第一篇：GPS在民航中的應用

GPS在民航中的應用 航路導航

航路主要指洋區和大陸空域航路。各種研究和實驗已經證明，GPS和一種 稱之為接收機自主完善性監測（RAIM）的技術能滿足洋區航路對GPS的導航精度、完善性 和可用性的要求，而且精度也能滿足大陸空域航路的要求。GPS和廣域增強系統也能滿足大陸空域航路 精度、完善性和可用性的要求。GPS的精度遠優于現有任何航路用導航系統，這種精度的提高 和連續性服務的改善有助于有效利用空域，實現最佳的空域劃分和管理、空中交通流量 管理以及飛行路徑管理，為空中運輸服務開辟了廣闊的應用前景，同時也降低了營運成本，保證了空中交通管制的靈活性。GPS的全球、全天候、無誤差積累的特點，更是中、遠程航線上目前最好的導航系統。按照國際民航組織的部署，GPS將逐漸替代現有的其他無線電導航系統。GPS不依賴于 地面設備、可與機載計算機等其他設備一起進行航路規劃和航路突防，為軍用飛機的導航 增加了許多靈活性。終端區非精密進近

包括非精密進場/著陸、CAT-1、2、3類精密進場/著陸。GPS及其廣域增強系統完全 滿足非精密進場/著陸對清度、完善性和可用性的要求；再用局域偽距差分技術/系統增強，能滿足CAT-

1、2類精密進場的要求。目前實驗表明，采用載波相位差分技術，精度可達到 CAI-3b類的要求。可以肯定，各種增強和組合系統（如LAAS、WAAS、INS等）與GPS將成為進場/ 著陸的主要手段，儀表著陸將最終被取代。由于GPS著陸系統設備簡單、無需復雜的地面支持 系統，它將適合于任何機場，包括私人機場和山區機場。理論上，GPS著陸系統可以引導 飛機沿著任意一條飛行剖面和進場路徑著陸，這就增強了各種機場著陸的靈活性和盲降能力。3.場面監視和管理：包括終端飛行管理和機場場面監視/管理。場面監視和管理的目的就是 要減少起飛和進場滯留時間，監視和調度機場的飛機、車輛和人員，最大效率地利用終端 空間和機場，以保證飛行安全。GPS、數字地圖和數字通信鏈為開發先進的場面導航、通信和 監視系統提供了全新的技術，可以確信基于GPS/數字地圖的場面監視和管理將為機場帶來很大 效益。終端區精密進近航路監視

目前的監視是一種非相關監視系統，主要是利用各種雷達系統，可以和機載 導航系統互成備份。但這種監視系統地面和機載設備復雜、價格高、監視精度隨距離而 變化，作用距離有限，不可能實現全球覆蓋和全球無間隙監視。GPS和航空移動衛星系統的出現，將改變這種傳統的監視方法，機載GPS導航系統通過通信自動報告自己的位置這種“自動 相關監視系統ADS”已經提出，目前的演示和實驗已經證明ADS為飛行各階段的監視都會帶來益處，特別是為了洋區和內陸邊遠地區空域實現自動自動監視業務提供了可能。這將杉其有 效地減輕飛行員/管制人員的工作負擔，同時也增加了ATM的靈活性。

第二篇：GPS在林業中的應用

GPS在林業中的應用

批

準：

審

核：

編

寫：

2012年 06月 20

目錄

前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林業中的應用簡介............................................................................................................3

1.1 應用功能...........................................................................................................................4

1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS測距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS測速與導向.....................................................................................................5 GPS在森林調查中的應用...........................................................................................................5

2.1 GPS在森林調查及資源管理中的應用.............................................................................6

2.1.1 測定森林分布區域.................................................................................................6 2.1.2 進行樣地初設與復位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS導航伐開境界線............................................................................6 2.1.4 利用差分或測量型GPS對林區各種境界線實施精確勘測、制圖和面積求算 7 2.2 GPS在野生動植物資源調查中的作用.............................................................................7

2.2.1 在動物資源調查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物資源調查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林業作業中的應用..........................................................................................................8

3.1 GPS在林業生產和規劃中的應用....................................................................................8

3.1.1 在工程測量中的應用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐區調查設計中的應用..............................................................................8 3.1.3 在林業專題圖制作中的應用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的應用........................................................................................................8

3.2.1 GPS在飛播造林中的應用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分類、清查中的應用..........................................................................9 3.3 GPS在森林資源評估及森林資源管理中的應用.............................................................9

3.3.1 設計踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐設計.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 驗收檢查...............................................................................................................10 3.3.5 毀林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保護中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的應用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技術應用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病蟲害的監測與防治中的應用...................................................................11 4.2.1 病蟲害的監測.......................................................................................................11 4.2.2 在病蟲害防治和農藥噴灑中的應用...................................................................11 5 GPS在林業其他方面的應用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探險中的應用..................................................................................12 5.2 GPS在林業科學研究中的應用......................................................................................12 6總結.............................................................................................................................................13

前言

隨著科學技術的進步和發展，林業系統新技術應用越來越普及，應用范圍越來越廣泛。特別是GPS技術的推廣應用，在森林資源監測、營林規劃設計、森林災害預警、科學宏觀決策等方面帶來了深刻的變革和重大影響，顯著提高了林業系統各部門的經營管理水平。

在林業系統中，GPS的普及應用有效地提高了林業工作的效率和精度，改變了傳統的林業工作模式，實現了無紙化和一體化作業流程，使林業的工作模式出現了質的突破，大大地提高了林業調查內、外業的效率和精度。GPS是林業部門未來作業中必不可少的工具，廣泛使用一定會取得巨大的經濟效益和社會效益。GPS在林業中的應用簡介

GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統，將GPS這一先進的測量技術應用在林業工作中，能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精密坐標，完成森林調查與管理中各種境界線的勘測與放樣落界，成為森林資源調查與動態監測的有力工具。GPS技術在確定林區面積、估算木材量、計算可采伐木材面積、確定原始森林道路位置、對森林火災周邊測量和測定地區界線等方面可以發揮其獨特的重要的作用。在森林中進行常規測量相當困難，而GPS優越的定位、導航技術可以發揮它的優越性，精確測定森林位置和面積，繪制精確的森林分布圖。GPS在林業中的應用已經不再局限于以上這些功能，它在林業應用中的不斷深入和擴展必將改變林業現狀，使林業步入現代化的行列，為社會和經濟的發展提供有力的保障。

在森林、樹叢和山系中考察時，如何辨別方向，如何返回，是林業工作者面臨的實際問題。森林、樹叢中沒有定位、導向路標，如何返回出發地和標本采集地亦是難題。有許多人在科學考察中可能有過時間長短不一的迷路經歷。全球定位系統（GPS）的出現，使林業工作者在野外工作中有了新的導向、定位工具。GPS利用分布于外層空間的多顆衛星為地球表面任意一點提供定位、導航和測繪服務。除了軍事用途外，GPS也廣泛用于民用。GPS定位導航儀利用接到的衛星

播放的信號，經過幾何計算來確定位置。全球定位系統播放衛星星歷和衛星位置推算信號，前者給出系統中每一顆衛星的位置和狀況，后者給出播放信號之衛星的定位信息。GPS定位導航儀接到信號后，根據接收信號的時間與發射初始時間之差計算出定位導航儀與衛星之間的距離。當算出與至少三顆定位衛星之間的距離后，GPS定位導航儀就能確定其在地球表面的空間位置。現在，全球定位系統接收儀的體積越來越小，像袖珍計算器的大小，重量不足400克的手持式全球定位系統定位導航儀的面世，給野外的定位、導向和測速帶來了極大的便利。使用全球定位系統能在兩分鐘內確定工作人員所在位置的經緯度和海拔高度。其天線亦可以分離安裝在汽車的擋風玻璃上。民用型GPS定位儀的單機精度一般為15米，實際使用時定位精度可能更高些。

1.1 應用功能

林業工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位導航儀進行定位、測距、測線、測面積和導向等功能。

1.1.1 GPS定位功能

在野外工作中確定位置是定向測距的第一步。GPS定位導航儀具有自動抽樣定位功能。有些型號能每10分鐘自動開機定位將數據記錄于緩沖區，然后自動關機，有的能夠連續25小時自動定位記錄信息。利用GPS的定位功能，不但可以將標本或數據采集地點的精確位置記錄下來，而且依靠其導向功能多少年后，即使地表景觀和標志物改變了，亦能找到過去的標本采集地點，并不需要借助地圖。這一優點在大海、大湖、沙漠和林業中顯得更為重要。通過GPS可以將地理位置轉化成GIS的數據格式并輸入到GIS中，通過GIS來產生地圖，如過火區邊緣，交通道路，防火隔離帶都可以用GPS將其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置轉化成點、線、或多邊形數據。撲火隊伍和運載貨物的裝備配有GPS和相應的通訊設施后，就可以將隊伍行進的位置和路線及時傳輸到指揮部的GIS系統之中，GIS就可以準確地定位到地圖之中。從而就可以對行動的方向、位置、到達的目標地，及時的糾正和調整。

1.1.2 GPS測距功能

利用輸入定位點數據，或某地點的經緯度和海拔高度，GPS定位導航儀能計算地球表面上任意兩點間的距離。在野外工作中，可以將出發點或工作點儲存為定位點。然后可隨時測定距這地點的距離。亦可測定任意兩個定位點間的距離。于是，解決了野外樣線調查時樣線長度的測定。樣線的長度常達數千米或數萬米，若用皮尺和記步器測定，或是無法實現或是誤差較大。當我們研究野生樹種的生長區域或生長地點時，利用GPS定位導航儀將這些地點定位并儲存后，可以研究某些樹種在某些區域的分布，以及這些樹種的生存條件如地理位置、地貌、氣候、濕度，同時也可研究該林區的整個生態系統的不同組成的分布。當測定某樹種的分布區域時，只要將分布區的最寬處兩點定位，GPS定位導航儀均能在瞬間計算出分布區域的寬度，也可通過測得的數據算出其面積。同時把不同的樹種的數據記錄并描繪成圖，就可以得到該區域內樹種的分布圖，并可根據最新發現隨時更新舊圖。

1.1.3 GPS測速與導向

GPS具有測定速度和方向導航的功能。在人跡罕至、地形復雜、地物豐富和交通不便的偏遠山區，尤其原始森林、天然林中大樹遮天，面積廣闊，難辨方向，常常造成工作人員迷失方向，GPS的導航功能可以使人們順利的找到出發的起始地點。GPS在森林調查中的應用

在森林資源一類調查中，利用GPS的導航功能，輸入固定樣地的坐標，由GPS接收機引導調查人員到達樣地，不僅定位速度快、精度高，而且可以將原有的明標改成暗標。在森林資源二類調查中，利用GPS進行測量定位，可以快速、高效、方便地把調查的樣本單元落實到地面上進行測量和調查。同時，儲存在 GPS 接收機中的樣地坐標及調查數據還可通過數據轉化直接形成數據庫，從而有利于數據的匯總統計。

2.1 GPS在森林調查及資源管理中的應用 2.1.1 測定森林分布區域

美國林業局根據林區的面積和區內樹木的密度來銷售木材，對木材面積的測量閉合差必須小于1%。在一塊用經緯儀測量過面積的林區，采用GPS沿林區周邊及拐角處進行了GPS定位測量并進行偏差糾正，得到的結果與已測面積誤差為0.03%，這一實驗證明了測量人員只要利用GPS技術和相應的軟件沿林區周邊使用直升飛機就可以對林區的面積進行測量。過去測定所出售木材的面積要求用測定面積的各拐角和沿周邊測量兩種方法計算面積，使用GPS進行測量時，沿周邊每點上都進行了測量，而且測量的精度很高。

2.1.2 進行樣地初設與復位

在我國森林資源清查中，固定樣地的定位與復位測量是采用地形圖引線定位和直接搜尋樣地的方法，此法費工費時而且精度較低。GPS技術的快速動態定位特性，為上述工作提供了有力的技術支持。差分定位是目前GPS最為廣泛使用的方法，其基本思路是：借助一個已知精確位置的參考點（一般為國家級測量控制點）和一個數據通信鏈（無線電），使用GPS接收機和電臺達到運動載體實時精確動態定位的目的。差分方法有偽距差分、坐標差分、相位差分3種。利用差分GPS導航功能，只要輸入固定樣地的縱橫坐標，按導航方向可直接到達樣地中心。通過2003年連續清查使用GPS技術發現，較以前方法提高工作效率2倍以上，且精度極高。

2.1.3 利用手持GPS導航伐開境界線

利用手持GPS導航伐開境界線，如平坦地林班線的伐開和確立標樁。以往該類工作采用角規、拉線等方法，工作強度大、誤差高、準確度低，進場需要反工，浪費嚴重。采用GPS后，利用其航跡紀錄和測角、測距功能，不但降低了勞動強度，而且準確度高，落圖簡便，極大的提高了效率。

2.1.4 利用差分或測量型GPS對林區各種境界線實施精確勘測、制圖和面積求算

如：各種道路網、局界、場界地類位置和繪制圖形并求算面積，轉繪于林業基本用圖上，達到對各種森林地類變化的動態監測的目的，測量精度達到分米級。利用差分或測量型GPS進行圖面區劃界線的精確現地落界，如兩荒界、行政區界等，解決現地界線不清和標志位置不準的普遍存在的問題。

2.2 GPS在野生動植物資源調查中的作用 2.2.1 在動物資源調查中的作用

在野生動物資源調查中，利用GPS接收機尋找樣帶的起點，并根據輸入的樣帶終點坐標引導調查人員在規定的樣帶線內調查。由于接收機還有存儲運動軌跡的功能，因此可以在數據轉化時顯示調查的速度、軌跡的數據，從而對調查質量進行質量監督和管理。另外GPS還可用于野生動物棲息地的定位，根據棲息地的森林景觀類型權數推算總體種群數量。

2.2.2 在植物資源調查中的作用

在野生植物資源調查中利用GPS進行生物密度分析，初設及復位樣地對植物的多度和頻度進行調查。GPS定位可以對古樹名木及稀特有植物進行研究和保護。GPS 在林業作業中的應用

3.1 GPS在林業生產和規劃中的應用 3.1.1 在工程測量中的應用

GPS可以克服山高林密、交通和透視條件差或常規測量困難及精度不高等林業工程測量的不足，可以快速、高效地實現森林資源勘察、地形測量、林區公路勘測等。

3.1.2 GPS在伐區調查設計中的應用

采伐林地一般是地形陡峭、樹高郁閉、灌木叢生，常規伐區調查難度大或精度不高，采用GPS 接收機進行伐區調查設計，可以克服因植被阻擋和坡度造成的通視困難，隨調查人員的運動實時記錄下伐區邊界坐標及運動軌跡，與計算機接口后方便地進行標圖并求出伐區面積。

3.1.3 在林業專題圖制作中的應用

GPS可用于在森林調查樣點和生長預估，觀測樣點的導航定位，可用于林區公路、涵洞和各種物標的測量，可用于種群分布、數量和野生動物遷移區的確定。GPS在測量學上帶來的變革，徹底改變了傳統林業專題圖在制作上的手工繪制成圖慢、精度低、投入高的缺點。GPS配合地理信息系統可以滿足多種專題圖制作的要求，并實現出圖的準確、高效和自動化。

3.2 GPS在造林中的應用

3.2.1 GPS在飛播造林中的應用

利用GPS的導航功能，可以更有效地實施飛播造林工程。這種方法可以減少地面工作人員數量、降低勞動強度、節約飛播經費、加快了飛播進度，為實施大面積、大規模造林工程提供了技術保障

在沒有采用GPS之前，飛行員很難對已播和未播林地進行判斷，經常會出現重播和漏播的情況，飛播效率很低。采用GPS后，利用其航跡記錄功能，飛行員可以輕松了解上次播種的路線，從而有效避免了漏播和重播。此外，利用航線設定功能，飛行員可以在地面對飛行距離和航線進行設定，在飛行中按照預先設定好的航線工作，極大地降低了作業難度。

3.2.2 GPS在造林分類、清查中的應用

利用GPS 的航跡記錄和求面積功能，林業工作人員很容易對物種林的分布和大小進行紀錄整理，同時了解采伐和更新的比例，對各林業類型進行標注，方便了林業的管理。在我國黑龍江和吉林、內蒙等省區的分類經營、造林普查、資源調查中，已經開始大量采用GPS技術，取得了很好的效果，不但節省了大量的人力、物力和資金，而且極大的提高了工作效率。實踐證明，采用GPS完全可以取代傳統的角規加皮尺的落后測量手段，并取得極大的經濟效益。

3.3 GPS在森林資源評估及森林資源管理中的應用

在森林資源評估：在進行森林資產評估時，可以用GPS接收機和數據處理軟件系統精確地測定各林種、各不同年齡林分的面積，水資源、農田、荒山、宜林地等面積，從而避免評估中的主觀隨意性，提高森林資產評估的準確性、公正性和科學性。

3.3.1 設計踏查

使用GPS對準備采伐的伐區、小班進行踏查，初步確定小班及伐區的位置、面積、運材線路等，經過內業進一步篩選后，確定需采伐的小班；對占用的林地，使用GPS進行初步定位、量測，以決定是否審批或初步計算各種補償費用。

3.3.2 采伐設計

在采伐設計中，可使用GPS定位、求面積、割分采伐小班，將GPS采集的數據提供給資源管理GIS，能夠繪制采伐設計圖，還可用于運材林道的設計等等。

3.3.3 林地管理

林地資源是林業生存與發展的基礎。對各種征占、侵占林地的行為，可用GPS準確定位、求面積，將GPS采集的外業數據提供給GIS，繪制出被征占、侵占林地的準確位置、面積及圖形。

3.3.4 驗收檢查

在對采伐的小班進行驗收時，使用GPS可快速、準確地定位所采伐的小班位置是否正確、面積是否準確、是否超邊越界等。

3.3.5 毀林案件勘察

毀林案件勘察、亂砍濫伐、毀林開墾、蠶食林地、放牧毀壞造林地等的林政案件時有發生，使用GPS可快速、準確地勘察被毀林地的位置、面積，并可用GPS采集的數據，繪制出被毀林地的位置圖，為案件的處理提供準確數據。GPS在森林保護中的作用

4.1 GPS在森林防火中的應用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應用

GPS和地理信息系統、衛星遙感技術相結合，可以建立高效、實時、實用的林火信息管理系統，一旦發生森林火災，只需輸入利用遙感技術獲得的火點坐標，系統即可自動選定最佳的行進線路，利用GPS接收機對撲火隊進行實時的導向和定位，從而及時、準確到達火場，組織撲救工作。另外，GPS還可以簡單精確地測定受災林地面積，估計森林火災的損失，并輸出森林火災受害圖、火險等級圖等，對森林防火有重要的意義。

4.1.2 森林防火中GPS的技術應用

采用手持GPS進行火場定位、火場布兵、火場測面積、火災損失估算，精確度高、安全性強，能夠實時、快速、準確地測定火險位置和范圍，為防火指揮部門提供決策依據，已為國內外防火機構廣泛采用。

GPS技術在森林防火上可發揮重要作用。我國較早利用的如沾河林業局，利用差分GPS技術，在防火飛機的環動儀上安裝熱紅外系統和GPS接收機。防火飛機巡飛時，如有火情熱紅外系統立刻發現并被GPS確定發生位置的精確坐標，配合地面防火塔，迅速向地面接收站報告。GPS和地形圖配合使用，可以確定林火的進展情況。用GPS確定林火的位置，在地形圖上繪制火場示意圖。這樣就可以及時地掌握林火的發生范圍、面積等。為采取相應的撲救措施提供了依據；依靠GPS的導航功能，可實施飛機直接滅火措施。首先把火場的位置信息輸入到GPS接收機，然后利用它進行導航，快速尋找火場，實施快速滅火（如，噴灑滅火劑、運送滅火隊伍等等）。

4.2 GPS在森林病蟲害的監測與防治中的應用 4.2.1 病蟲害的監測

利用GPS對蟲害和病害進行跟蹤調查，了解病蟲害的發生位置，發展程度及分布狀況，從而正確做出判斷及時進行防治。

4.2.2 在病蟲害防治和農藥噴灑中的應用

飛機屬于高速飛行的動態用戶，在飛機上加裝GPS，不僅可使其在全球范圍內獲得連續實時的導航能力，而且還能夠得到高精度的三維定位和速度信息，這對于飛機的升空、著陸、飛行方向及速度的確定，空中準確投擲及空中交通管制有重要的意義。

目前，國家正在實施天然林保護工程，建立全國天然林保護工程信息系統，這一系統的技術核心是計算機網格技術、“3S”技術和多媒體技術。病蟲害防治是天然林保護工程中必須考慮的專業問題，研究利用GPS進行大面積病蟲害防治方法具有現實意義。國內外許多從事林業的專家已經在這方面進行了初步研究。

應用GPS為林業飛防導航，可以擺脫龐大的地面指揮和信號系統，減少車輛、通訊設備和人員的使用，降低組織工作的難度，減少人力、物力和財力的浪費，降低防治成本；免除地面指揮人員和信號隊員飽受日曬和藥薰之苦，降低勞動強度，提高工作效率；對于山高林密的作業區，信號隊員不易到達或不能及時到位，人工導航漏噴或重噴現象嚴重，GPS導航很好地解決了這一問題。應用GPS導航可以徹底擺脫地面信號標志和人工信號隊導航。廣西應用飛機噴撒白僵菌原粉防治馬尾松毛蟲有20 多年的歷史，GPS導航技術的應用將使飛防工作邁上新的臺階。GPS在林業其他方面的應用

5.1 GPS在森林旅游及探險中的應用

森林旅游多在人跡罕至、地形復雜、地物豐富和交通不便的偏遠山區，尤其原始森林、天然林中大樹遮天，面積廣闊，難辨方向，常常造成游人的失蹤和消亡。GPS 接收機已被徒步山林旅行、森林荒漠探險、森林草地狩獵的人們視為“護身符”。同時利用安裝在旅游車上的GPS，實時獲得汽車位置、運行速度和方向，加上“風景導航”系統，便可隨時計算出旅游車的位置，并向系統查詢景區信息，指示最近的景區特色，解說資料及行走方向，也可自由選擇想去的景區并由車上的GPS自動選擇最佳的行走路線。

5.2 GPS在林業科學研究中的應用

由于森林資源的具體特點，使林業科研需要借助于大量的資源數據才能進行動態預測和科學經營。GPS是森林資源信息和數據的重要捕捉手段，經過簡單的數據和信息轉化成為基礎的數據庫和圖形庫。在林業地理信息系統的開發研究中，GPS不僅是屬性數據和空間數據的重要來源，而且可以改善GPS數據的準確度和數據更新效率，加速地理信息系統在生產實際中的推廣應用。

6總結

社會經濟的高速發展，森林資源的開發和保護需要緊緊跟上經濟發展的步伐，及時掌握資源動態變化，正確做出決策就顯得尤為重要。GPS在林業建設行業中市場廣闊，應用潛力巨大，已在森林資源調查、規劃設計林區物探、荒漠化監測、森林防火、森林病蟲害防治等方面取得了可喜的成績，GPS技術的普及為林業發展提供了新技術和新方法，徹底改變了林業部門原有的工作模式，GPS技術的普遍應用必將促進林業工作向著精確、高效、現代化的方向發展，一定會帶來經濟效益和社會效益共同進步。

第三篇：GPS在測繪中的應用

GPS 在高速公路測量中的應用 隨著科學技術發展，GPS技術步入公路行業。我經過對GPS測量的學習情況作以下淺談：

一、GPS測量簡介

全球定位系統GPS是美國陸海空三軍聯合研制的衛星導航系統，作為新一代的衛星導航和定位系統，不僅具有良好的抗干擾性和保密性，而且具有全球性、全天候、連續性、實時性的精密三維導航與定位能力，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。單點導航定位與相對測地定位是GPS應用的兩個方面，對常規測量而言相對測地定位是主要的應用方式。

全球定位系統是美國研制并投入使用的衛星導航與定位系統。在測量領域，GPS系統已廣泛用于大地測量、工程測量、以及地形測量等各個方面，尤其是實時動態（RTK）定位技術在公路測量中蘊含著巨大的技術潛力。

二、GPS技術在公路測量中的應用前景

目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備，但常規測量方法受橫向通視和作業條件的限制，作業強度大，且效率低，大大延長了設計周期。利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業的效率，減輕勞動強度，保證了各級公路測設質量。相對于以往測量來說，GPS測量主要有以下特點：

①測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。

②定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。③觀測時間短。在小于20km的短基線上，快速相對定位一般只需5min觀測時間即可。④提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可精確測定觀測站的大地高程。

⑤操作簡便。GPS測量的自動化程度很高，在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監視儀器的工作狀態，而其他觀測工作如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

當前，公路測量的技術潛力蘊于RTK（實時動態定位）技術的應用之中，RTK技術在公路工程中的應用，有著非常廣闊的前景。

三、RTK技術在公路測量中的應用

3.1實時動態（RTK）定位技術簡介：是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS（RTK）技術，它是GPS測量技術發展的一個新突破，在公路工程中有廣闊的應用前景。眾所周知，無論靜態定位，還是動態定位等定位模式，由于數據處理滯后，所以無法實時解算出定位結果，而且也無法對觀測數據進行檢核，這就難以保證觀測數據的質量。在實際工作中經常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果。解決這一問題的主要方法就是延長觀測時間來保證測量數據的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實時動態定位（RTK）

系統由基準站和流動站組成，建立無線數據通訊是實時動態測量的保證。實時動態（RTK）定位有靜態定位和動態定位兩種測量模式，兩種定位模式相結合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監理和GIS（地理信息系統）前端數據采集。

3.2應用。最新的RTK技術在公路測設中具備以下幾個功能和作用：

①繪制大比例尺地形圖。高等級公路選線多是在大比例尺（1：1000或1：2000）帶狀地形圖上進行。用傳統方法測圖，先要建立控制點，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費時間長。用實時GPS動態測量可以完全克服這個缺點，只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘，即可獲得每點的坐標、高程。結合輸入的點特征編碼及屬性信息，構成帶狀所有碎部點的數據，在室內即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測圖難度，既省時又省力，非常實用。

②道路中線放樣。設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標定出來。采用實時GPS測量，只需將中樁點坐標輸入到GPS電子手簿中，系統軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產生累計誤差，各點放樣精度趨于一致。

③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算。縱斷放樣時，先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中，生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，隨時可以到現場放樣測設；橫斷放樣時，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設計數據輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高），生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現場放樣測設。同時軟件可以自動與地面線銜接進行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進行土方量計算。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖來。因為所用數據都是測繪地形圖時采集而來的，不需要到現場進行縱、橫斷面測量，大大減少了外業工作。而且必要時，可用動態GPS到現場檢測復合，這與傳統方法相比，既經濟又實用。

3.3RTK技術的優點：

①實時動態顯示經可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果（包括高程）。②徹底擺脫了由于粗差造成的返工，提高了GPS作業效率。

③作業效率高，每個放樣點只需要停留1-2s，流動站小組作業，每小組（3-4人）可完成中線測量5-10km，其精度和效率是常規測量所無法比擬的。

④在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。

⑤應用范圍廣，可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫），施工放樣，監理，竣工測量，養護測量，GIS前端數據采集諸多方面。

⑥如輔助相應的軟件，RTK可與全站儀聯合作業，充分發揮RTK與全站儀各自的優勢。

第四篇：GPS在公路工程勘測中的應用

GPS在公路工程勘測中的應用

武二杰孫現鋒

（1：鄭州市公路勘察設計院 河南 鄭州 2：鄭州市公路勘察設計院 河南 鄭州）摘 要 本文主要結合G310線控制測量工作，介紹GPS接收機在進行公路工程靜態控制測量中的內外業工作過程方法及注意事項。

主題詞 GPS控制網 公路應用

1． GPS概況及研究的目的和意義

1．1 概況

GPS（Global Positioning System）又叫全球衛星定位系統,是目前最先進的衛星導航定位系統，該系統是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有全能型（陸地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位、和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。因其相對定位精度較高,而越來越被廣泛應用于大地控制測量領域,使常規大地測量發生了深刻性變化,GPS的基本作業模式主要有靜態定位、準動態定位、動態定位及導航作業四種。

1．1．1 GPS定位原理

GPS定位屬于無線電定位范疇，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星，P為GPS接收機天線所在位置（即欲求位置點），P到S1、S2、S3的距離利用電磁波傳播理論計算后，P點的位置按公式即可求出，也就是說，分別以S1、S2、S3為圓心，以距離PS1、PS2、PS3為半徑，畫出三個園，其交點處即GPS接收機的位置，它具有經度、緯度、高程和時間的四維特性。

（2）雙曲線定位法

如S1、S2、S3、S4為已知位置的四顆GPS工作衛星，P為接收機天線位置，即待求點位置，如果已測量出P點到兩個已知衛星間的距離D，即

D = │Si│-│Sj│（i≠j）

則可以Si、Sj 為焦點，以D為焦距繪處三組曲面，三個不同的曲面交會于一個

點，即P點位置。這種方式需要三個距離差值，至少需要觀測四顆以上的GPS衛星，才能完成觀測定位工作。

1．1．2 GPS在公路工程中的應用

（1）控制測量

目前公路路線GPS控制測量實施方案有兩種：

一、所有路線控制點全部采用GPS施測。

二、沿路線每隔5-10Km布設一對GPS點作為路線的基本控制，在此基礎上，用常規儀器進行導線點加密。方案一的優點是速度快、質量高，但其設備要求較高，GPS接收機要求為動態雙頻。在本次測量中我們采取了這種方法。

（2）測量和施工中的中線放樣

利用GPS的實時動態(RTK)測量技術與電子手簿配合，利用已有的數據資料，在實地進行中線測量，由于GPS測量具有三維信息，因此在放樣中線位置時，也可測得其高程（精度有待于進一步研究，可作為對照校核用）。因為能顯示橫斷面的方向，也可進行橫斷面測量。

（3）在公路竣工驗收中的應用

在竣工測量時，GPS可以測定路線的平縱曲線，看其是否滿足設計要求，通過(RTK)動態采樣，可獲得精確的道路坐標、坡度、平曲線、豎曲線等各種參數，從而檢驗道路施工質量。

總之，路線勘測及隧道貫通測量是公路工程建設中重要的工作，以往大多采用傳統的測量方法進行控制網建立及施測，由于該類測量控制網大多以狹長形式布設，并且很多工程穿越山林。周圍已知控制點很少，使得傳統測量方法在網形布設、誤差控制等多方面帶來很大問題。同時傳統作業方法時間也較長，直接影響了工程建設的正常進行。自從將GPS技術引入公路交通工程領域以來，其測量效率及測量精度得到可喜的提高。

1．2 研究的目的及意義

隨著經濟建設的發展，公路等級不斷提高，也就要求測量手段要有相應的發展和提高，為了更好的適應西部大開發，提高公路測量水平，為了GPS技術在公路建設應用中更加成熟和廣泛，對使用GPS中的一些問題加以總結，對于公路事業的發展和進步是非常必要的。

2． 測量研究工作的主要依據

《公路勘測規范》（交通部JTG C10—2007）

3． 測量實施的主要工作及內容

3．1 GPS測量的外業準備及技術設計書編寫

在進行GPS外業工作之前，做好實施前的踏勘，資料收集、器材籌備、觀測計劃擬定、GPS儀器檢校及設計書編寫等工作。根據收集資料情況及規范要求布設控制網。

3．2 GPS測量的外業實施

3．2．1 選點

選點工作開始前，除收集和了解有關測區的地理情況的原有測量控制點分布及標架、標型、標石完好狀況，決定其適宜的點位外，選點工作還遵守了以下原則：

1．周圍應便于安置接收設備和操作,視野開闊的較高點上。

2．點位目標要明確，視場內障礙物的高度角應符合規定。一般規定最小截止高度角為15°以上不應有障礙物，以減少GPS信號被遮擋和吸收。

3．遠離大功率無線電發射源(如電視臺微波站)其距離不小于200m,遠離高壓輸電線距離不得小于50m，以避免電磁場對GPS信號的干擾。

4．點位附近不應有大面積水域或強烈干擾衛星信號接收的物體,以減弱多路經效應的影響。

5．點位選在交通方便,有利于其它測量手段擴展和聯測的地方。

6．地面基礎穩定,易于點的保存。

7．選點人員應按技術設計進行踏勘，在實地按要求選定點位。

3．2．2標志埋設

標石的制作及埋設按規范要求進行，埋設工作完成后，按要求提供如下資料：點之記、GPS網的選點網圖、選點與埋石工作技術總結。

如工作區處于地廣人稀且周圍無明顯特征點的地區時，應配備手持GPS并記錄點位坐標（必須注明采用的坐標系統及設置參數，建議采用與1：5萬地形圖一致的坐標設置），這對于后續的工作將有很大的幫助。

3．2．3觀測工作

觀測中一般選用進口雙頻動態接收機（Ashtech Z型和Trimble4800型）進行，采用靜態觀測模式。為提高工作效率及精度，可采用四臺機器同步觀測，連網形式采用邊連式。根據GPS常規進行天線安置，開機觀測要同步進行，同步觀測時段長度根據GPS觀測PDOP值及接收衛星數量，在12～25分鐘之內調整。（基本要求：PDOP≤6，衛星數≥4）。一個時段觀測完成后，由GPS測量儀自動生成一個觀測記錄，同時觀測者必須認真填寫測量手簿。

觀測記錄和測量手簿都是GPS精密定位的依據，必須認真、及時填寫，堅決杜絕事后補記或追記。

外業觀測中存儲介質上的數據文件應及時拷貝一式兩份，分別保存在專人保管的防水、防靜電的資料箱內。存儲介質的外面，適當處應貼制標簽，注明文件名、網區名、點名、時段名、采集日期、測量手簿編號等。

接收機內存數據文件在轉錄到外存儲介質時，不得進行任何剔除或刪改，不得調用任何對數據實施重新加工組合的操作指令。

3．2．4 數據處理

數據處理工作在每天外業完成后進行，這樣可以檢查當天的觀測情況，以對不合格點位及時補測。數據處理及網平差均采用隨機軟件。平面控制測量采用國家統一的平面坐標系統—1954年北京坐標系。WGS—84與1954年北京坐標系統的轉換采用國家控制點重合轉換，重合點位與控制網兩端及中間部位并均勻分布，在三維約束平差計算時剔除有明顯問題的三角點。

GPS網的數據處理采用隨機軟件進行解算，分為三個步驟：一是基線解算，二是閉合差檢驗，三是網平差解算。

在基線解算時有些參數的不同取值（如：衛星高度角、采樣間隔、衛星的取舍、參考衛星的選擇、觀測時段的選擇）會產生不同的結果，如何判斷這些參數的和理性，要靠對計算結果的正確分析和在實踐中不斷積累經驗。對于基線解算的數據質量，GPS接收機數據處理軟件有兩個檢驗指標：（1）方差比（Ratio）≥3；（2）中誤差≤0.02，滿足上述兩項指標的基線為合格基線，否則為不合格基線，禁止使用并重新測量。本次測量中經計算發現某一時段的結果不理想，經分析為此時段衛星狀況不好，后在其他時段補測，經解算合格通過。

閉合差檢驗是數據處理的重要步驟，由基線組成的最小閉合環必須滿足規范規定的限差，閉合環檢驗合格后才能進行網平查計算，網平差計算時需輸入中央子午線精度等信息，然后就可由隨機軟件計算出各GPS點的坐標。

一般情況下，采用常規導線測量對GPS控制網進行加密時，可將兩組GPS點作為已知點，對加密導線點進行附合導線平差，平差所用的邊長可直接采用測距儀所測距

離。在平差過程中，發現角度閉合情況較好，一般Km長的附合導線角度閉合差在60″以內，而由邊長推算的坐標增量閉合差也滿足要求，但與角度閉合差相比稍大。尤其在高等級公路及大型橋梁、隧道的導線測量中，應該采用更精確的經過改正的邊長進行平差，只有考慮了橢球體、投影變形的影響，才能求出精確的邊長，其計算方法如下：

（1）將測距儀觀測的長度規劃到橢球面的長度，計算公式為：

s = D + Dd

Dd =-(D * Hm)/ρm

式中：s——歸化到橢球面的長度；

D——地面上的觀測距離；

Dd——高程歸化改正；

Hm——觀測邊的平均大地高；

ρm——該地區平均曲率半徑。

（2）將橢球面的長度歸化到高斯平面的長度，計算公式為：

so = s + Δs

Δs =(s * ym)/(2 * ρ2 2 m)

式中：so——歸化到高斯平面上的長度；

ym——在高斯平面上離中央子午線垂距的平均值。

現很多隨測量設備所帶的應用軟件中都包括以上計算程序。

4． 問題及建議

1．公路為線狀構造物，控制網布設沿路線呈條帶狀，為保證測量精度，測量連網形式采用邊連式，故測量設備應不少于三臺。建議測量每組采用四到五臺，一是可以使測量效率成倍增加，二是可增加同步環數量，保證精度，即使有個別基線不符合要求也不影響施測結果。

2．測設單位進行GPS設備配置時應考慮動、靜態兼容，同時又考慮到經濟實用的原則。建議采用1（基準站）+2（動態RTK）+1（或2靜態）的配置，即考慮了靜態控制測量（3-5臺），又能夠進行實時動態（RTK）測量、放樣及施工控制。

3．測量前應根據近期測區的星歷情況（隨即軟件中可查），合理安排測量時間，避開衛星條件不好的時段，達到保證測量質量和節省時間的目的。在對G310線進行

測量時，根據星歷預報發現測區內13：00—15：00左右衛星狀況不好，實際測量時發現此段時間的測量結果也很不理想，故將此段時間改為休息及移站時間。

4．坐標轉換及計算過程中應注意投影帶的選取，中央子午線的確定應以路線所經過的中央位置為準。地形起伏高差比較大的地區的投影面應選取測區平均高程投影面，已知控制點坐標必須經過換算才能參與約束平差。根據以上原則進行坐標計算才能保證最小平曲面誤差。

5．自定義坐標系或無已知控制點進行平差計算時，應利用全站儀等設備所測量的基線數據進行點校正。

5． 經濟、社會效益及應用前景

經近些年我國測繪部門和公路工程部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，成功用于大地測量、工程測量中，給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。

GPS在本次公路工程測量中有明顯的社會經濟效益：

1、縮短了測量時間，提高工作效率

本次控制測量共布點24個（分布于長26Km、寬約2Km地帶）。根據以往經驗，在傳統三角網測量、計算方式下最少需用15天的時間。而使用GPS測量及用隨機平差軟件計算，只需4天的時間。

2、提高測量精度，減少工作強度

GPS測量精度高，測量速度快，其精度是傳統測量方式所不能達到的。

3、測量數據自動分析處理，減少了手工勞動，保證結果的準確性

在傳統控制測量方式中，測量數據的分析處理所占的比重很大，因為計算數據量大而出現的錯誤也相應增多。而應用計算機讀取數據計算，則只需簡單的操作就能完成，而且由于數據導入完全自動進行，大大的減少了錯誤幾率而保證了結果的準確性。隨著公路等級的不斷提高，對于工程測量及施工的精度要求也越來越高，應用傳統的測量手段很難達到要求，而GPS系統正是在這種要求下得到推廣和應用，并有著廣闊的發展前景。

參考文獻：

《公路勘測規范 》（交通部JTG C10—2007）

第五篇：GPS在高速公路測量中的應用

GPS測量的特點

相對于經典測量學來說，GPS測量主要有以下特點：

--測站之間無需通視。測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS這一特點，使得選點更加靈活方便。但測站上空必須開闊，以使接收GPS衛星信號不受干擾。

--定位精度高。一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm，GPS測量精度與紅外儀相當，但隨著距離的增長，GPS測量優越性愈加突出。大量實驗證明，在小于50公里的基線上，其相對定位精度可達12×10-6，而在100～500公里的基線上可達10-6～10-7。

--觀測時間短。在小于20公里的短基線上，快速相對定位一般只需5分鐘觀測時間即可。

--提供三維坐標。GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時，可以精確測定觀測站的大地高程。

--操作簡便。GPS測量的自動化程度很高。在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監視儀器的工作狀態，而其它觀測工作如衛星的捕獲，跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

--全天候作業。GPS觀測可在任何地點，任何時間連續地進行，一般不受天氣狀況的影響。

GPS測量在公路測量中的應用

公路路線一般處在一條帶狀走廊內。其平面控制測量往往采用導線形式，這包括附合導線、閉合導線、結點導線等導線網形式。對于重要構造物如大橋、特大橋、長大隧道等，也有布設成三角網、線形鎖等形式。

--常規測量方法的缺陷：

1、規范對附合導線長、閉合導線長及結點導線間長度等有嚴格規定，一般對于高等級公路均要求達到一級導線要求。這樣，導線附合或閉合長度最長不得超過10公里，結點導線結點間距不能超過附合導線長度的0.7倍。這種要求一般在實際作業中難以達到，往往出現超規范作業。

2、搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統，往往國測、軍測、城市控制點混雜一起，這就存在系統間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點，勢必影響測量質量。

3、國家大地點破壞嚴重，影響測量作業。由于國家基礎控制點，大多為五六十年代完成，經過30多年，有些點由于經濟建設的需要被破壞，有些點則由于人們缺乏知識遭人為破壞。在這些地區進行路線測量作業，往往在50公里以上均找不到導線的聯測點。這樣路線控制測量的質量得不到保證。

4、地面通視困難往往影響常規測量的實施。一般路線的控制點要求布設在距路線的300米范圍內。由于通視的原因，這一條件難以滿足，甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區，根本無法實施常規控制測量。

對于長大隧道，特大橋用常規測量有下列局限：

1、長大隧道、特大橋等構造物一般要求測量等級在四等以上。用常規測量方法，往往采用增加測回數，延長觀測時間等費時、費工的方法來設法提高精度。

2、長大隧道、特大橋多為地形復雜困難地帶，進行常規控制測量，為通視和網形，往往砍伐工作量相當大，這樣測設費用很大，作業艱苦。

3、長大隧道及特大橋的控制網高精度及與路線網的低精度銜接，雖說用平差方法可以得到克服，但由于地形條件困難，其聯結的測量工作量很大，且不太方便。實際工作中，構造物的控制測量與路線的控制測量經常出現脫節現象。

利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業的效率，減輕勞動強度，保證了高等級公路測設質量。

--GPS測量用于加密國家控制點：

京珠國道主干線粵境高速公路湯塘至廣州北二環段路線長約60公里，所處地形為重丘區，路線設計為6車道。

該段有11個各種系統的平面控制點，經過實地尋找，找出了7個，有4個被破壞，破壞中有2個國家Ⅱ等點。在已找出的的7個控制點中，國家測繪局系統Ⅰ等點1個，Ⅲ等點1個；城市測量系統點2個；總參軍控點3個。這些平面控制點分屬不同測量系統，且等級不同。

為提高京珠國道粵境高速公路湯塘至廣州北二環段測設質量，決定在國家測繪系統基礎進行控制點的加密。加密的控制點布設方案是：沿公路路線每10km布設一對點，該對點相距約1km，且應通視良好。這樣，該段共設了6對GPS加密點，加密點的精度要達到四等控制網的要求。GPS四等網由18個點組成，其網形略圖如圖1。（圖1 湯塘至廣州北二環GPS四等國家大地點加密）

該四等網采用4臺Trimble SE400單頻接收機作業。該機的標稱精度為10mm+2PPm。四等網的觀測時間為90min。數據采樣間隔為15s。

基線預處理采用廠家提供的TrimvecPlus軟件，平差計算采用武漢測繪科技大學編制的GPSADJ Ver2.0軟件包。

通過平差處理，該四等網最弱點位中誤差為4.11cm，平均點位中誤差3.18cm，最弱邊相對中誤差1/27669，平均邊長相對中誤差1/453578。

整個四等網作業僅花4d時間。其效率較常規測量手段至少提高3倍。

在此基礎上，我院同湖北省測繪局、湖南省第二測繪院合作，在京珠國道主干線湖南耒陽廣州花都段進行了近600km的GPS加密國家控制點的測量。該地區路線跨越南嶺山脈，沿線山高深、植被茂盛、地形地貌復雜、通視條件極差。國家一、二等三角點破壞嚴重，測設內可供利用的三角點稀少，在路線走廊范圍內僅找到7個保存完好的國家三角點。

經過平差處理，網中最弱點點位中誤差為4.13cm，最弱邊相對中誤差為1/12.5萬。控制網的各項指標達到甚至超過國家四等網的技術要求。

近600km的GPS控制網，僅用兩個外業組，10個作業員，7臺GPS接收機，約20d的作業時間。若采用常規測量方法在相同人手的情況下，至少需要三個月的時間才能完成。

GPS測量用于隧道控制測量

在京珠國道主干線粵境高速公路翁城縣境內有座靠椅山雙洞直線型平行隧道，初測的左、右洞起訖樁號分別為ZK144+710～ZK147+730，YK144+730～YK147+740。其洞長分別為3020m和3010m。根據《公路隧道勘測規程》中對隧道類別劃分標準，屬公路特長隧道，洞外測量在貫 通面上對貫通誤差影響值限值為±55mm。

靠椅山隧道地處亞熱帶地區，雨量充沛、荊剌叢生，溝深林密，野外作業條件十分艱苦，采用常規方法不僅費時費力，而且選點困難，砍伐工作量大。結合靠椅山地形特征，采用GPS測量，布設了如圖2所示的GPS控制網。

靠椅山隧道控制網由14個點組成，網中最短邊長為100.842m，最大邊長為3597.4m，平均邊長為1104.848m。

采用Wild 200 GPS接收機進行靜態觀測，觀測時間為20～50min，采樣率為10s，共觀測了29條基線向量。

經過平差處理，網中最弱邊相對精度為1/60106，最高相對精度達1/137萬；最弱點位中誤差為±0.83cm。在貫通面上貫通誤差左、右線分別為±0.707cm和±0.693cm。

通過實施GPS測量可看出：GPS測量靈活、方便，能大大節省人力、物力、減少野外砍伐工作量，減少一些不必要的過渡點；具有極高的精度，它完全能達到《公路勘察規程》對隧道測量的要求；較紅外儀導線測量，可提高效率4～5倍。

GPS用于特大橋控制測量

鄂黃長江公路大橋是連結長江兩岸黃岡市和鄂州市的公路特大橋。為便于大橋設計和施工，采用GPS對首選方案Ⅲ、Ⅳ橋位進行Ⅲ等平面控制測量。布網設計方案為雙大地四邊形(如圖3)。垂直于江面的長邊約為1200m，平行于江面的短邊約為500m。雙大地四邊形與兩個國家Ⅱ等以上大地點聯測。

經過平差處理，控制網精度為：最弱點位中誤差1.93cm，最弱邊長相對中誤差1/113000，滿足了Ⅲ等平面控制測量的精度要求。

GPS測量用于導線控制測量京深高速公路河北境高邑至邢臺段地處華北平原，地勢平坦，最大相對高差約20m，平均海拔約50m，境內村莊較多。植被多為小麥及田間行樹。

公路及機耕道密集。

采用三臺Wild 200 GPS接收機進行導線測量，作業方式采用點連接方式，三臺接收機同時作業。作業完后，向前滾動(如圖4)。

?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示觀測的同步環。

在GPS觀測之前，已作高精度紅外導線測量(EDM)和水準測量。

通過實際測量可以看出：

l GPS觀測時間為7.5min，與常規紅外儀測量相比，時間縮短了約20min，效率為4倍；與全站儀測量相比，時間縮短約8min，效率為2倍。

l GPS導線測量可靠性好，平面精度和高程精度均能滿足高速公路測設的要求。

GPS測量用于攝影測量外業控制點測量

攝影測量一般沿飛行航攝的航線，每隔一定間隔就要在野外實地測量一定數量的平面和高程控制點(如圖5)。野外平高控制點的間隔n按地形類別及所測地形圖的比例尺而定。如1∶2000地形圖，攝影比例尺為1∶10000，間隔n一般為4～6個攝影基線。

常規的野外平高控制點的測量方法是先沿航攝方向布設導線，然后在此基礎上采用支導線方法測定航測象控點。這種方法主要是導線方式測量。

由于航攝面積較廣，對23cm×23cm象幅，1∶10000攝影比例尺，覆蓋范圍為2.3km寬，雙航線覆蓋范圍更寬，在這廣闊范圍內進行導線測量，往往由于實地條件的限制，其作業是相當艱苦的，且工作量大，作業周期長。

在京珠國道主干線粵境高速公路湯塘至廣州北二環段這60km路線的航測外業中，利用4臺TrimbleSE4000接收機，將一臺或兩臺GPS接收機固定于已知點上，其余GPS接收機游動于像控點進行像控點三維坐標測量。全線航測像控點測量僅用5d作業時間。

經過平差處理，像控點平面點位精度達到了優于0.10m的精度，最弱邊相對中誤差為1/43734。

由此可見，GPS測量作航測控制，不僅具有高精度，而且具有極大的靈活性。它改變了逐步控制的測量模式，其效率較常規方法提高5倍以上。

GPS測量用于密林、密灌地區路線控制測量

隨著經濟的發展，高等級公路開始向山區、重丘區嶺區拓展。這些地區人煙稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地區，水平方向通視困難，有時實施常規測量方法幾乎不可能。

在海南中線新建公路海口至屯昌段測設中，自石山至永發鎮約20km，植被覆蓋厚，多為有剌密灌、雜草地，人跡罕見，有多個火山口。這種地區紅外儀導線測量幾乎沒有可能。為提高高等級公路測設質量，采用GPS沿路線每隔2km作一對GPS點，這一對GPS點應保證足夠的水平通視距離。

利用這2km一對的GPS通視點，就可在此基礎上前后各支出不超過1km進行放線測設工作，既保證了測設工作的質量，又大大減少了作業的勞動強度，加快了測設周期。

在海南中線的20km密林密灌測設中，作了11對GPS通視點。采用TrimbleSE4000單頻接收機在每個測站上觀測30min，數據采樣率為15s，作業方法是兩臺接收機處于固定點上，其余接收機游動于密林密灌區的埋設的通視點上。

經過平差處理，這22個GPS點的最弱點位精度為4.95cm，平均點位精度為2.85cm，平均邊長相對中誤差為1/486993。

GPS應用展望

從GPS測量中，可以看出GPS具有很大的發展前景：

首先，GPS作業有著極高的精度。它的作業不受距離限制，非常適合于國家大地點破壞嚴重地區、地形條件困難地區、局部重點工程地區等。

其次，GPS測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響。整個作業過程全由微電子技術、計算機技術控制，自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算。

第三，GPSRTK技術將徹底改變公路測量模式。RTK能實時地得出所在位置的空間三維坐標。這種技術非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進行實地實時放樣、中樁測量、點位測量等。

第四，GPS測量可以極大地降低勞動作業強度，減少野外砍伐工作量，提高作業效率。一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上。

第五，GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣，是GPS測量應用的重要領域。特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，往往由于這些地區地形條件的限制，實施常規的幾何水準測量有困難，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。