摘要本文介紹了GPS定位原理及在公路測設中的實際應用，包括控制測量及RTKGPS路線放樣。著重介紹了控制測量中內業處理，即GPS控制網平差方法、精度；探討了RTKGPS技術的作業方法、路線放樣的精度及其存在的一些問題。
　　關鍵詞GPS技術論文，道路測量論文，RTK技術
　　在飛速發展的科技時代，時間就是生產力，效率就是效益。如何在激烈的競爭中得以生存，改變工作手段，充分利用先進的設備，掌握先進的技術，是時代的呼喚。在道路行業，作為先鋒軍的測量專業，社會的發展已經打破了傳統的作業方式（即耗時耗力的常規測量，比如用經緯儀、全站儀進行邊角測量），代表測繪發展方向RTK測量的問世，幾年間就為測繪、土地、交通、水利、電力等行業的發展，開辟了一個極其廣闊的天地。GPS測量在公路中的實踐表明，這種測量方式，尤其是RTK測量，不僅能更好的保證精度，而且大大的降低了野外作業的勞動強度，大大的提高了野外的作業速度，減少了野外的作業人員，節約了工程成本。本文結合生產實踐就GPS、RTK技術在道路工程測設中的應用作一總結。
　　一、GPS定位原理論文
　　GPS是利用導航衛星進行測時、測距，以構成全球定位系統。整個系統包括三大部分：
　　空間部分、地面監控部分和用戶部分。
　　GPS定位原理即測量學中的空間距離后方交會，各測點共視衛星，測定出接收天線到各可見衛星的瞬時距離。為了測定瞬時站星距離，主要采用兩種方法：一是測量GPS衛星發射的測距碼信號到達用戶接收機的傳播時間，即偽距測量；二是測量具有載波多普勒頻移的GPS衛星載波信號與接收機產生的參考載波信號之間的相位差，即載波相位測量。
　　在定位觀測時，GPS定位分為動態定位和靜態定位。若接收機相對于地球表面運動，則稱為動態定位；若接收機相對而言于地球表面靜止，則稱為靜態定位。由于載波相位測量的關鍵技術是求解“整周模糊度（整周未知數）”，靜態測量需要較長的觀測時間（一般60min以上），其目的是讓衛星星座有較大的變化，以便正確求解整周模糊度；動態測量采用整周模糊度快速逼近技術（FAFA）、OTF算法，提高定位速度。
　　二、GPS在道路測量中的應用
　　應用GPS技術進行道路測量首先應根據工程需要確定GPS控制網的等級，控制測量分為一級、二級、三級和四級共四個等級。對大型橋梁和隧道工程的控制網應采用一、二級精度等級，三級、四級可作為道路的首級控制網。對道路首級控制網通常采用載波相位靜態差分技術，以保證得到毫米級精度，滿足測區首級四等控制網的要求。
　　1、點位選擇與布網方案
　　（1）GPS控制點應布設在交通方便、便于長期保存的路線兩側。為了避免多路徑影響，點位周圍應開闊，無大面積水域，無大型建筑物和反射物等。
　　（2）保證衛星高度角，點位周圍無高于150m的成片建筑物等。
　　（3）點位400m范圍內無大功率無線電發射源和高壓線。
　　（4）每6—7km左右布設一對GPS點，其對點間要求通視，距離在0.5-0.8km左右，對點連線與中心線交成銳角。
　　2、外業觀測及基線解算
　　外業觀測使用儀器為三臺美國天寶公司生產的雙頻接收機，捕捉衛星4顆以上，有效同步觀測時間均大于60min。由于圖1所示GPS網中復測基線較少，因此對觀測的要求也較高，要盡量避免含有粗差的基線向量存在。根據以往的實踐經驗，基本達到了要求，重測率很低。
　　3、GPS網平差
　　網平差采用天寶隨機附送網平差軟件。該軟件軟件要求平差前首先進行已知三角點的坐標轉換和閉合差檢驗，最后才能進行網平差。
　　(1)坐標轉換
　　測區位于東經106037，-107030，，北緯30023，-31030，之間，為30帶360帶的邊緣，投影長度變形大于2.5cm/km，不宜采用統一的1954年北京坐標系。為了減少該測區投影長度變形，依照高斯投影長度變形規律，選擇作為1070中央子午線，另外根據測區高程及所緯度，選擇平面高程面為1400m，緯度為30055’，高程異常值為15m，此數據作為測量平面坐標系統的依據。
　　坐標轉換時，采用TGPPS將已知點高斯60帶坐標轉換成30帶坐標和大地坐標，再將30帶坐標轉換至任意坐標系中的坐標，然后進行測區平均高程面投影計算。
　　(2）閉合差檢驗
　　根據規范要求分別對同步環、獨立環及復測基線進行坐標分量閉合差和全長閉合差的檢驗，剔除不合格的基線。
　　(3）GPS網平差
　　平差時首先以一個已知點的偽距定位值為依據，將基線向量網在WGS-84坐標系中進行三維無約束平差，以考核GPS網的內部符合精度。根據輸出的各獨立基線向量的改正數和弦長相對精度，檢查觀測值有無粗差。然后在約束平差確定的有效觀測量的基礎上，以三個已知點為起算點，在高斯獨立坐標系下進行二維約束平差。
　　三、RTK技術在路線放樣中的應用論文
　　RTK（RealtimeKinematic）實時動態定位技術是一項以載波相位觀測為基礎的實時差分GPS測量技術，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合而構成的組合系統,它的基本組成由
　　基準站和流動站兩部分組成，基準站包含基準站接收機和數據傳輸電臺，流動站部分可以有一臺或多臺流動站接收機。
　　進行RTK作業的時候，需要進行基準站設置及流動站設置。設置基準站的目的有兩個：一是給基準站位置信息，以供RTK的計算使用；二是給基準站接收機和基準站電臺發出實時轉發載波相位觀測量的指令。設置流動站的目的是給流動站接收機及內置的電臺發出接收基準站電臺信息的指令。
　　在RTK作業模式下基準站和流動站必須保持同時跟蹤至少5顆以上的衛星，基準站不斷地對可見衛星進行觀測，并把帶有已知點位置的數據，借助電臺將其觀測值坐標信息，發送給流動站接收機；流動站接收機將自己采集的GPS觀測數據和接收來自基準站的數據，組成差分觀測值進行實時處理，求得其三維坐標（X、Y、Z）。
　　“區域性”地方坐標參數
　　對于線路工程，求取“區域性”坐標轉換參數，需要收集控制線路的足夠控制點的大地坐標和地方坐標，只要有了足夠多點的大地坐標和地方坐標，利用相關的軟件，如天寶TGO軟件中的GPS點校正功能和天寶測量控制器中的點校正功能，就可以輕松的求取坐標轉換參數。對于參與求參的控制點，應該滿足以下條件：
　　①控制點的數量應足夠。一般來講，平面控制應至少三個，高程控制應根據地形地貌條件，數量要求會更多（比如4個或以上）以確保擬合精度要求。
　　②控制點的控制范圍和分布的合理性。控制范圍應以能夠覆蓋整個工區為原則，一般情況下，相鄰控制點之間的距離在3km-5km，所謂分布的合理性主要是指控制點分布的均勻性，當然控制點是越多越好。
　　③控制點之間應具備相互位置關系精確的WGS84大地坐標BLH和地方坐標XYZ，以確保轉換關系的正確性。
　　四、結語
　　GPS和RTK的迅速發展，使道路測量精度更高、速度更快，在道路工程中應用也會相當普遍，同時對于道路工程施工測量技術人員要求也更高。
　　參考文獻：
　　[1]張予東、李雪芳,公路測量中GPSRTK的應用[J]測繪通報,2002,(12).
　　[2]張耀華,GPS定位技術在公路工程中的應用[J]國外公路,1998,(06).