每秒的坐標(biāo)數(shù)據(jù)都是最新的, 也就是說(shuō)GPS 接收機(jī)會(huì)自動(dòng)不斷地接收衛(wèi)星訊息, 并實(shí)時(shí)地計(jì)算其所在位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù), 同時(shí)記錄下來(lái)。

在GPS 定位中, 根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以將GPS 定位分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。靜態(tài)定位指的是對(duì)于固定不運(yùn)動(dòng)的待定點(diǎn),將GPS 接收機(jī)安置于其上, 觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長(zhǎng)的時(shí)間, 以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo), 又叫絕對(duì)定位。若將2 臺(tái)或2 臺(tái)以上分別固定不變地安置在待定點(diǎn)上, 則通過(guò)一定時(shí)間的觀測(cè), 可以確定這些點(diǎn)之間的相對(duì)位置, 又叫靜態(tài)定位。而動(dòng)態(tài)定位則至少有一臺(tái)接收機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 測(cè)定的是各觀測(cè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)的點(diǎn)位。在電子地圖測(cè)繪系統(tǒng)中采用的是動(dòng)態(tài)定位。GPS 以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等特點(diǎn)贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴。

3、電子地圖測(cè)繪的方法

3.1 外業(yè)采集

外業(yè)采集是整個(gè)測(cè)繪的核心工作, 采集組一般由4 名成員(PDA 操作員、記錄員、帶路者、駕駛員)和1 臺(tái)作業(yè)車(chē)組成。PDA操作員要熟練掌握PDA 操作技術(shù), 事先對(duì)要測(cè)的路線進(jìn)行編號(hào), 對(duì)于已經(jīng)有編號(hào)的路線要進(jìn)行核對(duì), 做到不重復(fù), 不遺漏每一條路線;記錄人員要求反應(yīng)速度快, 能領(lǐng)會(huì)操作員的意圖, 配合操作員進(jìn)行記錄, 做到不遺漏, 準(zhǔn)確率達(dá)到100%;帶路者要求熟悉當(dāng)?shù)氐匦? 對(duì)整個(gè)地區(qū)的路線了如指掌, 做到不走重復(fù)路,以最佳路線測(cè)繪。駕駛員要平穩(wěn)、勻速駕駛作業(yè)車(chē), 并保養(yǎng)維修好。另外還要確保測(cè)繪設(shè)備具有充足的電量, 避免設(shè)備自動(dòng)關(guān)機(jī), 造成數(shù)據(jù)丟失。因此, 要求在測(cè)繪之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作, 只有這樣才能達(dá)到最佳的效果。

準(zhǔn)備就序后, 首先要對(duì)GPS 進(jìn)行定位, 然后打開(kāi)GPS 藍(lán)牙, 將其連接到PDA 上, 待其在PDA 上顯示為“3D”狀態(tài)時(shí)就表示GPS 已聯(lián)接上PDA, 可以開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)前還要對(duì)將其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行命名, 方式建議采用當(dāng)天的時(shí)間來(lái)命名, 并存入SD 卡上, 這樣方便數(shù)據(jù)的合并和校核。測(cè)繪過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的原因及解決的辦法有:

(1)測(cè)繪過(guò)程中GPS 無(wú)法定位。

GPS 無(wú)法定位的原因可能是接收不到衛(wèi)星信號(hào), 這時(shí)可到一個(gè)空曠、周?chē)ㄖ锷?、天線少、外界干擾小的地帶進(jìn)行定位,待其定位好后再進(jìn)行測(cè)繪。為了減少接收干擾, GPS 不能安置在根本接收不到衛(wèi)星直射訊號(hào)的地方, 如室內(nèi)、地下停車(chē)場(chǎng)、天橋下、樹(shù)木密集、四面環(huán)山及隧道中。在汽車(chē)內(nèi), 應(yīng)使用有長(zhǎng)天線的GPS , 并把天線用磁石置在汽車(chē)外。在地形復(fù)雜、建筑物多、干擾多的地方, 建議使用帶有延長(zhǎng)天線的GPS。如果碰到信號(hào)好的地帶最好不要采用天線。

(2)測(cè)繪過(guò)程中GPS 信號(hào)飄逸。

GPS 信號(hào)飄逸問(wèn)題有多方面原因: ①在陰雨天衛(wèi)星信號(hào)較弱, 很容易造成飄逸。②當(dāng)?shù)啬承┑貐^(qū)使用了衛(wèi)星信號(hào)屏蔽, 使信號(hào)飄逸。③在信號(hào)很強(qiáng)時(shí)還使用了延長(zhǎng)天線, 也會(huì)造成信號(hào)的飄逸。④操作錯(cuò)誤所造成。對(duì)于不可避免的信號(hào)飄逸可以在內(nèi)業(yè)頂點(diǎn)編輯中進(jìn)行處理。

(3)測(cè)繪過(guò)程中行車(chē)速度過(guò)快。

對(duì)于一般的車(chē)載GPS 其數(shù)據(jù)更新頻率是1 次/s, 因此測(cè)繪過(guò)程中車(chē)速要保證勻速行駛, 速度不宜過(guò)快, 車(chē)速一般控制在50 km/h, 防止在測(cè)繪過(guò)程中出現(xiàn)GPS 接收信號(hào)中斷, 而使測(cè)繪數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

(4)測(cè)繪過(guò)程中不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間停留在某個(gè)區(qū)域。

當(dāng)正在進(jìn)行路線測(cè)量時(shí), 如果較長(zhǎng)時(shí)間在某個(gè)區(qū)域停頓時(shí),要求PDA 操作人員暫停測(cè)量。避免長(zhǎng)時(shí)間停滯在這個(gè)區(qū)域造成在PDA 顯示的路線發(fā)生飄逸。

(5)測(cè)繪過(guò)程中基本信息處理。

由于PDA 對(duì)路線的線形和里程是自動(dòng)記錄的, 為使測(cè)繪過(guò)程中保證測(cè)繪準(zhǔn)確迅速, 要求PDA 操作員對(duì)路線的基本信息不要過(guò)多輸入, 只需旁邊的記錄員詳細(xì)記錄每一條路線的基本信息以及附屬設(shè)施的基本參數(shù)。對(duì)于路線的基本信息可在內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

(6)測(cè)繪過(guò)程中跨區(qū)路線處理。

由于地形復(fù)雜, 一些路線的基本信息在同一條線上都不盡相同。對(duì)于一些路線里程比較長(zhǎng), 是跨省或跨市(區(qū))或跨鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的, 要對(duì)這些路線進(jìn)行分段, 對(duì)于帶路者要熟悉這一區(qū)域的地形, 做到不出現(xiàn)任何誤差。記錄員要在記錄本上詳細(xì)記載分段情況以及分段路線的基本信息。對(duì)于跨省或跨市(區(qū))鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的路線一定要在當(dāng)天測(cè)完, 方便以后的內(nèi)業(yè)處理。

3.2 內(nèi)業(yè)處理

外業(yè)采集到的地圖數(shù)據(jù)還需要經(jīng)過(guò)整理修飾才能應(yīng)用, 路線上的附屬設(shè)施信息也需要完善, 因此要最后得到完美的電子地圖, 內(nèi)業(yè)處理工作是必不可少的。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理操作的流程如圖2 所示:

內(nèi)業(yè)處理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)需要各人員協(xié)同完成, 其具體有以下幾個(gè)方面:

(1)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)傳輸。

將測(cè)繪的地形圖通過(guò)數(shù)據(jù)線拷貝到PC 機(jī)的硬盤(pán)上, 啟動(dòng)e-Road For PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)的編輯。e-Road For PC 上的功能同PDA 上的e-Road For PDA 是一樣的。因此, 可在e-RoadFor PC 上進(jìn)行內(nèi)業(yè)的處理。

(2)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)編輯。

通過(guò)e-Road For PC 在地形圖上進(jìn)行地圖編輯。要求外業(yè)測(cè)量時(shí)的數(shù)據(jù)記錄員將路線的基本信息和附屬設(shè)施信息進(jìn)行編輯完善, 保證不丟失任何數(shù)據(jù)。

(3)測(cè)繪地圖的數(shù)據(jù)合并。

編輯完成所有的路線基本信息和附屬設(shè)施信息后, 需要進(jìn)行地形圖的合并。合并前要選擇好底圖, 最好使用空底圖, 這樣可盡量減少路線的飄逸, 然后再進(jìn)行合并, 合并時(shí)要按照外業(yè)測(cè)繪的時(shí)間順序來(lái)合并。

(4)測(cè)繪地圖的頂點(diǎn)編輯。

由于外業(yè)測(cè)繪過(guò)程中存在信號(hào)飄逸, 因此在內(nèi)業(yè)處理中, 需要PDA 操作者對(duì)飄逸的路線進(jìn)行頂點(diǎn)編輯, 將飄逸的頂點(diǎn)拉到實(shí)際位置, 對(duì)于一些重復(fù)的頂點(diǎn)要進(jìn)行刪除。

(5)測(cè)繪地圖的校核。

校核時(shí)最好讓熟悉地形的帶路者進(jìn)行校核, 這樣能確保每一條路線的準(zhǔn)確性。如果當(dāng)?shù)赜衅渌牡匦螆D時(shí), 可對(duì)照測(cè)繪地圖的路線有無(wú)偏差。如果路線偏差比較嚴(yán)重或者信號(hào)飄逸嚴(yán)重,為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性最好是進(jìn)行重測(cè)。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展, 交通等領(lǐng)域?qū)?dǎo)航技術(shù)的需求更加迫切, 電子地圖對(duì)于公路的設(shè)計(jì)和管理、公路交通的信息化都有著強(qiáng)大的推動(dòng)作用, 推廣與總結(jié)GPS 和PDA 技術(shù)在電子地圖測(cè)繪中的應(yīng)用勢(shì)在必行, 必將會(huì)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)測(cè)繪技術(shù)。