GPS技术在公路勘测中的应用前景如何？
1，GPS技术发展现状
GPS(全球定位系统(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合开发的卫星导航系统。具有全球、全天候、连续、实时的导航定位功能，可为各类用户提供精确的三维坐标、速度和时间。单点导航和相对测地定位是GPS应用的两个方面；相对测地定位是常规测量的主要应用方式。
相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量。其原理是采用载波相位测量的局部差分法:求接收机之间的第一差分、接收机与卫星观测历元之间的第二差分，通过两次差分计算，计算出待确定基线的长度；求解整周模糊度是其中的关键技术。根据算法模型，设计了静态、快速静态和RTK运行模式。静态作业模式主要用于地壳形变观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效率和厘米级精度在一般工程测量中得到广泛应用。RTK测量以其快速、实时、厘米级精度，广泛应用于数据采集(如细部测量)和工程放样。RTK技术代表了GPS相对测地定位应用的主流。
GPS测地接收设备是实现测地定位的基本条件。接收机分为单频和双频，双频可以用L2观测修正电离层折射效应，最适合中长基线(20km以上)测量，具有快速静态测量功能，可升级为RTK功能。单频机适用于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有较好的性价比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通信设备、电子笔记本和配套设备组成。整套设备具有重量轻、操作简单、实时可靠、精度达到厘米级的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS系统在轨卫星数量有限，在对空能见度被遮挡的情况下无法保证正常计算，影响定位的精度和可靠性。实践表明，由于多种环境的制约，单频GPS系统具有很大的局限性。随着俄国全球导航卫星系统(CLONASS)的不断完善，美国Ashtech公司成功研制出利用GLONASS提高GPS性能的双星座系统(GLONASS GPS)。这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更加完善的接收设备，双星座系统的接收设备达到了一个新的水平。
2.GPS技术在公路勘测中的应用前景。
随着我国国民经济的快速增长和西部大开发的实施，我省高等级公路建设迎来了前所未有的发展机遇，这对勘察设计提出了更高的要求。随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已经以CAD为主，有些软件本身需要地面数字测绘产品的支持；建立勘察、设计、施工、后期管理一体化数据链，减少数据复制、录入等中间环节，是公路勘察设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”。目前，公路勘测虽然使用了电子全站仪等先进的仪器设备，但常规的勘测方法受横向能见度和工作条件的限制，工作强度大，效率低，大大延长了设计周期。测量技术的进步在于设备的引进和技术改造，在目前的技术条件下引进GPS技术应该是首选。目前采用GPS静态或快速静态的方法建立沿线总控制测量，为勘测阶段测绘带状地形图、测量路线的平面和纵面提供依据。在施工阶段建立桥隧施工控制网只是GPS在公路测量中应用的初级阶段。其实公路勘测的技术潜力在于RTK(实时动态定位)技术的应用，RTK技术在公路工程中的应用前景非常广阔。下面简单介绍RTK技术在公路测量中的应用。
3.RTK技术在公路测量中的应用。
3.1 RTK定位技术简介
实时动态(RTK)定位技术是一种基于载波相位观测值的实时差分GPS(RTDGPS)技术。它是GPS测量技术发展的新突破，在公路工程中具有广阔的应用前景。众所周知，无论是静态定位还是准动态定位，由于数据处理的滞后性，无法实时计算定位结果，也无法对观测数据进行检查，难以保证观测数据的质量。在实际工作中，由于粗差造成的不合格观测结果往往需要返工重测。解决这一问题的主要方法是延长观测时间以保证测量数据的可靠性，这降低了GPS测量的工作效率。
实时动态定位系统由参考站和流动站组成。建立无线数据通信是实时动态测量的保证。其原理是以第一个点精度高的控制点为基准点，放置一个接收机作为基准站，连续观测卫星。流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收参考站上的观测数据，随机计算机根据相对定位原理实时计算并显示流动站的三维坐标和测量精度。这样，用户可以实时监控待测点的数据观测质量和基线计算结果的收敛情况，并根据待测点的精度指标确定观测时间，减少冗余观测，提高工作效率。
3.2应用
实时动态(RTK)定位有两种测量模式:快速静态定位和动态定位。两种定位模式的结合，可以涵盖公路勘测、施工放样、监理以及GIS(地理信息系统)前端数据采集。
3.2.1快速静态定位模式。GPS接收机需要在每个移动站静态观察。观测时，同时接收参考站和卫星的同步观测数据，实时计算出整个未知数和用户站的三维坐标。如果计算结果的变化趋于稳定，且精度满足设计要求，则可以结束实时观测。一般用于控制测量，如控制网加密；如果采用常规测量方法(如全站仪测量)，受客观因素影响较大，在自然条件恶劣的地区实施难度较大，而RTK快速静态测量则可以事半功倍。单点定位仅需5-10min(随着技术的不断发展，定位时间会缩短)，不到静态测量所需时间的五分之一。在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点的加密。
3.2.2动力定位测量前，需要在一个控制点观测几分钟(有的仪器只需要2 ~ 10s)进行初始化，然后流动站就可以按预定的采样间隔自动观测，与参考站的同步观测数据一起，实时确定采样点的空间位置。目前其定位精度可以达到厘米级。
动态定位模式在公路测量阶段具有广阔的应用前景，可以完成地形测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等。测量2 ~ 4 s后，精度可达1 ~ 3 cm，整个测量过程无需通视，具有常规测量仪器(如全站仪)无法比拟的优势。
3.3 RTK技术的优势
3.3.1可靠性试验后厘米级精度测量结果(包括高程)的实时动态显示。
3.3.2彻底摆脱粗差带来的返工，提高GPS作业效率。
3.3.3作业效率高，每个放样点只需停留在1 ~ 2s。流动站分组作业，每组(3 ~ 4人)可完成5 ~ 10km中线测量。如果用于地形测量，每组每天可完成0.8 ~ 1.5km3的地形图测绘，精度和效率常规。
3.3.4在放出中线的同时，完成中间桩的找平。
3.3.5应用范围广——可覆盖公路测量(包括平、纵、横)、施工放样、监理、竣工测量、养护测量、GIS前端数据采集等多个方面。
3.3.6如果有相应的软件辅助，RTK可以与全站仪协同工作，充分发挥各自的优势。
3.4推广建议
3.4.1 GPS静态定位技术结合动态定位技术可以高效、准确地完成公路平面控制测量。
3.4.2常规方法与GPS技术相结合的生产工艺可以大大提高生产效率。
3.4.3随着以RTK技术为特征的GPS技术的发展，各厂商相继推出具有自主专利技术的仪器，其初始化时间更短，跟踪能力更强，精度更高，可靠性更强，性价比更好。勘察设计单位倾向于更换全站仪，更新单位设备时应考虑这一因素。
3 . 4 . 4 GPS技术在公路测量中的应用是公路测量中一次革命性的技术革新，将更新传统的作业理念。
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