第一篇：GPS在民航中的應(yīng)用

GPS在民航中的應(yīng)用 航路導(dǎo)航

航路主要指洋區(qū)和大陸空域航路。各種研究和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，GPS和一種 稱之為接收機(jī)自主完善性監(jiān)測（RAIM）的技術(shù)能滿足洋區(qū)航路對(duì)GPS的導(dǎo)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(qiáng)系統(tǒng)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(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有任何航路用導(dǎo)航系統(tǒng)，這種精度的提高 和連續(xù)性服務(wù)的改善有助于有效利用空域，實(shí)現(xiàn)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(yùn)輸服務(wù)開辟了廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)也降低了營運(yùn)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(diǎn)，更是中、遠(yuǎn)程航線上目前最好的導(dǎo)航系統(tǒng)。按照國際民航組織的部署，GPS將逐漸替代現(xiàn)有的其他無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS不依賴于 地面設(shè)備、可與機(jī)載計(jì)算機(jī)等其他設(shè)備一起進(jìn)行航路規(guī)劃和航路突防，為軍用飛機(jī)的導(dǎo)航 增加了許多靈活性。終端區(qū)非精密進(jìn)近

包括非精密進(jìn)場/著陸、CAT-1、2、3類精密進(jìn)場/著陸。GPS及其廣域增強(qiáng)系統(tǒng)完全 滿足非精密進(jìn)場/著陸對(duì)清度、完善性和可用性的要求；再用局域偽距差分技術(shù)/系統(tǒng)增強(qiáng)，能滿足CAT-

1、2類精密進(jìn)場的要求。目前實(shí)驗(yàn)表明，采用載波相位差分技術(shù)，精度可達(dá)到 CAI-3b類的要求?？梢钥隙ǎ鞣N增強(qiáng)和組合系統(tǒng)（如LAAS、WAAS、INS等）與GPS將成為進(jìn)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(tǒng)設(shè)備簡單、無需復(fù)雜的地面支持 系統(tǒng)，它將適合于任何機(jī)場，包括私人機(jī)場和山區(qū)機(jī)場。理論上，GPS著陸系統(tǒng)可以引導(dǎo) 飛機(jī)沿著任意一條飛行剖面和進(jìn)場路徑著陸，這就增強(qiáng)了各種機(jī)場著陸的靈活性和盲降能力。3.場面監(jiān)視和管理：包括終端飛行管理和機(jī)場場面監(jiān)視/管理。場面監(jiān)視和管理的目的就是 要減少起飛和進(jìn)場滯留時(shí)間，監(jiān)視和調(diào)度機(jī)場的飛機(jī)、車輛和人員，最大效率地利用終端 空間和機(jī)場，以保證飛行安全。GPS、數(shù)字地圖和數(shù)字通信鏈為開發(fā)先進(jìn)的場面導(dǎo)航、通信和 監(jiān)視系統(tǒng)提供了全新的技術(shù)，可以確信基于GPS/數(shù)字地圖的場面監(jiān)視和管理將為機(jī)場帶來很大 效益。終端區(qū)精密進(jìn)近航路監(jiān)視

目前的監(jiān)視是一種非相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，主要是利用各種雷達(dá)系統(tǒng)，可以和機(jī)載 導(dǎo)航系統(tǒng)互成備份。但這種監(jiān)視系統(tǒng)地面和機(jī)載設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格高、監(jiān)視精度隨距離而 變化，作用距離有限，不可能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋和全球無間隙監(jiān)視。GPS和航空移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)的出現(xiàn)，將改變這種傳統(tǒng)的監(jiān)視方法，機(jī)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)通過通信自動(dòng)報(bào)告自己的位置這種“自動(dòng) 相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS”已經(jīng)提出，目前的演示和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明ADS為飛行各階段的監(jiān)視都會(huì)帶來益處，特別是為了洋區(qū)和內(nèi)陸邊遠(yuǎn)地區(qū)空域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)自動(dòng)監(jiān)視業(yè)務(wù)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(fù)擔(dān)，同時(shí)也增加了ATM的靈活性。

第二篇：GPS在林業(yè)中的應(yīng)用

GPS在林業(yè)中的應(yīng)用

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2012年 06月 20

目錄

前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林業(yè)中的應(yīng)用簡介............................................................................................................3

1.1 應(yīng)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(dǎo)向.....................................................................................................5 GPS在森林調(diào)查中的應(yīng)用...........................................................................................................5

2.1 GPS在森林調(diào)查及資源管理中的應(yīng)用.............................................................................6

2.1.1 測定森林分布區(qū)域.................................................................................................6 2.1.2 進(jìn)行樣地初設(shè)與復(fù)位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS導(dǎo)航伐開境界線............................................................................6 2.1.4 利用差分或測量型GPS對(duì)林區(qū)各種境界線實(shí)施精確勘測、制圖和面積求算 7 2.2 GPS在野生動(dòng)植物資源調(diào)查中的作用.............................................................................7

2.2.1 在動(dòng)物資源調(diào)查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物資源調(diào)查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林業(yè)作業(yè)中的應(yīng)用..........................................................................................................8

3.1 GPS在林業(yè)生產(chǎn)和規(guī)劃中的應(yīng)用....................................................................................8

3.1.1 在工程測量中的應(yīng)用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)中的應(yīng)用..............................................................................8 3.1.3 在林業(yè)專題圖制作中的應(yīng)用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的應(yīng)用........................................................................................................8

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

3.3.1 設(shè)計(jì)踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐設(shè)計(jì).................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 驗(yàn)收檢查...............................................................................................................10 3.3.5 毀林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保護(hù)中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的應(yīng)用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應(yīng)用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技術(shù)應(yīng)用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病蟲害的監(jiān)測與防治中的應(yīng)用...................................................................11 4.2.1 病蟲害的監(jiān)測.......................................................................................................11 4.2.2 在病蟲害防治和農(nóng)藥噴灑中的應(yīng)用...................................................................11 5 GPS在林業(yè)其他方面的應(yīng)用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探險(xiǎn)中的應(yīng)用..................................................................................12 5.2 GPS在林業(yè)科學(xué)研究中的應(yīng)用......................................................................................12 6總結(jié).............................................................................................................................................13

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，林業(yè)系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用越來越普及，應(yīng)用范圍越來越廣泛。特別是GPS技術(shù)的推廣應(yīng)用，在森林資源監(jiān)測、營林規(guī)劃設(shè)計(jì)、森林災(zāi)害預(yù)警、科學(xué)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(yè)系統(tǒng)各部門的經(jīng)營管理水平。

在林業(yè)系統(tǒng)中，GPS的普及應(yīng)用有效地提高了林業(yè)工作的效率和精度，改變了傳統(tǒng)的林業(yè)工作模式，實(shí)現(xiàn)了無紙化和一體化作業(yè)流程，使林業(yè)的工作模式出現(xiàn)了質(zhì)的突破，大大地提高了林業(yè)調(diào)查內(nèi)、外業(yè)的效率和精度。GPS是林業(yè)部門未來作業(yè)中必不可少的工具，廣泛使用一定會(huì)取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。GPS在林業(yè)中的應(yīng)用簡介

GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)，將GPS這一先進(jìn)的測量技術(shù)應(yīng)用在林業(yè)工作中，能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精密坐標(biāo)，完成森林調(diào)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(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測的有力工具。GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積、估算木材量、計(jì)算可采伐木材面積、確定原始森林道路位置、對(duì)森林火災(zāi)周邊測量和測定地區(qū)界線等方面可以發(fā)揮其獨(dú)特的重要的作用。在森林中進(jìn)行常規(guī)測量相當(dāng)困難，而GPS優(yōu)越的定位、導(dǎo)航技術(shù)可以發(fā)揮它的優(yōu)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(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)不再局限于以上這些功能，它在林業(yè)應(yīng)用中的不斷深入和擴(kuò)展必將改變林業(yè)現(xiàn)狀，使林業(yè)步入現(xiàn)代化的行列，為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有力的保障。

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

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

1.1 應(yīng)用功能

林業(yè)工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位導(dǎo)航儀進(jìn)行定位、測距、測線、測面積和導(dǎo)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(dǎo)航儀具有自動(dòng)抽樣定位功能。有些型號(hào)能每10分鐘自動(dòng)開機(jī)定位將數(shù)據(jù)記錄于緩沖區(qū)，然后自動(dòng)關(guān)機(jī)，有的能夠連續(xù)25小時(shí)自動(dòng)定位記錄信息。利用GPS的定位功能，不但可以將標(biāo)本或數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)的精確位置記錄下來，而且依靠其導(dǎo)向功能多少年后，即使地表景觀和標(biāo)志物改變了，亦能找到過去的標(biāo)本采集地點(diǎn)，并不需要借助地圖。這一優(yōu)點(diǎn)在大海、大湖、沙漠和林業(yè)中顯得更為重要。通過GPS可以將地理位置轉(zhuǎn)化成GIS的數(shù)據(jù)格式并輸入到GIS中，通過GIS來產(chǎn)生地圖，如過火區(qū)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(zhuǎn)化成點(diǎn)、線、或多邊形數(shù)據(jù)。撲火隊(duì)伍和運(yùn)載貨物的裝備配有GPS和相應(yīng)的通訊設(shè)施后，就可以將隊(duì)伍行進(jìn)的位置和路線及時(shí)傳輸?shù)街笓]部的GIS系統(tǒng)之中，GIS就可以準(zhǔn)確地定位到地圖之中。從而就可以對(duì)行動(dòng)的方向、位置、到達(dá)的目標(biāo)地，及時(shí)的糾正和調(diào)整。

1.1.2 GPS測距功能

利用輸入定位點(diǎn)數(shù)據(jù)，或某地點(diǎn)的經(jīng)緯度和海拔高度，GPS定位導(dǎo)航儀能計(jì)算地球表面上任意兩點(diǎn)間的距離。在野外工作中，可以將出發(fā)點(diǎn)或工作點(diǎn)儲(chǔ)存為定位點(diǎn)。然后可隨時(shí)測定距這地點(diǎn)的距離。亦可測定任意兩個(gè)定位點(diǎn)間的距離。于是，解決了野外樣線調(diào)查時(shí)樣線長度的測定。樣線的長度常達(dá)數(shù)千米或數(shù)萬米，若用皮尺和記步器測定，或是無法實(shí)現(xiàn)或是誤差較大。當(dāng)我們研究野生樹種的生長區(qū)域或生長地點(diǎn)時(shí)，利用GPS定位導(dǎo)航儀將這些地點(diǎn)定位并儲(chǔ)存后，可以研究某些樹種在某些區(qū)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(shí)也可研究該林區(qū)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的不同組成的分布。當(dāng)測定某樹種的分布區(qū)域時(shí)，只要將分布區(qū)的最寬處兩點(diǎn)定位，GPS定位導(dǎo)航儀均能在瞬間計(jì)算出分布區(qū)域的寬度，也可通過測得的數(shù)據(jù)算出其面積。同時(shí)把不同的樹種的數(shù)據(jù)記錄并描繪成圖，就可以得到該區(qū)域內(nèi)樹種的分布圖，并可根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)隨時(shí)更新舊圖。

1.1.3 GPS測速與導(dǎo)向

GPS具有測定速度和方向?qū)Ш降墓δ?。在人跡罕至、地形復(fù)雜、地物豐富和交通不便的偏遠(yuǎn)山區(qū)，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(dǎo)航功能可以使人們順利的找到出發(fā)的起始地點(diǎn)。GPS在森林調(diào)查中的應(yīng)用

在森林資源一類調(diào)查中，利用GPS的導(dǎo)航功能，輸入固定樣地的坐標(biāo)，由GPS接收機(jī)引導(dǎo)調(diào)查人員到達(dá)樣地，不僅定位速度快、精度高，而且可以將原有的明標(biāo)改成暗標(biāo)。在森林資源二類調(diào)查中，利用GPS進(jìn)行測量定位，可以快速、高效、方便地把調(diào)查的樣本單元落實(shí)到地面上進(jìn)行測量和調(diào)查。同時(shí)，儲(chǔ)存在 GPS 接收機(jī)中的樣地坐標(biāo)及調(diào)查數(shù)據(jù)還可通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化直接形成數(shù)據(jù)庫，從而有利于數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)。

2.1 GPS在森林調(diào)查及資源管理中的應(yīng)用 2.1.1 測定森林分布區(qū)域

美國林業(yè)局根據(jù)林區(qū)的面積和區(qū)內(nèi)樹木的密度來銷售木材，對(duì)木材面積的測量閉合差必須小于1%。在一塊用經(jīng)緯儀測量過面積的林區(qū)，采用GPS沿林區(qū)周邊及拐角處進(jìn)行了GPS定位測量并進(jìn)行偏差糾正，得到的結(jié)果與已測面積誤差為0.03%，這一實(shí)驗(yàn)證明了測量人員只要利用GPS技術(shù)和相應(yīng)的軟件沿林區(qū)周邊使用直升飛機(jī)就可以對(duì)林區(qū)的面積進(jìn)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(jì)算面積，使用GPS進(jìn)行測量時(shí)，沿周邊每點(diǎn)上都進(jìn)行了測量，而且測量的精度很高。

2.1.2 進(jìn)行樣地初設(shè)與復(fù)位

在我國森林資源清查中，固定樣地的定位與復(fù)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(fèi)工費(fèi)時(shí)而且精度較低。GPS技術(shù)的快速動(dòng)態(tài)定位特性，為上述工作提供了有力的技術(shù)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(gè)已知精確位置的參考點(diǎn)（一般為國家級(jí)測量控制點(diǎn)）和一個(gè)數(shù)據(jù)通信鏈（無線電），使用GPS接收機(jī)和電臺(tái)達(dá)到運(yùn)動(dòng)載體實(shí)時(shí)精確動(dòng)態(tài)定位的目的。差分方法有偽距差分、坐標(biāo)差分、相位差分3種。利用差分GPS導(dǎo)航功能，只要輸入固定樣地的縱橫坐標(biāo)，按導(dǎo)航方向可直接到達(dá)樣地中心。通過2003年連續(xù)清查使用GPS技術(shù)發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)航伐開境界線

利用手持GPS導(dǎo)航伐開境界線，如平坦地林班線的伐開和確立標(biāo)樁。以往該類工作采用角規(guī)、拉線等方法，工作強(qiáng)度大、誤差高、準(zhǔn)確度低，進(jìn)場需要反工，浪費(fèi)嚴(yán)重。采用GPS后，利用其航跡紀(jì)錄和測角、測距功能，不但降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且準(zhǔn)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(duì)林區(qū)各種境界線實(shí)施精確勘測、制圖和面積求算

如：各種道路網(wǎng)、局界、場界地類位置和繪制圖形并求算面積，轉(zhuǎn)繪于林業(yè)基本用圖上，達(dá)到對(duì)各種森林地類變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測的目的，測量精度達(dá)到分米級(jí)。利用差分或測量型GPS進(jìn)行圖面區(qū)劃界線的精確現(xiàn)地落界，如兩荒界、行政區(qū)界等，解決現(xiàn)地界線不清和標(biāo)志位置不準(zhǔn)的普遍存在的問題。

2.2 GPS在野生動(dòng)植物資源調(diào)查中的作用 2.2.1 在動(dòng)物資源調(diào)查中的作用

在野生動(dòng)物資源調(diào)查中，利用GPS接收機(jī)尋找樣帶的起點(diǎn)，并根據(jù)輸入的樣帶終點(diǎn)坐標(biāo)引導(dǎo)調(diào)查人員在規(guī)定的樣帶線內(nèi)調(diào)查。由于接收機(jī)還有存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)軌跡的功能，因此可以在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時(shí)顯示調(diào)查的速度、軌跡的數(shù)據(jù)，從而對(duì)調(diào)查質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督和管理。另外GPS還可用于野生動(dòng)物棲息地的定位，根據(jù)棲息地的森林景觀類型權(quán)數(shù)推算總體種群數(shù)量。

2.2.2 在植物資源調(diào)查中的作用

在野生植物資源調(diào)查中利用GPS進(jìn)行生物密度分析，初設(shè)及復(fù)位樣地對(duì)植物的多度和頻度進(jìn)行調(diào)查。GPS定位可以對(duì)古樹名木及稀特有植物進(jìn)行研究和保護(hù)。GPS 在林業(yè)作業(yè)中的應(yīng)用

3.1 GPS在林業(yè)生產(chǎn)和規(guī)劃中的應(yīng)用 3.1.1 在工程測量中的應(yīng)用

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

3.1.2 GPS在伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

采伐林地一般是地形陡峭、樹高郁閉、灌木叢生，常規(guī)伐區(qū)調(diào)查難度大或精度不高，采用GPS 接收機(jī)進(jìn)行伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)，可以克服因植被阻擋和坡度造成的通視困難，隨調(diào)查人員的運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)記錄下伐區(qū)邊界坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)軌跡，與計(jì)算機(jī)接口后方便地進(jìn)行標(biāo)圖并求出伐區(qū)面積。

3.1.3 在林業(yè)專題圖制作中的應(yīng)用

GPS可用于在森林調(diào)查樣點(diǎn)和生長預(yù)估，觀測樣點(diǎn)的導(dǎo)航定位，可用于林區(qū)公路、涵洞和各種物標(biāo)的測量，可用于種群分布、數(shù)量和野生動(dòng)物遷移區(qū)的確定。GPS在測量學(xué)上帶來的變革，徹底改變了傳統(tǒng)林業(yè)專題圖在制作上的手工繪制成圖慢、精度低、投入高的缺點(diǎn)。GPS配合地理信息系統(tǒng)可以滿足多種專題圖制作的要求，并實(shí)現(xiàn)出圖的準(zhǔn)確、高效和自動(dòng)化。

3.2 GPS在造林中的應(yīng)用

3.2.1 GPS在飛播造林中的應(yīng)用

利用GPS的導(dǎo)航功能，可以更有效地實(shí)施飛播造林工程。這種方法可以減少地面工作人員數(shù)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約飛播經(jīng)費(fèi)、加快了飛播進(jìn)度，為實(shí)施大面積、大規(guī)模造林工程提供了技術(shù)保障

在沒有采用GPS之前，飛行員很難對(duì)已播和未播林地進(jìn)行判斷，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)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(shè)定功能，飛行員可以在地面對(duì)飛行距離和航線進(jìn)行設(shè)定，在飛行中按照預(yù)先設(shè)定好的航線工作，極大地降低了作業(yè)難度。

3.2.2 GPS在造林分類、清查中的應(yīng)用

利用GPS 的航跡記錄和求面積功能，林業(yè)工作人員很容易對(duì)物種林的分布和大小進(jìn)行紀(jì)錄整理，同時(shí)了解采伐和更新的比例，對(duì)各林業(yè)類型進(jìn)行標(biāo)注，方便了林業(yè)的管理。在我國黑龍江和吉林、內(nèi)蒙等省區(qū)的分類經(jīng)營、造林普查、資源調(diào)查中，已經(jīng)開始大量采用GPS技術(shù)，取得了很好的效果，不但節(jié)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(shí)踐證明，采用GPS完全可以取代傳統(tǒng)的角規(guī)加皮尺的落后測量手段，并取得極大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 GPS在森林資源評(píng)估及森林資源管理中的應(yīng)用

在森林資源評(píng)估：在進(jìn)行森林資產(chǎn)評(píng)估時(shí)，可以用GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)精確地測定各林種、各不同年齡林分的面積，水資源、農(nóng)田、荒山、宜林地等面積，從而避免評(píng)估中的主觀隨意性，提高森林資產(chǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性、公正性和科學(xué)性。

3.3.1 設(shè)計(jì)踏查

使用GPS對(duì)準(zhǔn)備采伐的伐區(qū)、小班進(jìn)行踏查，初步確定小班及伐區(qū)的位置、面積、運(yùn)材線路等，經(jīng)過內(nèi)業(yè)進(jìn)一步篩選后，確定需采伐的小班；對(duì)占用的林地，使用GPS進(jìn)行初步定位、量測，以決定是否審批或初步計(jì)算各種補(bǔ)償費(fèi)用。

3.3.2 采伐設(shè)計(jì)

在采伐設(shè)計(jì)中，可使用GPS定位、求面積、割分采伐小班，將GPS采集的數(shù)據(jù)提供給資源管理GIS，能夠繪制采伐設(shè)計(jì)圖，還可用于運(yùn)材林道的設(shè)計(jì)等等。

3.3.3 林地管理

林地資源是林業(yè)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。對(duì)各種征占、侵占林地的行為，可用GPS準(zhǔn)確定位、求面積，將GPS采集的外業(yè)數(shù)據(jù)提供給GIS，繪制出被征占、侵占林地的準(zhǔn)確位置、面積及圖形。

3.3.4 驗(yàn)收檢查

在對(duì)采伐的小班進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，使用GPS可快速、準(zhǔn)確地定位所采伐的小班位置是否正確、面積是否準(zhǔn)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(shí)有發(fā)生，使用GPS可快速、準(zhǔn)確地勘察被毀林地的位置、面積，并可用GPS采集的數(shù)據(jù)，繪制出被毀林地的位置圖，為案件的處理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。GPS在森林保護(hù)中的作用

4.1 GPS在森林防火中的應(yīng)用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的應(yīng)用

GPS和地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，可以建立高效、實(shí)時(shí)、實(shí)用的林火信息管理系統(tǒng)，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，只需輸入利用遙感技術(shù)獲得的火點(diǎn)坐標(biāo)，系統(tǒng)即可自動(dòng)選定最佳的行進(jìn)線路，利用GPS接收機(jī)對(duì)撲火隊(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的導(dǎo)向和定位，從而及時(shí)、準(zhǔn)確到達(dá)火場，組織撲救工作。另外，GPS還可以簡單精確地測定受災(zāi)林地面積，估計(jì)森林火災(zāi)的損失，并輸出森林火災(zāi)受害圖、火險(xiǎn)等級(jí)圖等，對(duì)森林防火有重要的意義。

4.1.2 森林防火中GPS的技術(shù)應(yīng)用

采用手持GPS進(jìn)行火場定位、火場布兵、火場測面積、火災(zāi)損失估算，精確度高、安全性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)、快速、準(zhǔn)確地測定火險(xiǎn)位置和范圍，為防火指揮部門提供決策依據(jù)，已為國內(nèi)外防火機(jī)構(gòu)廣泛采用。

GPS技術(shù)在森林防火上可發(fā)揮重要作用。我國較早利用的如沾河林業(yè)局，利用差分GPS技術(shù)，在防火飛機(jī)的環(huán)動(dòng)儀上安裝熱紅外系統(tǒng)和GPS接收機(jī)。防火飛機(jī)巡飛時(shí)，如有火情熱紅外系統(tǒng)立刻發(fā)現(xiàn)并被GPS確定發(fā)生位置的精確坐標(biāo)，配合地面防火塔，迅速向地面接收站報(bào)告。GPS和地形圖配合使用，可以確定林火的進(jìn)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(shí)地掌握林火的發(fā)生范圍、面積等。為采取相應(yīng)的撲救措施提供了依據(jù)；依靠GPS的導(dǎo)航功能，可實(shí)施飛機(jī)直接滅火措施。首先把火場的位置信息輸入到GPS接收機(jī)，然后利用它進(jìn)行導(dǎo)航，快速尋找火場，實(shí)施快速滅火（如，噴灑滅火劑、運(yùn)送滅火隊(duì)伍等等）。

4.2 GPS在森林病蟲害的監(jiān)測與防治中的應(yīng)用 4.2.1 病蟲害的監(jiān)測

利用GPS對(duì)蟲害和病害進(jìn)行跟蹤調(diào)查，了解病蟲害的發(fā)生位置，發(fā)展程度及分布狀況，從而正確做出判斷及時(shí)進(jìn)行防治。

4.2.2 在病蟲害防治和農(nóng)藥噴灑中的應(yīng)用

飛機(jī)屬于高速飛行的動(dòng)態(tài)用戶，在飛機(jī)上加裝GPS，不僅可使其在全球范圍內(nèi)獲得連續(xù)實(shí)時(shí)的導(dǎo)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(duì)于飛機(jī)的升空、著陸、飛行方向及速度的確定，空中準(zhǔn)確投擲及空中交通管制有重要的意義。

目前，國家正在實(shí)施天然林保護(hù)工程，建立全國天然林保護(hù)工程信息系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的技術(shù)核心是計(jì)算機(jī)網(wǎng)格技術(shù)、“3S”技術(shù)和多媒體技術(shù)。病蟲害防治是天然林保護(hù)工程中必須考慮的專業(yè)問題，研究利用GPS進(jìn)行大面積病蟲害防治方法具有現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外許多從事林業(yè)的專家已經(jīng)在這方面進(jìn)行了初步研究。

應(yīng)用GPS為林業(yè)飛防導(dǎo)航，可以擺脫龐大的地面指揮和信號(hào)系統(tǒng)，減少車輛、通訊設(shè)備和人員的使用，降低組織工作的難度，減少人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，降低防治成本；免除地面指揮人員和信號(hào)隊(duì)員飽受日曬和藥薰之苦，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；對(duì)于山高林密的作業(yè)區(qū)，信號(hào)隊(duì)員不易到達(dá)或不能及時(shí)到位，人工導(dǎo)航漏噴或重噴現(xiàn)象嚴(yán)重，GPS導(dǎo)航很好地解決了這一問題。應(yīng)用GPS導(dǎo)航可以徹底擺脫地面信號(hào)標(biāo)志和人工信號(hào)隊(duì)導(dǎo)航。廣西應(yīng)用飛機(jī)噴撒白僵菌原粉防治馬尾松毛蟲有20 多年的歷史，GPS導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用將使飛防工作邁上新的臺(tái)階。GPS在林業(yè)其他方面的應(yīng)用

5.1 GPS在森林旅游及探險(xiǎn)中的應(yīng)用

森林旅游多在人跡罕至、地形復(fù)雜、地物豐富和交通不便的偏遠(yuǎn)山區(qū)，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(jī)已被徒步山林旅行、森林荒漠探險(xiǎn)、森林草地狩獵的人們視為“護(hù)身符”。同時(shí)利用安裝在旅游車上的GPS，實(shí)時(shí)獲得汽車位置、運(yùn)行速度和方向，加上“風(fēng)景導(dǎo)航”系統(tǒng)，便可隨時(shí)計(jì)算出旅游車的位置，并向系統(tǒng)查詢景區(qū)信息，指示最近的景區(qū)特色，解說資料及行走方向，也可自由選擇想去的景區(qū)并由車上的GPS自動(dòng)選擇最佳的行走路線。

5.2 GPS在林業(yè)科學(xué)研究中的應(yīng)用

由于森林資源的具體特點(diǎn)，使林業(yè)科研需要借助于大量的資源數(shù)據(jù)才能進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測和科學(xué)經(jīng)營。GPS是森林資源信息和數(shù)據(jù)的重要捕捉手段，經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化成為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫和圖形庫。在林業(yè)地理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究中，GPS不僅是屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的重要來源，而且可以改善GPS數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)更新效率，加速地理信息系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中的推廣應(yīng)用。

6總結(jié)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，森林資源的開發(fā)和保護(hù)需要緊緊跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，及時(shí)掌握資源動(dòng)態(tài)變化，正確做出決策就顯得尤為重要。GPS在林業(yè)建設(shè)行業(yè)中市場廣闊，應(yīng)用潛力巨大，已在森林資源調(diào)查、規(guī)劃設(shè)計(jì)林區(qū)物探、荒漠化監(jiān)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(shù)的普及為林業(yè)發(fā)展提供了新技術(shù)和新方法，徹底改變了林業(yè)部門原有的工作模式，GPS技術(shù)的普遍應(yīng)用必將促進(jìn)林業(yè)工作向著精確、高效、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，一定會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益共同進(jìn)步。

第三篇：GPS在測繪中的應(yīng)用

GPS 在高速公路測量中的應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，GPS技術(shù)步入公路行業(yè)。我經(jīng)過對(duì)GPS測量的學(xué)習(xí)情況作以下淺談：

一、GPS測量簡介

全球定位系統(tǒng)GPS是美國陸海空三軍聯(lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，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(xù)性、實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對(duì)測地定位是GPS應(yīng)用的兩個(gè)方面，對(duì)常規(guī)測量而言相對(duì)測地定位是主要的應(yīng)用方式。

全球定位系統(tǒng)是美國研制并投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在測量領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測量、工程測量、以及地形測量等各個(gè)方面，尤其是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)在公路測量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。

二、GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用前景

目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低，大大延長了設(shè)計(jì)周期。利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了各級(jí)公路測設(shè)質(zhì)量。相對(duì)于以往測量來說，GPS測量主要有以下特點(diǎn)：

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

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

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

當(dāng)前，公路測量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）技術(shù)的應(yīng)用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景。

三、RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

3.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)簡介：是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTK）技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無論靜態(tài)定位，還是動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，而且也無法對(duì)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實(shí)際工作中經(jīng)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(shí)間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來就降低了GPS測量的工作效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）

系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位有靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。

3.2應(yīng)用。最新的RTK技術(shù)在公路測設(shè)中具備以下幾個(gè)功能和作用：

①繪制大比例尺地形圖。高等級(jí)公路選線多是在大比例尺（1：1000或1：2000）帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測圖，先要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)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(fèi)時(shí)間長。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn)，只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)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(shí)又省力，非常實(shí)用。

②道路中線放樣。設(shè)計(jì)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(biāo)定出來。采用實(shí)時(shí)GPS測量，只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會(huì)自動(dòng)定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個(gè)點(diǎn)測量都是獨(dú)立完成的，不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計(jì)算?？v斷放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來，隨時(shí)可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)；橫斷放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)高），生成一個(gè)施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。同時(shí)軟件可以自動(dòng)與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計(jì)算。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來。因?yàn)樗脭?shù)據(jù)都是測繪地形圖時(shí)采集而來的，不需要到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時(shí)，可用動(dòng)態(tài)GPS到現(xiàn)場檢測復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

3.3RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

①實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗(yàn)的厘米級(jí)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(yè)效率。

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

④在中線放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作。

⑤應(yīng)用范圍廣，可以涵蓋公路測量（包括平、縱、橫），施工放樣，監(jiān)理，竣工測量，養(yǎng)護(hù)測量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面。

⑥如輔助相應(yīng)的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢。

第四篇：GPS在公路工程勘測中的應(yīng)用

GPS在公路工程勘測中的應(yīng)用

武二杰孫現(xiàn)鋒

（1：鄭州市公路勘察設(shè)計(jì)院 河南 鄭州 2：鄭州市公路勘察設(shè)計(jì)院 河南 鄭州）摘 要 本文主要結(jié)合G310線控制測量工作，介紹GPS接收機(jī)在進(jìn)行公路工程靜態(tài)控制測量中的內(nèi)外業(yè)工作過程方法及注意事項(xiàng)。

主題詞 GPS控制網(wǎng) 公路應(yīng)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(wèi)星定位系統(tǒng),是目前最先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能型（陸地、海洋、航空和航天）全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位、和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。因其相對(duì)定位精度較高,而越來越被廣泛應(yīng)用于大地控制測量領(lǐng)域,使常規(guī)大地測量發(fā)生了深刻性變化,GPS的基本作業(yè)模式主要有靜態(tài)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位及導(dǎo)航作業(yè)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(wèi)星，P為GPS接收機(jī)天線所在位置（即欲求位置點(diǎn)），P到S1、S2、S3的距離利用電磁波傳播理論計(jì)算后，P點(diǎn)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(gè)園，其交點(diǎn)處即GPS接收機(jī)的位置，它具有經(jīng)度、緯度、高程和時(shí)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(wèi)星，P為接收機(jī)天線位置，即待求點(diǎn)位置，如果已測量出P點(diǎn)到兩個(gè)已知衛(wèi)星間的距離D，即

D = │Si│-│Sj│（i≠j）

則可以Si、Sj 為焦點(diǎn)，以D為焦距繪處三組曲面，三個(gè)不同的曲面交會(huì)于一個(gè)

點(diǎn)，即P點(diǎn)位置。這種方式需要三個(gè)距離差值，至少需要觀測四顆以上的GPS衛(wèi)星，才能完成觀測定位工作。

1．1．2 GPS在公路工程中的應(yīng)用

（1）控制測量

目前公路路線GPS控制測量實(shí)施方案有兩種：

一、所有路線控制點(diǎn)全部采用GPS施測。

二、沿路線每隔5-10Km布設(shè)一對(duì)GPS點(diǎn)作為路線的基本控制，在此基礎(chǔ)上，用常規(guī)儀器進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)加密。方案一的優(yōu)點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高，但其設(shè)備要求較高，GPS接收機(jī)要求為動(dòng)態(tài)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)測量技術(shù)與電子手簿配合，利用已有的數(shù)據(jù)資料，在實(shí)地進(jìn)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(shí)，也可測得其高程（精度有待于進(jìn)一步研究，可作為對(duì)照校核用）。因?yàn)槟茱@示橫斷面的方向，也可進(jìn)行橫斷面測量。

（3）在公路竣工驗(yàn)收中的應(yīng)用

在竣工測量時(shí)，GPS可以測定路線的平縱曲線，看其是否滿足設(shè)計(jì)要求，通過(RTK)動(dòng)態(tài)采樣，可獲得精確的道路坐標(biāo)、坡度、平曲線、豎曲線等各種參數(shù)，從而檢驗(yàn)道路施工質(zhì)量。

總之，路線勘測及隧道貫通測量是公路工程建設(shè)中重要的工作，以往大多采用傳統(tǒng)的測量方法進(jìn)行控制網(wǎng)建立及施測，由于該類測量控制網(wǎng)大多以狹長形式布設(shè)，并且很多工程穿越山林。周圍已知控制點(diǎn)很少，使得傳統(tǒng)測量方法在網(wǎng)形布設(shè)、誤差控制等多方面帶來很大問題。同時(shí)傳統(tǒng)作業(yè)方法時(shí)間也較長，直接影響了工程建設(shè)的正常進(jìn)行。自從將GPS技術(shù)引入公路交通工程領(lǐng)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(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，公路等級(jí)不斷提高，也就要求測量手段要有相應(yīng)的發(fā)展和提高，為了更好的適應(yīng)西部大開發(fā)，提高公路測量水平，為了GPS技術(shù)在公路建設(shè)應(yīng)用中更加成熟和廣泛，對(duì)使用GPS中的一些問題加以總結(jié)，對(duì)于公路事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步是非常必要的。

2． 測量研究工作的主要依據(jù)

《公路勘測規(guī)范》（交通部JTG C10—2007）

3． 測量實(shí)施的主要工作及內(nèi)容

3．1 GPS測量的外業(yè)準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫

在進(jìn)行GPS外業(yè)工作之前，做好實(shí)施前的踏勘，資料收集、器材籌備、觀測計(jì)劃擬定、GPS儀器檢校及設(shè)計(jì)書編寫等工作。根據(jù)收集資料情況及規(guī)范要求布設(shè)控制網(wǎng)。

3．2 GPS測量的外業(yè)實(shí)施

3．2．1 選點(diǎn)

選點(diǎn)工作開始前，除收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況的原有測量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀況，決定其適宜的點(diǎn)位外，選點(diǎn)工作還遵守了以下原則：

1．周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作,視野開闊的較高點(diǎn)上。

2．點(diǎn)位目標(biāo)要明確，視場內(nèi)障礙物的高度角應(yīng)符合規(guī)定。一般規(guī)定最小截止高度角為15°以上不應(yīng)有障礙物，以減少GPS信號(hào)被遮擋和吸收。

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

4．點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號(hào)接收的物體,以減弱多路經(jīng)效應(yīng)的影響。

5．點(diǎn)位選在交通方便,有利于其它測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測的地方。

6．地面基礎(chǔ)穩(wěn)定,易于點(diǎn)的保存。

7．選點(diǎn)人員應(yīng)按技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行踏勘，在實(shí)地按要求選定點(diǎn)位。

3．2．2標(biāo)志埋設(shè)

標(biāo)石的制作及埋設(shè)按規(guī)范要求進(jìn)行，埋設(shè)工作完成后，按要求提供如下資料：點(diǎn)之記、GPS網(wǎng)的選點(diǎn)網(wǎng)圖、選點(diǎn)與埋石工作技術(shù)總結(jié)。

如工作區(qū)處于地廣人稀且周圍無明顯特征點(diǎn)的地區(qū)時(shí)，應(yīng)配備手持GPS并記錄點(diǎn)位坐標(biāo)（必須注明采用的坐標(biāo)系統(tǒng)及設(shè)置參數(shù)，建議采用與1：5萬地形圖一致的坐標(biāo)設(shè)置），這對(duì)于后續(xù)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(jìn)口雙頻動(dòng)態(tài)接收機(jī)（Ashtech Z型和Trimble4800型）進(jìn)行，采用靜態(tài)觀測模式。為提高工作效率及精度，可采用四臺(tái)機(jī)器同步觀測，連網(wǎng)形式采用邊連式。根據(jù)GPS常規(guī)進(jìn)行天線安置，開機(jī)觀測要同步進(jìn)行，同步觀測時(shí)段長度根據(jù)GPS觀測PDOP值及接收衛(wèi)星數(shù)量，在12～25分鐘之內(nèi)調(diào)整。（基本要求：PDOP≤6，衛(wèi)星數(shù)≥4）。一個(gè)時(shí)段觀測完成后，由GPS測量儀自動(dòng)生成一個(gè)觀測記錄，同時(shí)觀測者必須認(rèn)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(jù)，必須認(rèn)真、及時(shí)填寫，堅(jiān)決杜絕事后補(bǔ)記或追記。

外業(yè)觀測中存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)文件應(yīng)及時(shí)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(nèi)。存儲(chǔ)介質(zhì)的外面，適當(dāng)處應(yīng)貼制標(biāo)簽，注明文件名、網(wǎng)區(qū)名、點(diǎn)名、時(shí)段名、采集日期、測量手簿編號(hào)等。

接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在轉(zhuǎn)錄到外存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，不得進(jìn)行任何剔除或刪改，不得調(diào)用任何對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施重新加工組合的操作指令。

3．2．4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理工作在每天外業(yè)完成后進(jìn)行，這樣可以檢查當(dāng)天的觀測情況，以對(duì)不合格點(diǎn)位及時(shí)補(bǔ)測。數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)平差均采用隨機(jī)軟件。平面控制測量采用國家統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)—1954年北京坐標(biāo)系。WGS—84與1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換采用國家控制點(diǎn)重合轉(zhuǎn)換，重合點(diǎn)位與控制網(wǎng)兩端及中間部位并均勻分布，在三維約束平差計(jì)算時(shí)剔除有明顯問題的三角點(diǎn)。

GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理采用隨機(jī)軟件進(jìn)行解算，分為三個(gè)步驟：一是基線解算，二是閉合差檢驗(yàn)，三是網(wǎng)平差解算。

在基線解算時(shí)有些參數(shù)的不同取值（如：衛(wèi)星高度角、采樣間隔、衛(wèi)星的取舍、參考衛(wèi)星的選擇、觀測時(shí)段的選擇）會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，如何判斷這些參數(shù)的和理性，要靠對(duì)計(jì)算結(jié)果的正確分析和在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于基線解算的數(shù)據(jù)質(zhì)量，GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件有兩個(gè)檢驗(yàn)指標(biāo)：（1）方差比（Ratio）≥3；（2）中誤差≤0.02，滿足上述兩項(xiàng)指標(biāo)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(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)某一時(shí)段的結(jié)果不理想，經(jīng)分析為此時(shí)段衛(wèi)星狀況不好，后在其他時(shí)段補(bǔ)測，經(jīng)解算合格通過。

閉合差檢驗(yàn)是數(shù)據(jù)處理的重要步驟，由基線組成的最小閉合環(huán)必須滿足規(guī)范規(guī)定的限差，閉合環(huán)檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行網(wǎng)平查計(jì)算，網(wǎng)平差計(jì)算時(shí)需輸入中央子午線精度等信息，然后就可由隨機(jī)軟件計(jì)算出各GPS點(diǎn)的坐標(biāo)。

一般情況下，采用常規(guī)導(dǎo)線測量對(duì)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行加密時(shí)，可將兩組GPS點(diǎn)作為已知點(diǎn)，對(duì)加密導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行附合導(dǎo)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(fā)現(xiàn)角度閉合情況較好，一般Km長的附合導(dǎo)線角度閉合差在60″以內(nèi)，而由邊長推算的坐標(biāo)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(jí)公路及大型橋梁、隧道的導(dǎo)線測量中，應(yīng)該采用更精確的經(jīng)過改正的邊長進(jìn)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(jì)算方法如下：

（1）將測距儀觀測的長度規(guī)劃到橢球面的長度，計(jì)算公式為：

s = D + Dd

Dd =-(D * Hm)/ρm

式中：s——?dú)w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(qū)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(jì)算公式為：

so = s + Δs

Δs =(s * ym)/(2 * ρ2 2 m)

式中：so——?dú)w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(xiàn)很多隨測量設(shè)備所帶的應(yīng)用軟件中都包括以上計(jì)算程序。

4． 問題及建議

1．公路為線狀構(gòu)造物，控制網(wǎng)布設(shè)沿路線呈條帶狀，為保證測量精度，測量連網(wǎng)形式采用邊連式，故測量設(shè)備應(yīng)不少于三臺(tái)。建議測量每組采用四到五臺(tái)，一是可以使測量效率成倍增加，二是可增加同步環(huán)數(shù)量，保證精度，即使有個(gè)別基線不符合要求也不影響施測結(jié)果。

2．測設(shè)單位進(jìn)行GPS設(shè)備配置時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)、靜態(tài)兼容，同時(shí)又考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。建議采用1（基準(zhǔn)站）+2（動(dòng)態(tài)RTK）+1（或2靜態(tài)）的配置，即考慮了靜態(tài)控制測量（3-5臺(tái)），又能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測量、放樣及施工控制。

3．測量前應(yīng)根據(jù)近期測區(qū)的星歷情況（隨即軟件中可查），合理安排測量時(shí)間，避開衛(wèi)星條件不好的時(shí)段，達(dá)到保證測量質(zhì)量和節(jié)省時(shí)間的目的。在對(duì)G310線進(jìn)行

測量時(shí)，根據(jù)星歷預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)測區(qū)內(nèi)13：00—15：00左右衛(wèi)星狀況不好，實(shí)際測量時(shí)發(fā)現(xiàn)此段時(shí)間的測量結(jié)果也很不理想，故將此段時(shí)間改為休息及移站時(shí)間。

4．坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及計(jì)算過程中應(yīng)注意投影帶的選取，中央子午線的確定應(yīng)以路線所經(jīng)過的中央位置為準(zhǔn)。地形起伏高差比較大的地區(qū)的投影面應(yīng)選取測區(qū)平均高程投影面，已知控制點(diǎn)坐標(biāo)必須經(jīng)過換算才能參與約束平差。根據(jù)以上原則進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算才能保證最小平曲面誤差。

5．自定義坐標(biāo)系或無已知控制點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，應(yīng)利用全站儀等設(shè)備所測量的基線數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)校正。

5． 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益及應(yīng)用前景

經(jīng)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(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，成功用于大地測量、工程測量中，給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。

GPS在本次公路工程測量中有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：

1、縮短了測量時(shí)間，提高工作效率

本次控制測量共布點(diǎn)24個(gè)（分布于長26Km、寬約2Km地帶）。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在傳統(tǒng)三角網(wǎng)測量、計(jì)算方式下最少需用15天的時(shí)間。而使用GPS測量及用隨機(jī)平差軟件計(jì)算，只需4天的時(shí)間。

2、提高測量精度，減少工作強(qiáng)度

GPS測量精度高，測量速度快，其精度是傳統(tǒng)測量方式所不能達(dá)到的。

3、測量數(shù)據(jù)自動(dòng)分析處理，減少了手工勞動(dòng)，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性

在傳統(tǒng)控制測量方式中，測量數(shù)據(jù)的分析處理所占的比重很大，因?yàn)橛?jì)算數(shù)據(jù)量大而出現(xiàn)的錯(cuò)誤也相應(yīng)增多。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)計(jì)算，則只需簡單的操作就能完成，而且由于數(shù)據(jù)導(dǎo)入完全自動(dòng)進(jìn)行，大大的減少了錯(cuò)誤幾率而保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著公路等級(jí)的不斷提高，對(duì)于工程測量及施工的精度要求也越來越高，應(yīng)用傳統(tǒng)的測量手段很難達(dá)到要求，而GPS系統(tǒng)正是在這種要求下得到推廣和應(yīng)用，并有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

《公路勘測規(guī)范 》（交通部JTG C10—2007）

第五篇：GPS在高速公路測量中的應(yīng)用

GPS測量的特點(diǎn)

相對(duì)于經(jīng)典測量學(xué)來說，GPS測量主要有以下特點(diǎn)：

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

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

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

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

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

--全天候作業(yè)。GPS觀測可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。

GPS測量在公路測量中的應(yīng)用

公路路線一般處在一條帶狀走廊內(nèi)。其平面控制測量往往采用導(dǎo)線形式，這包括附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線等導(dǎo)線網(wǎng)形式。對(duì)于重要構(gòu)造物如大橋、特大橋、長大隧道等，也有布設(shè)成三角網(wǎng)、線形鎖等形式。

--常規(guī)測量方法的缺陷：

1、規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求。這樣，導(dǎo)線附合或閉合長度最長不得超過10公里，結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)間距不能超過附合導(dǎo)線長度的0.7倍。這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到，往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。

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

3、國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重，影響測量作業(yè)。由于國家基礎(chǔ)控制點(diǎn)，大多為五六十年代完成，經(jīng)過30多年，有些點(diǎn)由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要被破壞，有些點(diǎn)則由于人們?nèi)狈χR(shí)遭人為破壞。在這些地區(qū)進(jìn)行路線測量作業(yè)，往往在50公里以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測點(diǎn)。這樣路線控制測量的質(zhì)量得不到保證。

4、地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實(shí)施。一般路線的控制點(diǎn)要求布設(shè)在距路線的300米范圍內(nèi)。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(qū)，根本無法實(shí)施常規(guī)控制測量。

對(duì)于長大隧道，特大橋用常規(guī)測量有下列局限：

1、長大隧道、特大橋等構(gòu)造物一般要求測量等級(jí)在四等以上。用常規(guī)測量方法，往往采用增加測回?cái)?shù)，延長觀測時(shí)間等費(fèi)時(shí)、費(fèi)工的方法來設(shè)法提高精度。

2、長大隧道、特大橋多為地形復(fù)雜困難地帶，進(jìn)行常規(guī)控制測量，為通視和網(wǎng)形，往往砍伐工作量相當(dāng)大，這樣測設(shè)費(fèi)用很大，作業(yè)艱苦。

3、長大隧道及特大橋的控制網(wǎng)高精度及與路線網(wǎng)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(lián)結(jié)的測量工作量很大，且不太方便。實(shí)際工作中，構(gòu)造物的控制測量與路線的控制測量經(jīng)常出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。

利用GPS測量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了高等級(jí)公路測設(shè)質(zhì)量。

--GPS測量用于加密國家控制點(diǎn)：

京珠國道主干線粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段路線長約60公里，所處地形為重丘區(qū)，路線設(shè)計(jì)為6車道。

該段有11個(gè)各種系統(tǒng)的平面控制點(diǎn)，經(jīng)過實(shí)地尋找，找出了7個(gè)，有4個(gè)被破壞，破壞中有2個(gè)國家Ⅱ等點(diǎn)。在已找出的的7個(gè)控制點(diǎn)中，國家測繪局系統(tǒng)Ⅰ等點(diǎn)1個(gè)，Ⅲ等點(diǎn)1個(gè)；城市測量系統(tǒng)點(diǎn)2個(gè)；總參軍控點(diǎn)3個(gè)。這些平面控制點(diǎn)分屬不同測量系統(tǒng)，且等級(jí)不同。

為提高京珠國道粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段測設(shè)質(zhì)量，決定在國家測繪系統(tǒng)基礎(chǔ)進(jìn)行控制點(diǎn)的加密。加密的控制點(diǎn)布設(shè)方案是：沿公路路線每10km布設(shè)一對(duì)點(diǎn)，該對(duì)點(diǎn)相距約1km，且應(yīng)通視良好。這樣，該段共設(shè)了6對(duì)GPS加密點(diǎn)，加密點(diǎn)的精度要達(dá)到四等控制網(wǎng)的要求。GPS四等網(wǎng)由18個(gè)點(diǎn)組成，其網(wǎng)形略圖如圖1。（圖1 湯塘至廣州北二環(huán)GPS四等國家大地點(diǎn)加密）

該四等網(wǎng)采用4臺(tái)Trimble SE400單頻接收機(jī)作業(yè)。該機(jī)的標(biāo)稱精度為10mm+2PPm。四等網(wǎng)的觀測時(shí)間為90min。數(shù)據(jù)采樣間隔為15s。

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

通過平差處理，該四等網(wǎng)最弱點(diǎn)位中誤差為4.11cm，平均點(diǎn)位中誤差3.18cm，最弱邊相對(duì)中誤差1/27669，平均邊長相對(duì)中誤差1/453578。

整個(gè)四等網(wǎng)作業(yè)僅花4d時(shí)間。其效率較常規(guī)測量手段至少提高3倍。

在此基礎(chǔ)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(jìn)行了近600km的GPS加密國家控制點(diǎn)的測量。該地區(qū)路線跨越南嶺山脈，沿線山高深、植被茂盛、地形地貌復(fù)雜、通視條件極差。國家一、二等三角點(diǎn)破壞嚴(yán)重，測設(shè)內(nèi)可供利用的三角點(diǎn)稀少，在路線走廊范圍內(nèi)僅找到7個(gè)保存完好的國家三角點(diǎn)。

經(jīng)過平差處理，網(wǎng)中最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為4.13cm，最弱邊相對(duì)中誤差為1/12.5萬?？刂凭W(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到甚至超過國家四等網(wǎng)的技術(shù)要求。

近600km的GPS控制網(wǎng)，僅用兩個(gè)外業(yè)組，10個(gè)作業(yè)員，7臺(tái)GPS接收機(jī)，約20d的作業(yè)時(shí)間。若采用常規(guī)測量方法在相同人手的情況下，至少需要三個(gè)月的時(shí)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(nèi)有座靠椅山雙洞直線型平行隧道，初測的左、右洞起訖樁號(hào)分別為ZK144+710～ZK147+730，YK144+730～YK147+740。其洞長分別為3020m和3010m。根據(jù)《公路隧道勘測規(guī)程》中對(duì)隧道類別劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬公路特長隧道，洞外測量在貫 通面上對(duì)貫通誤差影響值限值為±55mm。

靠椅山隧道地處亞熱帶地區(qū)，雨量充沛、荊剌叢生，溝深林密，野外作業(yè)條件十分艱苦，采用常規(guī)方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且選點(diǎn)困難，砍伐工作量大。結(jié)合靠椅山地形特征，采用GPS測量，布設(shè)了如圖2所示的GPS控制網(wǎng)。

靠椅山隧道控制網(wǎng)由14個(gè)點(diǎn)組成，網(wǎng)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(jī)進(jìn)行靜態(tài)觀測，觀測時(shí)間為20～50min，采樣率為10s，共觀測了29條基線向量。

經(jīng)過平差處理，網(wǎng)中最弱邊相對(duì)精度為1/60106，最高相對(duì)精度達(dá)1/137萬；最弱點(diǎn)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(shí)施GPS測量可看出：GPS測量靈活、方便，能大大節(jié)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(diǎn)；具有極高的精度，它完全能達(dá)到《公路勘察規(guī)程》對(duì)隧道測量的要求；較紅外儀導(dǎo)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(jié)長江兩岸黃岡市和鄂州市的公路特大橋。為便于大橋設(shè)計(jì)和施工，采用GPS對(duì)首選方案Ⅲ、Ⅳ橋位進(jìn)行Ⅲ等平面控制測量。布網(wǎng)設(shè)計(jì)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(gè)國家Ⅱ等以上大地點(diǎn)聯(lián)測。

經(jīng)過平差處理，控制網(wǎng)精度為：最弱點(diǎn)位中誤差1.93cm，最弱邊長相對(duì)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(dǎo)線控制測量京深高速公路河北境高邑至邢臺(tái)段地處華北平原，地勢平坦，最大相對(duì)高差約20m，平均海拔約50m，境內(nèi)村莊較多。植被多為小麥及田間行樹。

公路及機(jī)耕道密集。

采用三臺(tái)Wild 200 GPS接收機(jī)進(jìn)行導(dǎo)線測量，作業(yè)方式采用點(diǎn)連接方式，三臺(tái)接收機(jī)同時(shí)作業(yè)。作業(yè)完后，向前滾動(dòng)(如圖4)。

?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示觀測的同步環(huán)。

在GPS觀測之前，已作高精度紅外導(dǎo)線測量(EDM)和水準(zhǔn)測量。

通過實(shí)際測量可以看出：

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

l GPS導(dǎo)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(shè)的要求。

GPS測量用于攝影測量外業(yè)控制點(diǎn)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(shí)地測量一定數(shù)量的平面和高程控制點(diǎn)(如圖5)。野外平高控制點(diǎn)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(gè)攝影基線。

常規(guī)的野外平高控制點(diǎn)的測量方法是先沿航攝方向布設(shè)導(dǎo)線，然后在此基礎(chǔ)上采用支導(dǎo)線方法測定航測象控點(diǎn)。這種方法主要是導(dǎo)線方式測量。

由于航攝面積較廣，對(duì)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(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線測量，往往由于實(shí)地條件的限制，其作業(yè)是相當(dāng)艱苦的，且工作量大，作業(yè)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(huán)段這60km路線的航測外業(yè)中，利用4臺(tái)TrimbleSE4000接收機(jī)，將一臺(tái)或兩臺(tái)GPS接收機(jī)固定于已知點(diǎn)上，其余GPS接收機(jī)游動(dòng)于像控點(diǎn)進(jìn)行像控點(diǎn)三維坐標(biāo)測量。全線航測像控點(diǎn)測量僅用5d作業(yè)時(shí)間。

經(jīng)過平差處理，像控點(diǎn)平面點(diǎn)位精度達(dá)到了優(yōu)于0.10m的精度，最弱邊相對(duì)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(guī)方法提高5倍以上。

GPS測量用于密林、密灌地區(qū)路線控制測量

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高等級(jí)公路開始向山區(qū)、重丘區(qū)嶺區(qū)拓展。這些地區(qū)人煙稀少，植被茂盛。成片的密林、密灌地區(qū)，水平方向通視困難，有時(shí)實(shí)施常規(guī)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(shè)中，自石山至永發(fā)鎮(zhèn)約20km，植被覆蓋厚，多為有剌密灌、雜草地，人跡罕見，有多個(gè)火山口。這種地區(qū)紅外儀導(dǎo)線測量幾乎沒有可能。為提高高等級(jí)公路測設(shè)質(zhì)量，采用GPS沿路線每隔2km作一對(duì)GPS點(diǎn)，這一對(duì)GPS點(diǎn)應(yīng)保證足夠的水平通視距離。

利用這2km一對(duì)的GPS通視點(diǎn)，就可在此基礎(chǔ)上前后各支出不超過1km進(jìn)行放線測設(shè)工作，既保證了測設(shè)工作的質(zhì)量，又大大減少了作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了測設(shè)周期。

在海南中線的20km密林密灌測設(shè)中，作了11對(duì)GPS通視點(diǎn)。采用TrimbleSE4000單頻接收機(jī)在每個(gè)測站上觀測30min，數(shù)據(jù)采樣率為15s，作業(yè)方法是兩臺(tái)接收機(jī)處于固定點(diǎn)上，其余接收機(jī)游動(dòng)于密林密灌區(qū)的埋設(shè)的通視點(diǎn)上。

經(jīng)過平差處理，這22個(gè)GPS點(diǎn)的最弱點(diǎn)位精度為4.95cm，平均點(diǎn)位精度為2.85cm，平均邊長相對(duì)中誤差為1/486993。

GPS應(yīng)用展望

從GPS測量中，可以看出GPS具有很大的發(fā)展前景：

首先，GPS作業(yè)有著極高的精度。它的作業(yè)不受距離限制，非常適合于國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重地區(qū)、地形條件困難地區(qū)、局部重點(diǎn)工程地區(qū)等。

其次，GPS測量可以大大提高工作及成果質(zhì)量。它不受人為因素的影響。整個(gè)作業(yè)過程全由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動(dòng)平差計(jì)算。

第三，GPSRTK技術(shù)將徹底改變公路測量模式。RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋、隧勘察。它可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測量、點(diǎn)位測量等。

第四，GPS測量可以極大地降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，減少野外砍伐工作量，提高作業(yè)效率。一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)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(yīng)用的重要領(lǐng)域。特別是在當(dāng)前高等級(jí)公路逐漸向山嶺重丘區(qū)發(fā)展的形勢下，往往由于這些地區(qū)地形條件的限制，實(shí)施常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測量有困難，GPS高程測量無疑是一種有效的手段。