GPS在民航中的应用

第一篇：GPS在民航中的应用

GPS在民航中的应用 航路导航

航路主要指洋区和大陆空域航路。各种研究和实验已经证明，GPS和一种 称之为接收机自主完善性监测（RAIM）的技术能满足洋区航路对GPS的导航精度、完善性 和可用性的要求，而且精度也能满足大陆空域航路的要求。GPS和广域增强系统也能满足大陆空域航路 精度、完善性和可用性的要求。GPS的精度远优于现有任何航路用导航系统，这种精度的提高 和连续性服务的改善有助于有效利用空域，实现最佳的空域划分和管理、空中交通流量 管理以及飞行路径管理，为空中运输服务开辟了广阔的应用前景，同时也降低了营运成本，保证了空中交通管制的灵活性。GPS的全球、全天候、无误差积累的特点，更是中、远程航线上目前最好的导航系统。按照国际民航组织的部署，GPS将逐渐替代现有的其他无线电导航系统。GPS不依赖于 地面设备、可与机载计算机等其他设备一起进行航路规划和航路突防，为军用飞机的导航 增加了许多灵活性。终端区非精密进近

包括非精密进场/着陆、CAT-1、2、3类精密进场/着陆。GPS及其广域增强系统完全 满足非精密进场/着陆对清度、完善性和可用性的要求；再用局域伪距差分技术/系统增强，能满足CAT-

1、2类精密进场的要求。目前实验表明，采用载波相位差分技术，精度可达到 CAI-3b类的要求。可以肯定，各种增强和组合系统（如LAAS、WAAS、INS等）与GPS将成为进场/ 着陆的主要手段，仪表着陆将最终被取代。由于GPS着陆系统设备简单、无需复杂的地面支持 系统，它将适合于任何机场，包括私人机场和山区机场。理论上，GPS着陆系统可以引导 飞机沿着任意一条飞行剖面和进场路径着陆，这就增强了各种机场着陆的灵活性和盲降能力。3.场面监视和管理：包括终端飞行管理和机场场面监视/管理。场面监视和管理的目的就是 要减少起飞和进场滞留时间，监视和调度机场的飞机、车辆和人员，最大效率地利用终端 空间和机场，以保证飞行安全。GPS、数字地图和数字通信链为开发先进的场面导航、通信和 监视系统提供了全新的技术，可以确信基于GPS/数字地图的场面监视和管理将为机场带来很大 效益。终端区精密进近航路监视

目前的监视是一种非相关监视系统，主要是利用各种雷达系统，可以和机载 导航系统互成备份。但这种监视系统地面和机载设备复杂、价格高、监视精度随距离而 变化，作用距离有限，不可能实现全球覆盖和全球无间隙监视。GPS和航空移动卫星系统的出现，将改变这种传统的监视方法，机载GPS导航系统通过通信自动报告自己的位置这种“自动 相关监视系统ADS”已经提出，目前的演示和实验已经证明ADS为飞行各阶段的监视都会带来益处，特别是为了洋区和内陆边远地区空域实现自动自动监视业务提供了可能。这将杉其有 效地减轻飞行员/管制人员的工作负担，同时也增加了ATM的灵活性。

第二篇：GPS在林业中的应用

GPS在林业中的应用

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2012年 06月 20

目录

前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林业中的应用简介............................................................................................................3

1.1 应用功能...........................................................................................................................4

1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS测距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS测速与导向.....................................................................................................5 GPS在森林调查中的应用...........................................................................................................5

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用.............................................................................6

2.1.1 测定森林分布区域.................................................................................................6 2.1.2 进行样地初设与复位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线............................................................................6 2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算 7 2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用.............................................................................7

2.2.1 在动物资源调查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物资源调查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林业作业中的应用..........................................................................................................8

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用....................................................................................8

3.1.1 在工程测量中的应用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用..............................................................................8 3.1.3 在林业专题图制作中的应用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的应用........................................................................................................8

3.2.1 GPS在飞播造林中的应用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用..........................................................................9 3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用.............................................................9

3.3.1 设计踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐设计.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 验收检查...............................................................................................................10 3.3.5 毁林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保护中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的应用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技术应用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用...................................................................11 4.2.1 病虫害的监测.......................................................................................................11 4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用...................................................................11 5 GPS在林业其他方面的应用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用..................................................................................12 5.2 GPS在林业科学研究中的应用......................................................................................12 6总结.............................................................................................................................................13

前言

随着科学技术的进步和发展，林业系统新技术应用越来越普及，应用范围越来越广泛。特别是GPS技术的推广应用，在森林资源监测、营林规划设计、森林灾害预警、科学宏观决策等方面带来了深刻的变革和重大影响，显著提高了林业系统各部门的经营管理水平。

在林业系统中，GPS的普及应用有效地提高了林业工作的效率和精度，改变了传统的林业工作模式，实现了无纸化和一体化作业流程，使林业的工作模式出现了质的突破，大大地提高了林业调查内、外业的效率和精度。GPS是林业部门未来作业中必不可少的工具，广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。GPS在林业中的应用简介

GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统，将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中，能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标，完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界，成为森林资源调查与动态监测的有力工具。GPS技术在确定林区面积、估算木材量、计算可采伐木材面积、确定原始森林道路位置、对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难，而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置和面积，绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能，它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状，使林业步入现代化的行列，为社会和经济的发展提供有力的保障。

在森林、树丛和山系中考察时，如何辨别方向，如何返回，是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标，如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统（GPS）的出现，使林业工作者在野外工作中有了新的导向、定位工具。GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外，GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星

播放的信号，经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号，前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况，后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后，根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后，GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。现在，全球定位系统接收仪的体积越来越小，像袖珍计算器的大小，重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世，给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米，实际使用时定位精度可能更高些。

1.1 应用功能

林业工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位导航仪进行定位、测距、测线、测面积和导向等功能。

1.1.1 GPS定位功能

在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区，然后自动关机，有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能，不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来，而且依靠其导向功能多少年后，即使地表景观和标志物改变了，亦能找到过去的标本采集地点，并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘，交通道路，防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点、线、或多边形数据。扑火队伍和运载货物的装备配有GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向、位置、到达的目标地，及时的纠正和调整。

1.1.2 GPS测距功能

利用输入定位点数据，或某地点的经纬度和海拔高度，GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中，可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是，解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米，若用皮尺和记步器测定，或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时，利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后，可以研究某些树种在某些区域的分布，以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度，同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时，只要将分布区的最宽处两点定位，GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度，也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图，就可以得到该区域内树种的分布图，并可根据最新发现随时更新旧图。

1.1.3 GPS测速与导向

GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成工作人员迷失方向，GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。GPS在森林调查中的应用

在森林资源一类调查中，利用GPS的导航功能，输入固定样地的坐标，由GPS接收机引导调查人员到达样地，不仅定位速度快、精度高，而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中，利用GPS进行测量定位，可以快速、高效、方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时，储存在 GPS 接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库，从而有利于数据的汇总统计。

2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1 测定森林分布区域

美国林业局根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材，对木材面积的测量闭合差必须小于1%。在一块用经纬仪测量过面积的林区，采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正，得到的结果与已测面积误差为0.03%，这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积，使用GPS进行测量时，沿周边每点上都进行了测量，而且测量的精度很高。

2.1.2 进行样地初设与复位

在我国森林资源清查中，固定样地的定位与复位测量是采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法，此法费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性，为上述工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法，其基本思路是：借助一个已知精确位置的参考点（一般为国家级测量控制点）和一个数据通信链（无线电），使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能，只要输入固定样地的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心。通过2003年连续清查使用GPS技术发现，较以前方法提高工作效率2倍以上，且精度极高。

2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线

利用手持GPS导航伐开境界线，如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规、拉线等方法，工作强度大、误差高、准确度低，进场需要反工，浪费严重。采用GPS后，利用其航迹纪录和测角、测距功能，不但降低了劳动强度，而且准确度高，落图简便，极大的提高了效率。

2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算

如：各种道路网、局界、场界地类位置和绘制图形并求算面积，转绘于林业基本用图上，达到对各种森林地类变化的动态监测的目的，测量精度达到分米级。利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界，如两荒界、行政区界等，解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。

2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1 在动物资源调查中的作用

在野生动物资源调查中，利用GPS接收机寻找样带的起点，并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。由于接收机还有存储运动轨迹的功能，因此可以在数据转化时显示调查的速度、轨迹的数据，从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位，根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。

2.2.2 在植物资源调查中的作用

在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析，初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。GPS 在林业作业中的应用

3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1 在工程测量中的应用

GPS可以克服山高林密、交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足，可以快速、高效地实现森林资源勘察、地形测量、林区公路勘测等。

3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用

采伐林地一般是地形陡峭、树高郁闭、灌木丛生，常规伐区调查难度大或精度不高，采用GPS 接收机进行伐区调查设计，可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难，随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹，与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。

3.1.3 在林业专题图制作中的应用

GPS可用于在森林调查样点和生长预估，观测样点的导航定位，可用于林区公路、涵洞和各种物标的测量，可用于种群分布、数量和野生动物迁移区的确定。GPS在测量学上带来的变革，彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制成图慢、精度低、投入高的缺点。GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求，并实现出图的准确、高效和自动化。

3.2 GPS在造林中的应用

3.2.1 GPS在飞播造林中的应用

利用GPS的导航功能，可以更有效地实施飞播造林工程。这种方法可以减少地面工作人员数量、降低劳动强度、节约飞播经费、加快了飞播进度，为实施大面积、大规模造林工程提供了技术保障

在没有采用GPS之前，飞行员很难对已播和未播林地进行判断，经常会出现重播和漏播的情况，飞播效率很低。采用GPS后，利用其航迹记录功能，飞行员可以轻松了解上次播种的路线，从而有效避免了漏播和重播。此外，利用航线设定功能，飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定，在飞行中按照预先设定好的航线工作，极大地降低了作业难度。

3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用

利用GPS 的航迹记录和求面积功能，林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理，同时了解采伐和更新的比例，对各林业类型进行标注，方便了林业的管理。在我国黑龙江和吉林、内蒙等省区的分类经营、造林普查、资源调查中，已经开始大量采用GPS技术，取得了很好的效果，不但节省了大量的人力、物力和资金，而且极大的提高了工作效率。实践证明，采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段，并取得极大的经济效益。

3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用

在森林资源评估：在进行森林资产评估时，可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种、各不同年龄林分的面积，水资源、农田、荒山、宜林地等面积，从而避免评估中的主观随意性，提高森林资产评估的准确性、公正性和科学性。

3.3.1 设计踏查

使用GPS对准备采伐的伐区、小班进行踏查，初步确定小班及伐区的位置、面积、运材线路等，经过内业进一步筛选后，确定需采伐的小班；对占用的林地，使用GPS进行初步定位、量测，以决定是否审批或初步计算各种补偿费用。

3.3.2 采伐设计

在采伐设计中，可使用GPS定位、求面积、割分采伐小班，将GPS采集的数据提供给资源管理GIS，能够绘制采伐设计图，还可用于运材林道的设计等等。

3.3.3 林地管理

林地资源是林业生存与发展的基础。对各种征占、侵占林地的行为，可用GPS准确定位、求面积，将GPS采集的外业数据提供给GIS，绘制出被征占、侵占林地的准确位置、面积及图形。

3.3.4 验收检查

在对采伐的小班进行验收时，使用GPS可快速、准确地定位所采伐的小班位置是否正确、面积是否准确、是否超边越界等。

3.3.5 毁林案件勘察

毁林案件勘察、乱砍滥伐、毁林开垦、蚕食林地、放牧毁坏造林地等的林政案件时有发生，使用GPS可快速、准确地勘察被毁林地的位置、面积，并可用GPS采集的数据，绘制出被毁林地的位置图，为案件的处理提供准确数据。GPS在森林保护中的作用

4.1 GPS在森林防火中的应用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用

GPS和地理信息系统、卫星遥感技术相结合，可以建立高效、实时、实用的林火信息管理系统，一旦发生森林火灾，只需输入利用遥感技术获得的火点坐标，系统即可自动选定最佳的行进线路，利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位，从而及时、准确到达火场，组织扑救工作。另外，GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积，估计森林火灾的损失，并输出森林火灾受害图、火险等级图等，对森林防火有重要的意义。

4.1.2 森林防火中GPS的技术应用

采用手持GPS进行火场定位、火场布兵、火场测面积、火灾损失估算，精确度高、安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已为国内外防火机构广泛采用。

GPS技术在森林防火上可发挥重要作用。我国较早利用的如沾河林业局，利用差分GPS技术，在防火飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机。防火飞机巡飞时，如有火情热红外系统立刻发现并被GPS确定发生位置的精确坐标，配合地面防火塔，迅速向地面接收站报告。GPS和地形图配合使用，可以确定林火的进展情况。用GPS确定林火的位置，在地形图上绘制火场示意图。这样就可以及时地掌握林火的发生范围、面积等。为采取相应的扑救措施提供了依据；依靠GPS的导航功能，可实施飞机直接灭火措施。首先把火场的位置信息输入到GPS接收机，然后利用它进行导航，快速寻找火场，实施快速灭火（如，喷洒灭火剂、运送灭火队伍等等）。

4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 4.2.1 病虫害的监测

利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查，了解病虫害的发生位置，发展程度及分布状况，从而正确做出判断及时进行防治。

4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用

飞机属于高速飞行的动态用户，在飞机上加装GPS，不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力，而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息，这对于飞机的升空、着陆、飞行方向及速度的确定，空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。

目前，国家正在实施天然林保护工程，建立全国天然林保护工程信息系统，这一系统的技术核心是计算机网格技术、“3S”技术和多媒体技术。病虫害防治是天然林保护工程中必须考虑的专业问题，研究利用GPS进行大面积病虫害防治方法具有现实意义。国内外许多从事林业的专家已经在这方面进行了初步研究。

应用GPS为林业飞防导航，可以摆脱庞大的地面指挥和信号系统，减少车辆、通讯设备和人员的使用，降低组织工作的难度，减少人力、物力和财力的浪费，降低防治成本；免除地面指挥人员和信号队员饱受日晒和药薰之苦，降低劳动强度，提高工作效率；对于山高林密的作业区，信号队员不易到达或不能及时到位，人工导航漏喷或重喷现象严重，GPS导航很好地解决了这一问题。应用GPS导航可以彻底摆脱地面信号标志和人工信号队导航。广西应用飞机喷撒白僵菌原粉防治马尾松毛虫有20 多年的历史，GPS导航技术的应用将使飞防工作迈上新的台阶。GPS在林业其他方面的应用

5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用

森林旅游多在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成游人的失踪和消亡。GPS 接收机已被徒步山林旅行、森林荒漠探险、森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS，实时获得汽车位置、运行速度和方向，加上“风景导航”系统，便可随时计算出旅游车的位置，并向系统查询景区信息，指示最近的景区特色，解说资料及行走方向，也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。

5.2 GPS在林业科学研究中的应用

由于森林资源的具体特点，使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段，经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库。在林业地理信息系统的开发研究中，GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源，而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率，加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。

6总结

社会经济的高速发展，森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐，及时掌握资源动态变化，正确做出决策就显得尤为重要。GPS在林业建设行业中市场广阔，应用潜力巨大，已在森林资源调查、规划设计林区物探、荒漠化监测、森林防火、森林病虫害防治等方面取得了可喜的成绩，GPS技术的普及为林业发展提供了新技术和新方法，彻底改变了林业部门原有的工作模式，GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展，一定会带来经济效益和社会效益共同进步。

第三篇：GPS在测绘中的应用

GPS 在高速公路测量中的应用 随着科学技术发展，GPS技术步入公路行业。我经过对GPS测量的学习情况作以下浅谈：

一、GPS测量简介

全球定位系统GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，作为新一代的卫星导航和定位系统，不仅具有良好的抗干扰性和保密性，而且具有全球性、全天候、连续性、实时性的精密三维导航与定位能力，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。

全球定位系统是美国研制并投入使用的卫星导航与定位系统。在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、以及地形测量等各个方面，尤其是实时动态（RTK）定位技术在公路测量中蕴含着巨大的技术潜力。

二、GPS技术在公路测量中的应用前景

目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了各级公路测设质量。相对于以往测量来说，GPS测量主要有以下特点：

①测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。

②定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。③观测时间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min观测时间即可。④提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可精确测定观测站的大地高程。

⑤操作简便。GPS测量的自动化程度很高，在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成。

当前，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。

三、RTK技术在公路测量中的应用

3.1实时动态（RTK）定位技术简介：是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS（RTK）技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位（RTK）

系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证。实时动态（RTK）定位有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。

3.2应用。最新的RTK技术在公路测设中具备以下几个功能和作用：

①绘制大比例尺地形图。高等级公路选线多是在大比例尺（1：1000或1：2000）带状地形图上进行。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法工作量大，速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，因此大大降低了测图难度，既省时又省力，非常实用。

②道路中线放样。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。

③道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设；横断放样时，先确定出横断面形式（填、挖、半填半挖），然后把横断面设计数据输入到电子手簿中（如边坡坡度、路肩宽度、路幅宽度、超高、加宽、设计高），生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态GPS到现场检测复合，这与传统方法相比，既经济又实用。

3.3RTK技术的优点：

①实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）。②彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。

③作业效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组（3-4人）可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

④在中线放样的同时完成中桩抄平工作。

⑤应用范围广，可以涵盖公路测量（包括平、纵、横），施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。

⑥如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

第四篇：GPS在公路工程勘测中的应用

GPS在公路工程勘测中的应用

武二杰孙现锋

（1：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州 2：郑州市公路勘察设计院 河南 郑州）摘 要 本文主要结合G310线控制测量工作，介绍GPS接收机在进行公路工程静态控制测量中的内外业工作过程方法及注意事项。

主题词 GPS控制网 公路应用

1． GPS概况及研究的目的和意义

1．1 概况

GPS（Global Positioning System）又叫全球卫星定位系统,是目前最先进的卫星导航定位系统，该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能型（陆地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位、和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。因其相对定位精度较高,而越来越被广泛应用于大地控制测量领域,使常规大地测量发生了深刻性变化,GPS的基本作业模式主要有静态定位、准动态定位、动态定位及导航作业四种。

1．1．1 GPS定位原理

GPS定位属于无线电定位范畴，最基本的方法有距离定位法和双曲线定位法两种。

（1）距离定位法

如S1、S2、S3为已知位置的三颗卫星，P为GPS接收机天线所在位置（即欲求位置点），P到S1、S2、S3的距离利用电磁波传播理论计算后，P点的位置按公式即可求出，也就是说，分别以S1、S2、S3为圆心，以距离PS1、PS2、PS3为半径，画出三个园，其交点处即GPS接收机的位置，它具有经度、纬度、高程和时间的四维特性。

（2）双曲线定位法

如S1、S2、S3、S4为已知位置的四颗GPS工作卫星，P为接收机天线位置，即待求点位置，如果已测量出P点到两个已知卫星间的距离D，即

D = │Si│-│Sj│（i≠j）

则可以Si、Sj 为焦点，以D为焦距绘处三组曲面，三个不同的曲面交会于一个

点，即P点位置。这种方式需要三个距离差值，至少需要观测四颗以上的GPS卫星，才能完成观测定位工作。

1．1．2 GPS在公路工程中的应用

（1）控制测量

目前公路路线GPS控制测量实施方案有两种：

一、所有路线控制点全部采用GPS施测。

二、沿路线每隔5-10Km布设一对GPS点作为路线的基本控制，在此基础上，用常规仪器进行导线点加密。方案一的优点是速度快、质量高，但其设备要求较高，GPS接收机要求为动态双频。在本次测量中我们采取了这种方法。

（2）测量和施工中的中线放样

利用GPS的实时动态(RTK)测量技术与电子手簿配合，利用已有的数据资料，在实地进行中线测量，由于GPS测量具有三维信息，因此在放样中线位置时，也可测得其高程（精度有待于进一步研究，可作为对照校核用）。因为能显示横断面的方向，也可进行横断面测量。

（3）在公路竣工验收中的应用

在竣工测量时，GPS可以测定路线的平纵曲线，看其是否满足设计要求，通过(RTK)动态采样，可获得精确的道路坐标、坡度、平曲线、竖曲线等各种参数，从而检验道路施工质量。

总之，路线勘测及隧道贯通测量是公路工程建设中重要的工作，以往大多采用传统的测量方法进行控制网建立及施测，由于该类测量控制网大多以狭长形式布设，并且很多工程穿越山林。周围已知控制点很少，使得传统测量方法在网形布设、误差控制等多方面带来很大问题。同时传统作业方法时间也较长，直接影响了工程建设的正常进行。自从将GPS技术引入公路交通工程领域以来，其测量效率及测量精度得到可喜的提高。

1．2 研究的目的及意义

随着经济建设的发展，公路等级不断提高，也就要求测量手段要有相应的发展和提高，为了更好的适应西部大开发，提高公路测量水平，为了GPS技术在公路建设应用中更加成熟和广泛，对使用GPS中的一些问题加以总结，对于公路事业的发展和进步是非常必要的。

2． 测量研究工作的主要依据

《公路勘测规范》（交通部JTG C10—2007）

3． 测量实施的主要工作及内容

3．1 GPS测量的外业准备及技术设计书编写

在进行GPS外业工作之前，做好实施前的踏勘，资料收集、器材筹备、观测计划拟定、GPS仪器检校及设计书编写等工作。根据收集资料情况及规范要求布设控制网。

3．2 GPS测量的外业实施

3．2．1 选点

选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况的原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还遵守了以下原则：

1．周围应便于安置接收设备和操作,视野开阔的较高点上。

2．点位目标要明确，视场内障碍物的高度角应符合规定。一般规定最小截止高度角为15°以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡和吸收。

3．远离大功率无线电发射源(如电视台微波站)其距离不小于200m,远离高压输电线距离不得小于50m，以避免电磁场对GPS信号的干扰。

4．点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路经效应的影响。

5．点位选在交通方便,有利于其它测量手段扩展和联测的地方。

6．地面基础稳定,易于点的保存。

7．选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。

3．2．2标志埋设

标石的制作及埋设按规范要求进行，埋设工作完成后，按要求提供如下资料：点之记、GPS网的选点网图、选点与埋石工作技术总结。

如工作区处于地广人稀且周围无明显特征点的地区时，应配备手持GPS并记录点位坐标（必须注明采用的坐标系统及设置参数，建议采用与1：5万地形图一致的坐标设置），这对于后续的工作将有很大的帮助。

3．2．3观测工作

观测中一般选用进口双频动态接收机（Ashtech Z型和Trimble4800型）进行，采用静态观测模式。为提高工作效率及精度，可采用四台机器同步观测，连网形式采用边连式。根据GPS常规进行天线安置，开机观测要同步进行，同步观测时段长度根据GPS观测PDOP值及接收卫星数量，在12～25分钟之内调整。（基本要求：PDOP≤6，卫星数≥4）。一个时段观测完成后，由GPS测量仪自动生成一个观测记录，同时观测者必须认真填写测量手簿。

观测记录和测量手簿都是GPS精密定位的依据，必须认真、及时填写，坚决杜绝事后补记或追记。

外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面，适当处应贴制标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手簿编号等。

接收机内存数据文件在转录到外存储介质时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

3．2．4 数据处理

数据处理工作在每天外业完成后进行，这样可以检查当天的观测情况，以对不合格点位及时补测。数据处理及网平差均采用随机软件。平面控制测量采用国家统一的平面坐标系统—1954年北京坐标系。WGS—84与1954年北京坐标系统的转换采用国家控制点重合转换，重合点位与控制网两端及中间部位并均匀分布，在三维约束平差计算时剔除有明显问题的三角点。

GPS网的数据处理采用随机软件进行解算，分为三个步骤：一是基线解算，二是闭合差检验，三是网平差解算。

在基线解算时有些参数的不同取值（如：卫星高度角、采样间隔、卫星的取舍、参考卫星的选择、观测时段的选择）会产生不同的结果，如何判断这些参数的和理性，要靠对计算结果的正确分析和在实践中不断积累经验。对于基线解算的数据质量，GPS接收机数据处理软件有两个检验指标：（1）方差比（Ratio）≥3；（2）中误差≤0.02，满足上述两项指标的基线为合格基线，否则为不合格基线，禁止使用并重新测量。本次测量中经计算发现某一时段的结果不理想，经分析为此时段卫星状况不好，后在其他时段补测，经解算合格通过。

闭合差检验是数据处理的重要步骤，由基线组成的最小闭合环必须满足规范规定的限差，闭合环检验合格后才能进行网平查计算，网平差计算时需输入中央子午线精度等信息，然后就可由随机软件计算出各GPS点的坐标。

一般情况下，采用常规导线测量对GPS控制网进行加密时，可将两组GPS点作为已知点，对加密导线点进行附合导线平差，平差所用的边长可直接采用测距仪所测距

离。在平差过程中，发现角度闭合情况较好，一般Km长的附合导线角度闭合差在60″以内，而由边长推算的坐标增量闭合差也满足要求，但与角度闭合差相比稍大。尤其在高等级公路及大型桥梁、隧道的导线测量中，应该采用更精确的经过改正的边长进行平差，只有考虑了椭球体、投影变形的影响，才能求出精确的边长，其计算方法如下：

（1）将测距仪观测的长度规划到椭球面的长度，计算公式为：

s = D + Dd

Dd =-(D * Hm)/ρm

式中：s——归化到椭球面的长度；

D——地面上的观测距离；

Dd——高程归化改正；

Hm——观测边的平均大地高；

ρm——该地区平均曲率半径。

（2）将椭球面的长度归化到高斯平面的长度，计算公式为：

so = s + Δs

Δs =(s * ym)/(2 * ρ2 2 m)

式中：so——归化到高斯平面上的长度；

ym——在高斯平面上离中央子午线垂距的平均值。

现很多随测量设备所带的应用软件中都包括以上计算程序。

4． 问题及建议

1．公路为线状构造物，控制网布设沿路线呈条带状，为保证测量精度，测量连网形式采用边连式，故测量设备应不少于三台。建议测量每组采用四到五台，一是可以使测量效率成倍增加，二是可增加同步环数量，保证精度，即使有个别基线不符合要求也不影响施测结果。

2．测设单位进行GPS设备配置时应考虑动、静态兼容，同时又考虑到经济实用的原则。建议采用1（基准站）+2（动态RTK）+1（或2静态）的配置，即考虑了静态控制测量（3-5台），又能够进行实时动态（RTK）测量、放样及施工控制。

3．测量前应根据近期测区的星历情况（随即软件中可查），合理安排测量时间，避开卫星条件不好的时段，达到保证测量质量和节省时间的目的。在对G310线进行

测量时，根据星历预报发现测区内13：00—15：00左右卫星状况不好，实际测量时发现此段时间的测量结果也很不理想，故将此段时间改为休息及移站时间。

4．坐标转换及计算过程中应注意投影带的选取，中央子午线的确定应以路线所经过的中央位置为准。地形起伏高差比较大的地区的投影面应选取测区平均高程投影面，已知控制点坐标必须经过换算才能参与约束平差。根据以上原则进行坐标计算才能保证最小平曲面误差。

5．自定义坐标系或无已知控制点进行平差计算时，应利用全站仪等设备所测量的基线数据进行点校正。

5． 经济、社会效益及应用前景

经近些年我国测绘部门和公路工程部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功用于大地测量、工程测量中，给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

GPS在本次公路工程测量中有明显的社会经济效益：

1、缩短了测量时间，提高工作效率

本次控制测量共布点24个（分布于长26Km、宽约2Km地带）。根据以往经验，在传统三角网测量、计算方式下最少需用15天的时间。而使用GPS测量及用随机平差软件计算，只需4天的时间。

2、提高测量精度，减少工作强度

GPS测量精度高，测量速度快，其精度是传统测量方式所不能达到的。

3、测量数据自动分析处理，减少了手工劳动，保证结果的准确性

在传统控制测量方式中，测量数据的分析处理所占的比重很大，因为计算数据量大而出现的错误也相应增多。而应用计算机读取数据计算，则只需简单的操作就能完成，而且由于数据导入完全自动进行，大大的减少了错误几率而保证了结果的准确性。随着公路等级的不断提高，对于工程测量及施工的精度要求也越来越高，应用传统的测量手段很难达到要求，而GPS系统正是在这种要求下得到推广和应用，并有着广阔的发展前景。

参考文献：

《公路勘测规范 》（交通部JTG C10—2007）

第五篇：GPS在高速公路测量中的应用

GPS测量的特点

相对于经典测量学来说，GPS测量主要有以下特点：

--测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。

--定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1ppm，而红外仪标称精度为5mm+5ppm，GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明，在小于50公里的基线上，其相对定位精度可达12×10-6，而在100～500公里的基线上可达10-6～10-7。

--观测时间短。在小于20公里的短基线上，快速相对定位一般只需5分钟观测时间即可。

--提供三维坐标。GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。

--操作简便。GPS测量的自动化程度很高。在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其它观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。

--全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气状况的影响。

GPS测量在公路测量中的应用

公路路线一般处在一条带状走廊内。其平面控制测量往往采用导线形式，这包括附合导线、闭合导线、结点导线等导线网形式。对于重要构造物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式。

--常规测量方法的缺陷：

1、规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般对于高等级公路均要求达到一级导线要求。这样，导线附合或闭合长度最长不得超过10公里，结点导线结点间距不能超过附合导线长度的0.7倍。这种要求一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业。

2、搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，往往国测、军测、城市控制点混杂一起，这就存在系统间的兼容性问题，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量。

3、国家大地点破坏严重，影响测量作业。由于国家基础控制点，大多为五六十年代完成，经过30多年，有些点由于经济建设的需要被破坏，有些点则由于人们缺乏知识遭人为破坏。在这些地区进行路线测量作业，往往在50公里以上均找不到导线的联测点。这样路线控制测量的质量得不到保证。

4、地面通视困难往往影响常规测量的实施。一般路线的控制点要求布设在距路线的300米范围内。由于通视的原因，这一条件难以满足，甚至在大范围密林、密灌及青纱帐地区，根本无法实施常规控制测量。

对于长大隧道，特大桥用常规测量有下列局限：

1、长大隧道、特大桥等构造物一般要求测量等级在四等以上。用常规测量方法，往往采用增加测回数，延长观测时间等费时、费工的方法来设法提高精度。

2、长大隧道、特大桥多为地形复杂困难地带，进行常规控制测量，为通视和网形，往往砍伐工作量相当大，这样测设费用很大，作业艰苦。

3、长大隧道及特大桥的控制网高精度及与路线网的低精度衔接，虽说用平差方法可以得到克服，但由于地形条件困难，其联结的测量工作量很大，且不太方便。实际工作中，构造物的控制测量与路线的控制测量经常出现脱节现象。

利用GPS测量能克服上述列举的缺陷，并提高作业的效率，减轻劳动强度，保证了高等级公路测设质量。

--GPS测量用于加密国家控制点：

京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段路线长约60公里，所处地形为重丘区，路线设计为6车道。

该段有11个各种系统的平面控制点，经过实地寻找，找出了7个，有4个被破坏，破坏中有2个国家Ⅱ等点。在已找出的的7个控制点中，国家测绘局系统Ⅰ等点1个，Ⅲ等点1个；城市测量系统点2个；总参军控点3个。这些平面控制点分属不同测量系统，且等级不同。

为提高京珠国道粤境高速公路汤塘至广州北二环段测设质量，决定在国家测绘系统基础进行控制点的加密。加密的控制点布设方案是：沿公路路线每10km布设一对点，该对点相距约1km，且应通视良好。这样，该段共设了6对GPS加密点，加密点的精度要达到四等控制网的要求。GPS四等网由18个点组成，其网形略图如图1。（图1 汤塘至广州北二环GPS四等国家大地点加密）

该四等网采用4台Trimble SE400单频接收机作业。该机的标称精度为10mm+2PPm。四等网的观测时间为90min。数据采样间隔为15s。

基线预处理采用厂家提供的TrimvecPlus软件，平差计算采用武汉测绘科技大学编制的GPSADJ Ver2.0软件包。

通过平差处理，该四等网最弱点位中误差为4.11cm，平均点位中误差3.18cm，最弱边相对中误差1/27669，平均边长相对中误差1/453578。

整个四等网作业仅花4d时间。其效率较常规测量手段至少提高3倍。

在此基础上，我院同湖北省测绘局、湖南省第二测绘院合作，在京珠国道主干线湖南耒阳广州花都段进行了近600km的GPS加密国家控制点的测量。该地区路线跨越南岭山脉，沿线山高深、植被茂盛、地形地貌复杂、通视条件极差。国家一、二等三角点破坏严重，测设内可供利用的三角点稀少，在路线走廊范围内仅找到7个保存完好的国家三角点。

经过平差处理，网中最弱点点位中误差为4.13cm，最弱边相对中误差为1/12.5万。控制网的各项指标达到甚至超过国家四等网的技术要求。

近600km的GPS控制网，仅用两个外业组，10个作业员，7台GPS接收机，约20d的作业时间。若采用常规测量方法在相同人手的情况下，至少需要三个月的时间才能完成。

GPS测量用于隧道控制测量

在京珠国道主干线粤境高速公路翁城县境内有座靠椅山双洞直线型平行隧道，初测的左、右洞起讫桩号分别为ZK144+710～ZK147+730，YK144+730～YK147+740。其洞长分别为3020m和3010m。根据《公路隧道勘测规程》中对隧道类别划分标准，属公路特长隧道，洞外测量在贯 通面上对贯通误差影响值限值为±55mm。

靠椅山隧道地处亚热带地区，雨量充沛、荆剌丛生，沟深林密，野外作业条件十分艰苦，采用常规方法不仅费时费力，而且选点困难，砍伐工作量大。结合靠椅山地形特征，采用GPS测量，布设了如图2所示的GPS控制网。

靠椅山隧道控制网由14个点组成，网中最短边长为100.842m，最大边长为3597.4m，平均边长为1104.848m。

采用Wild 200 GPS接收机进行静态观测，观测时间为20～50min，采样率为10s，共观测了29条基线向量。

经过平差处理，网中最弱边相对精度为1/60106，最高相对精度达1/137万；最弱点位中误差为±0.83cm。在贯通面上贯通误差左、右线分别为±0.707cm和±0.693cm。

通过实施GPS测量可看出：GPS测量灵活、方便，能大大节省人力、物力、减少野外砍伐工作量，减少一些不必要的过渡点；具有极高的精度，它完全能达到《公路勘察规程》对隧道测量的要求；较红外仪导线测量，可提高效率4～5倍。

GPS用于特大桥控制测量

鄂黄长江公路大桥是连结长江两岸黄冈市和鄂州市的公路特大桥。为便于大桥设计和施工，采用GPS对首选方案Ⅲ、Ⅳ桥位进行Ⅲ等平面控制测量。布网设计方案为双大地四边形(如图3)。垂直于江面的长边约为1200m，平行于江面的短边约为500m。双大地四边形与两个国家Ⅱ等以上大地点联测。

经过平差处理，控制网精度为：最弱点位中误差1.93cm，最弱边长相对中误差1/113000，满足了Ⅲ等平面控制测量的精度要求。

GPS测量用于导线控制测量京深高速公路河北境高邑至邢台段地处华北平原，地势平坦，最大相对高差约20m，平均海拔约50m，境内村庄较多。植被多为小麦及田间行树。

公路及机耕道密集。

采用三台Wild 200 GPS接收机进行导线测量，作业方式采用点连接方式，三台接收机同时作业。作业完后，向前滚动(如图4)。

?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示观测的同步环。

在GPS观测之前，已作高精度红外导线测量(EDM)和水准测量。

通过实际测量可以看出：

l GPS观测时间为7.5min，与常规红外仪测量相比，时间缩短了约20min，效率为4倍；与全站仪测量相比，时间缩短约8min，效率为2倍。

l GPS导线测量可靠性好，平面精度和高程精度均能满足高速公路测设的要求。

GPS测量用于摄影测量外业控制点测量

摄影测量一般沿飞行航摄的航线，每隔一定间隔就要在野外实地测量一定数量的平面和高程控制点(如图5)。野外平高控制点的间隔n按地形类别及所测地形图的比例尺而定。如1∶2000地形图，摄影比例尺为1∶10000，间隔n一般为4～6个摄影基线。

常规的野外平高控制点的测量方法是先沿航摄方向布设导线，然后在此基础上采用支导线方法测定航测象控点。这种方法主要是导线方式测量。

由于航摄面积较广，对23cm×23cm象幅，1∶10000摄影比例尺，覆盖范围为2.3km宽，双航线覆盖范围更宽，在这广阔范围内进行导线测量，往往由于实地条件的限制，其作业是相当艰苦的，且工作量大，作业周期长。

在京珠国道主干线粤境高速公路汤塘至广州北二环段这60km路线的航测外业中，利用4台TrimbleSE4000接收机，将一台或两台GPS接收机固定于已知点上，其余GPS接收机游动于像控点进行像控点三维坐标测量。全线航测像控点测量仅用5d作业时间。

经过平差处理，像控点平面点位精度达到了优于0.10m的精度，最弱边相对中误差为1/43734。

由此可见，GPS测量作航测控制，不仅具有高精度，而且具有极大的灵活性。它改变了逐步控制的测量模式，其效率较常规方法提高5倍以上。

GPS测量用于密林、密灌地区路线控制测量

随着经济的发展，高等级公路开始向山区、重丘区岭区拓展。这些地区人烟稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地区，水平方向通视困难，有时实施常规测量方法几乎不可能。

在海南中线新建公路海口至屯昌段测设中，自石山至永发镇约20km，植被覆盖厚，多为有剌密灌、杂草地，人迹罕见，有多个火山口。这种地区红外仪导线测量几乎没有可能。为提高高等级公路测设质量，采用GPS沿路线每隔2km作一对GPS点，这一对GPS点应保证足够的水平通视距离。

利用这2km一对的GPS通视点，就可在此基础上前后各支出不超过1km进行放线测设工作，既保证了测设工作的质量，又大大减少了作业的劳动强度，加快了测设周期。

在海南中线的20km密林密灌测设中，作了11对GPS通视点。采用TrimbleSE4000单频接收机在每个测站上观测30min，数据采样率为15s，作业方法是两台接收机处于固定点上，其余接收机游动于密林密灌区的埋设的通视点上。

经过平差处理，这22个GPS点的最弱点位精度为4.95cm，平均点位精度为2.85cm，平均边长相对中误差为1/486993。

GPS应用展望

从GPS测量中，可以看出GPS具有很大的发展前景：

首先，GPS作业有着极高的精度。它的作业不受距离限制，非常适合于国家大地点破坏严重地区、地形条件困难地区、局部重点工程地区等。

其次，GPS测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。

第三，GPSRTK技术将彻底改变公路测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察。它可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。

第四，GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。

第五，GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样，是GPS测量应用的重要领域。特别是在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，往往由于这些地区地形条件的限制，实施常规的几何水准测量有困难，GPS高程测量无疑是一种有效的手段。