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摘要：随着道路建设新技术研究的进一步深入，GPS技术在道路建设中的作用也越来越重要，并将逐渐成为道路建设必不可少的方法和手段。本文对GPS测量在道路建设中的应用进行了相关的分析。
关键词：GPS测量；道路建设；应用分析
Abstract: with the new technology road construction of further research, GPS technology in the road is more and more important role in the construction, and will gradually become road construction essential method and means. In this paper, the GPS measurement in road construction studied the application of the relevant analysis.
Keywords: GPS measurement; Road construction; Application analysis
中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：
随着GPS技术的不断成熟，其技术的应用也日益广泛，由于GPS技术自身的一些特点，其在道路建设方面取得了良好的效果与成功的经验，充分证明了GPS定位技术的优越性与巨大潜力。
一、GPS定位的原理
GPS定位的基本原理是空间距离交会，用户只需要用接收机天线接收卫星信号，测量天线到卫星之间的距离，再量取天线的高度，就可根据卫星的瞬时位置求得地面安置天线点的空间位置。
二、GPS定位测量的优势
与常规测量相比，GPS定位测量有其明显的优势：
（一）GPS点之间不需要相互通视，仅需天空开阔。对GPS网的几何图形也没有严格要求，因而使GPS点位的选择比较灵活，可以自由布设，这可克服常规测量必须通视同时又要保持网形的难题。
（二）观测时间短，数据处理高度自动化。目前随着GPS技术的迅速发展，观测的速度越来越快，采用静态定位方法完成一条基线的相对定位所需的观测时间根据要求的精度不同，一般约为50分钟到80分钟，而若采用RTK技术，只需要几秒钟就可以完成观测。
（三）定位精度高。大量实践表明，GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量，目前GPS的相对定位精度可达10-8， GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性更加突出，这是普通测量方法很难达到的。
（四）全天候作业 。由于GPS卫星分布合理，在地球上任何地点，任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星，因在在任何时候、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。
（五）功能齐全。GPS测量可同时测定待测点的平面位置和高程。采用实时动态测量还可以进行施工放样。
（六）操作简便。GPS测量的自动化程度很高，测量员在观测中只需要安置和开启、关闭仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等均由仪器自动完成。
三、GPS测量的实施
GPS测量实施过程与常规测量一样，也分为外业和内业两部分。外业工作包括GPS点的选点埋标、观测作业等工作。内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结与上交资料等。按GPS测量实施的工作程序，可分为以下几个阶段：
（一）GPS網设计。GPS网的精度要求，主要取决于网的用途，不同用途的GPS网的精度不同。网的图形设计也取决于网的用途，但与经费、时间和人力的消耗以及接收设备的类型、数量和后勤保障等条件有关。
（二）选点和建标志。由于GPS测量测站间不要求相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作简便。选点应避开产生磁场源的地方，点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上，目标要显著，保证观测站在视场内周围障碍物的高度角应小于150，以减少GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。其他要求及建立标志同常规测量。
（三）GPS测量的观测工作。GPS测量的观测工作主要包括天线安置、观测作业、观测记录等。安置天线遇到刮风等恶劣天气时，应将天线固定牢固，以防倒地碰坏。遇到雷雨天气时，一定要将其底盘接地，以防天线遭到雷击。天线的架设一定不能过低，适宜距地面1m以上。在外测观测工作中，测量员在一个时段观测过程中，不允许关闭又重新启动；也不允许对卫星高度角的改变；天线位置的改变；数据采样间隔的改变；按动关闭文件和删除文件等功能键的操作也是不允许的。在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机，若遇到雷雨过境时，应关机停测卸下天线。观测过程中对仪器内存和硬盘容量要随时查看，每日观测结束后，应及时转存数据，以防数据丢失。
四、GPS测量在道建设中的应用
GPS测量具有高精度、高效率的优点，在控制测量领域得到广泛应用。随着GPS接收机性能和数据处理技术的逐渐完善，GPS应用领域也在不断拓宽。实时GPS测量在道路工程中可完成如下多种工作。
（一）工程控制测量
对于大型结构物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制，宜用GPS建立控制网，使用静态测量的精密方法，而实时GPS动态测量方法可用在一般道路工程的控制测量中。这种方法能大大提高作业的效率，并且由于点与点之间无需通视，使得测量更加简便易行。
（二）绘制大比例尺地形图
高等级公路的选线很多都是在大比例尺带状地形图上进行的。用传统方法测图，其工作量非常大，速度也非常慢，相对花费时间长。用实时GPS动态测量，在每个碎部点上只需停留几秒钟，即可获得测点的坐标，结合输入的点特征的编码及属性信息，构成碎部点的数据，在室内通过绘图软件成图。因只需采集碎部点的坐标和输入其属性信息，采集速度快，降低了测图的难度，省时省力。
（三）道路中线测量
设计人员进行纸上定线后，只需要在地面上将道路中线标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点的坐标输入GPS接收机，系统就会自动定出放样的点位。由于每个点的测量都是相对于基准站独立完成，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。
（四）道路纵、横断面测量
确定道路中线后，利用中桩点坐标，使用绘图软件，即可绘出路线纵断面以及各桩点的横断面。由于所采用的数据都是测绘地形图时采集来的，因此没必要再到现场进行纵、横断面测量，这将大大减少了外业工作。如果确实需要到现场进行断面测量时，也可以采用实时GPS测量。
（五）施工测量
实时GPS有非常好的硬件，也有很多的软件可供选择。在施工过程中，对点、线、面以及坡度等放样均可很方便的进行，精度可达厘米级。
（六）变形监测
变形监测网比一般工程控制网精度要高一个数量级，属于毫米级精度。实践表明采取一些措施，基线向量可达到非常高精度。随着研究的深化，GPS广泛应用于变形监测，是完全有可能的。
五、结语
GPS技术作为21世纪的一种新技术，已被成功应用于路线设计、施工放样等道路建设中的各个方面，改变了传统的测量作业工作方式，显著提高了工作效率，也带来了可观的经济效益，成为道路工程测量的一种主要方法，在某些困难工程地点成为了一种不可替代的方法。
【参考文献】
[1]付新启，测量学[M].北京：北京理工大学出版社,2008.1
[2]徐霄鵬，公路工程测量[M].北京：人民交通出版社,2005.12
[3]独知行，刘智敏，GPS测量实施与数据处理[M].北京：测绘出版社,2010.7
[4]杨少伟等，道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社,2009.6
关键词：GPS测量；道路建设；应用分析
Abstract: with the new technology road construction of further research, GPS technology in the road is more and more important role in the construction, and will gradually become road construction essential method and means. In this paper, the GPS measurement in road construction studied the application of the relevant analysis.
Keywords: GPS measurement; Road construction; Application analysis
中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：
随着GPS技术的不断成熟，其技术的应用也日益广泛，由于GPS技术自身的一些特点，其在道路建设方面取得了良好的效果与成功的经验，充分证明了GPS定位技术的优越性与巨大潜力。
一、GPS定位的原理
GPS定位的基本原理是空间距离交会，用户只需要用接收机天线接收卫星信号，测量天线到卫星之间的距离，再量取天线的高度，就可根据卫星的瞬时位置求得地面安置天线点的空间位置。
二、GPS定位测量的优势
与常规测量相比，GPS定位测量有其明显的优势：
（一）GPS点之间不需要相互通视，仅需天空开阔。对GPS网的几何图形也没有严格要求，因而使GPS点位的选择比较灵活，可以自由布设，这可克服常规测量必须通视同时又要保持网形的难题。
（二）观测时间短，数据处理高度自动化。目前随着GPS技术的迅速发展，观测的速度越来越快，采用静态定位方法完成一条基线的相对定位所需的观测时间根据要求的精度不同，一般约为50分钟到80分钟，而若采用RTK技术，只需要几秒钟就可以完成观测。
（三）定位精度高。大量实践表明，GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量，目前GPS的相对定位精度可达10-8， GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性更加突出，这是普通测量方法很难达到的。
（四）全天候作业 。由于GPS卫星分布合理，在地球上任何地点，任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星，因在在任何时候、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。
（五）功能齐全。GPS测量可同时测定待测点的平面位置和高程。采用实时动态测量还可以进行施工放样。
（六）操作简便。GPS测量的自动化程度很高，测量员在观测中只需要安置和开启、关闭仪器、量取仪器高、监视仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等均由仪器自动完成。
三、GPS测量的实施
GPS测量实施过程与常规测量一样，也分为外业和内业两部分。外业工作包括GPS点的选点埋标、观测作业等工作。内业工作主要包括GPS测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结与上交资料等。按GPS测量实施的工作程序，可分为以下几个阶段：
（一）GPS網设计。GPS网的精度要求，主要取决于网的用途，不同用途的GPS网的精度不同。网的图形设计也取决于网的用途，但与经费、时间和人力的消耗以及接收设备的类型、数量和后勤保障等条件有关。
（二）选点和建标志。由于GPS测量测站间不要求相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作简便。选点应避开产生磁场源的地方，点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上，目标要显著，保证观测站在视场内周围障碍物的高度角应小于150，以减少GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。其他要求及建立标志同常规测量。
（三）GPS测量的观测工作。GPS测量的观测工作主要包括天线安置、观测作业、观测记录等。安置天线遇到刮风等恶劣天气时，应将天线固定牢固，以防倒地碰坏。遇到雷雨天气时，一定要将其底盘接地，以防天线遭到雷击。天线的架设一定不能过低，适宜距地面1m以上。在外测观测工作中，测量员在一个时段观测过程中，不允许关闭又重新启动；也不允许对卫星高度角的改变；天线位置的改变；数据采样间隔的改变；按动关闭文件和删除文件等功能键的操作也是不允许的。在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机，若遇到雷雨过境时，应关机停测卸下天线。观测过程中对仪器内存和硬盘容量要随时查看，每日观测结束后，应及时转存数据，以防数据丢失。
四、GPS测量在道建设中的应用
GPS测量具有高精度、高效率的优点，在控制测量领域得到广泛应用。随着GPS接收机性能和数据处理技术的逐渐完善，GPS应用领域也在不断拓宽。实时GPS测量在道路工程中可完成如下多种工作。
（一）工程控制测量
对于大型结构物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制，宜用GPS建立控制网，使用静态测量的精密方法，而实时GPS动态测量方法可用在一般道路工程的控制测量中。这种方法能大大提高作业的效率，并且由于点与点之间无需通视，使得测量更加简便易行。
（二）绘制大比例尺地形图
高等级公路的选线很多都是在大比例尺带状地形图上进行的。用传统方法测图，其工作量非常大，速度也非常慢，相对花费时间长。用实时GPS动态测量，在每个碎部点上只需停留几秒钟，即可获得测点的坐标，结合输入的点特征的编码及属性信息，构成碎部点的数据，在室内通过绘图软件成图。因只需采集碎部点的坐标和输入其属性信息，采集速度快，降低了测图的难度，省时省力。
（三）道路中线测量
设计人员进行纸上定线后，只需要在地面上将道路中线标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点的坐标输入GPS接收机，系统就会自动定出放样的点位。由于每个点的测量都是相对于基准站独立完成，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。
（四）道路纵、横断面测量
确定道路中线后，利用中桩点坐标，使用绘图软件，即可绘出路线纵断面以及各桩点的横断面。由于所采用的数据都是测绘地形图时采集来的，因此没必要再到现场进行纵、横断面测量，这将大大减少了外业工作。如果确实需要到现场进行断面测量时，也可以采用实时GPS测量。
（五）施工测量
实时GPS有非常好的硬件，也有很多的软件可供选择。在施工过程中，对点、线、面以及坡度等放样均可很方便的进行，精度可达厘米级。
（六）变形监测
变形监测网比一般工程控制网精度要高一个数量级，属于毫米级精度。实践表明采取一些措施，基线向量可达到非常高精度。随着研究的深化，GPS广泛应用于变形监测，是完全有可能的。
五、结语
GPS技术作为21世纪的一种新技术，已被成功应用于路线设计、施工放样等道路建设中的各个方面，改变了传统的测量作业工作方式，显著提高了工作效率，也带来了可观的经济效益，成为道路工程测量的一种主要方法，在某些困难工程地点成为了一种不可替代的方法。
【参考文献】
[1]付新启，测量学[M].北京：北京理工大学出版社,2008.1
[2]徐霄鵬，公路工程测量[M].北京：人民交通出版社,2005.12
[3]独知行，刘智敏，GPS测量实施与数据处理[M].北京：测绘出版社,2010.7
[4]杨少伟等，道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社,2009.6