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摘要：目前，随着越来越多先进技术在实际生活中得以应用，作为现代社会
一个非常重要技术的GPS技术也逐渐在公路工程测量中发挥作用。本文就GPS
技术在公路工程测量中的应用情况进行探讨，旨在更加深入的了解GPS测量技
术，从而更好的指导实际测量工作。
关键词：GPS技术；公路工程测量；应用
中图分类号：E271文献标识码：A
引言
随着人们对高等级和高安全性公路需求的不断增加，公路工程对测量速度和
精度的要求也不断增加。由于传统常规的测量技术虽然能够满足多项测量需求，
但是对于情况比较特殊的地区，如密林灌丛区或者地势比较复杂地区等，传统测
量技术的测量效果一般比较难以满足工程需求。在这种背景下，具有实时性、高
效性、高精准性以及不受地势、天气影响等优点的GPS技术逐渐广泛运用在公路
工程的测量中作当中。比如沪宁高速公路在建立控制网就是运用GPS技术作为主
要控制点。实践证明，GPS技术在公路工程测量中应用效果非常显著，具有极高
的利用价值。
一、GPS定位原理
利用GPS进行定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间距离（或
距离差）的观为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机天线所对应
的点位，即待定点的三维坐标。由此可见，GPS定位的关键是测定用户接收机天
线至GPS卫星之间的距离。为了满足高精度测量的需要，目前广泛采用的是相对
定位法。相对定位是若干台接收机同步跟踪相同的GPS卫星以确定各接收机间相
对位置的一种方法。在绝对定位中，测量结果会受到卫星轨道误差、钟差及信号
传播误差的影响，但这些误差对观测量的影响具有一定的相关性，因此，若利用
这些观测量的不同线性组合进行相对定位，可有效地消除或减弱这些误差的影
响，提高GPS定位的精度。
二、GPS技术特点
1、全天候，不受气候影响
GPS技术具有不受恶劣气候影响的特点，在实际测量工程中使用，能够很好
的解决过去存在的受雨雾天气影响无法测量的问题。这种不受气候影响的系统直
接解决了突发气候变化对测量工作的影响难题，提高了测量效率和质量。
2、连续性，即实时性
GPS系统能够时刻进行测量工作，对于任何时刻的测量需求均能够快速的满
足。由于随着时代建设步伐的不断加快，提高办事速度和效率已经逐渐成为一种
共识。
3、速度快，效率高
GPS技术相对于传统测量技术而言具有诸多优点，而速度快，效率高以及精
确高就是其中重要的两点。而GPS技术由于本身具有的诸多优点，使其能够在各
种导航和测量定位领域中独占鳌头。且由于该基础具有的极高的自动化程度和高
精確性的定位特性，使其在公路工程测量中得以广泛运用。
4、投资少，限制因素少
传统测量技术在测量过程中需要借助多种控制点，且必须要有良好的通视条
件和有足够的人力物力投入。而GPS技术不受通视条件的影响，操作也比较简单
和快捷，无需投入大量的人力物力，成本投资比较少。
三、GPS技术的优点
GPS测量与常规测量相比,具有以下优点:
1、GPS点之间不需要相互通视
对GPS网的几何图形也没有严格要求,因此选择GPS点位时非常灵活、方便。
GPS测量的应用是解决了测量学上测站点之间必须相互通视的一个难题。
2、定位精度高
采用载波相位进行相对定位,精度可达1ppm。
3、工作效率高
GPS测量时观测时间短,采用静态定位完成一条基线的相对定位所需观测时
间,根据要求的精度不同,一般约为1-3h,如果采用快速静态相对定位技术,观测
时间可缩短至数分钟。用RTK技术放样,每个放样点只需要停留1~2s,流动站小
组作业,每小时(3-4人)可完成中线测量5-10km。若用其进行地形测量,每小组每
天可以完成0.8-1.5km2的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4、自动化程度高
用GPS测量操作非常简便、自动化程度非常高。测量员在观测中只要把接收
机安装好,量取天线高度、监视仪器的工作状态、采集环境的气象数据,开机后仪
器便可自动进行观测、记录等一系列测量工作,使用GPS进行测量非常方便。
5、功能齐全
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程,采用RTK技术可进行施工放样。
6、全天候、全球性作业
由于GPS卫星有24颗且分布合理,在地球上任何地点,任何时刻均可连续同
步观测到4颗以上卫星,因此在任何地点任何时间均可进行GPS测量,GPS测量一
般不受天气状况的影响。
7、应用范围广
可以包括公路测量、控制测量、施工放样、竣工测量、养护测量、GIS前端
数据采集等诸多方面。
四、GPS在公路测量中的应用
公路路线一般是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。公路工程的测量主要应
用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息,
确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位实
地放样到地面上。
1、用于绘制大比例的公路地形图
绘制大比例地形图是公路测量一项不可缺少的工作，通常情况下，高等级公
路的的地形图的比例尺一般为1∶1000或者1∶2000。过去绘制大比例尺地形图
一般需要多项复杂的步骤，且测量时一般需要进行碎部测量并集中后才能够绘制
一个完成的地形图，非常麻烦，还需要动用到大量的人力物力，准确绘制时间也
非常久，对于很多高等级公路建设和运用而言，这种低效率的绘制方法难以满足
其需求。而GPS技术则只需要得到整个地形中所有碎部点的坐标以及这些坐标的
属性信息，就能够直接在室内快速的制作出一个大比例地形图。相对于传统绘制
方法而言，GPS绘制技术具有采集和绘制速度快、时间短、人力物力投入少等优
点，非常适合在现代公路工程测量工作是使用。
2、道路的横、纵断放样和土石方量计算
首先，道路纵断面放样时,先把需要放样的数据输入到电子手簿中(如:直线
正负坡度值、竖曲线半径),生成一个施工测设放样点文件,并储存起来,这样就可
以到现场随时放样测设。其次，横断面放样时,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。由于所用数据都是测绘地形图时所采集的,因此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、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,只需将中桩桩号输入到GPS电子手簿中,系统软件就会自
动定出放样点的坐标及点位。由于每个点的测量都是独立完成的,不会产生累计
误差,因此各点放样精度趋于一致。道路路线主要是由直线、缓和曲线、圆曲线
构成。只需先输入各主控点桩号,然后输入起终点的方位角,直线段距离,缓和曲
线距离,圆曲线半径,即可完成放样,而且一切工作均由GPS电子手簿来完成。这
种方法简单实用,比传统的弦线拨角法要快速得多。另外,如果需要在各直线段和
曲线段间加桩,则只需输入加桩点的桩号即可,剩下工作由GPS来完成。
4、用于公路工程中线的测量
公路中线测量是公路工程测量的一个重要组成部分，在对大比例尺地形图进
行定线时，公路中线就是其中一个必备的标定点。目前，测量公路中线需要使用
的到的GPS技术为RTK动态测量技术。具体的测量过程为：首先，按照公路实际
情况编辑一个合理的中线路线。其次，将编辑好且确认无误的中线路线输入到准
用的计算机内。第三，利用计算机能够随意加桩的优点确定出本公路的实际中线。
结束语
公路工程建设技术以及施工工艺越来越先进，建设地点周围的地理环境又极
为复杂，传统经典的测量手段己经很难满足公路工程建设的需要。GPS技术的迅
速发展，为公路工程控制测量提供了先进高效的测量手段。将GPS相对定位技术
应用于公路工程的控制测量中，不仅极大的推动了GPS技术本身的发展，而且对
公路的控制测量也具有极大的意义。
参考文献
[1]李召，佘冬芝，王艳利，项鑫.GPS在桥梁施工控制网复测中的运用[J].
中国西部科技.2010（02）
[2]王建民.GPS技术在公路工程测量项目中的应用研究[J].科技资讯.2010
（01）
[3]姜丽，杨为.GPS技术在高速公路改扩建的应用[J].中国勘察设计.2010
（08）
一个非常重要技术的GPS技术也逐渐在公路工程测量中发挥作用。本文就GPS
技术在公路工程测量中的应用情况进行探讨，旨在更加深入的了解GPS测量技
术，从而更好的指导实际测量工作。
关键词：GPS技术；公路工程测量；应用
中图分类号：E271文献标识码：A
引言
随着人们对高等级和高安全性公路需求的不断增加，公路工程对测量速度和
精度的要求也不断增加。由于传统常规的测量技术虽然能够满足多项测量需求，
但是对于情况比较特殊的地区，如密林灌丛区或者地势比较复杂地区等，传统测
量技术的测量效果一般比较难以满足工程需求。在这种背景下，具有实时性、高
效性、高精准性以及不受地势、天气影响等优点的GPS技术逐渐广泛运用在公路
工程的测量中作当中。比如沪宁高速公路在建立控制网就是运用GPS技术作为主
要控制点。实践证明，GPS技术在公路工程测量中应用效果非常显著，具有极高
的利用价值。
一、GPS定位原理
利用GPS进行定位的基本原理，是以GPS卫星和用户接收机天线之间距离（或
距离差）的观为基础，并根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机天线所对应
的点位，即待定点的三维坐标。由此可见，GPS定位的关键是测定用户接收机天
线至GPS卫星之间的距离。为了满足高精度测量的需要，目前广泛采用的是相对
定位法。相对定位是若干台接收机同步跟踪相同的GPS卫星以确定各接收机间相
对位置的一种方法。在绝对定位中，测量结果会受到卫星轨道误差、钟差及信号
传播误差的影响，但这些误差对观测量的影响具有一定的相关性，因此，若利用
这些观测量的不同线性组合进行相对定位，可有效地消除或减弱这些误差的影
响，提高GPS定位的精度。
二、GPS技术特点
1、全天候，不受气候影响
GPS技术具有不受恶劣气候影响的特点，在实际测量工程中使用，能够很好
的解决过去存在的受雨雾天气影响无法测量的问题。这种不受气候影响的系统直
接解决了突发气候变化对测量工作的影响难题，提高了测量效率和质量。
2、连续性，即实时性
GPS系统能够时刻进行测量工作，对于任何时刻的测量需求均能够快速的满
足。由于随着时代建设步伐的不断加快，提高办事速度和效率已经逐渐成为一种
共识。
3、速度快，效率高
GPS技术相对于传统测量技术而言具有诸多优点，而速度快，效率高以及精
确高就是其中重要的两点。而GPS技术由于本身具有的诸多优点，使其能够在各
种导航和测量定位领域中独占鳌头。且由于该基础具有的极高的自动化程度和高
精確性的定位特性，使其在公路工程测量中得以广泛运用。
4、投资少，限制因素少
传统测量技术在测量过程中需要借助多种控制点，且必须要有良好的通视条
件和有足够的人力物力投入。而GPS技术不受通视条件的影响，操作也比较简单
和快捷，无需投入大量的人力物力，成本投资比较少。
三、GPS技术的优点
GPS测量与常规测量相比,具有以下优点:
1、GPS点之间不需要相互通视
对GPS网的几何图形也没有严格要求,因此选择GPS点位时非常灵活、方便。
GPS测量的应用是解决了测量学上测站点之间必须相互通视的一个难题。
2、定位精度高
采用载波相位进行相对定位,精度可达1ppm。
3、工作效率高
GPS测量时观测时间短,采用静态定位完成一条基线的相对定位所需观测时
间,根据要求的精度不同,一般约为1-3h,如果采用快速静态相对定位技术,观测
时间可缩短至数分钟。用RTK技术放样,每个放样点只需要停留1~2s,流动站小
组作业,每小时(3-4人)可完成中线测量5-10km。若用其进行地形测量,每小组每
天可以完成0.8-1.5km2的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4、自动化程度高
用GPS测量操作非常简便、自动化程度非常高。测量员在观测中只要把接收
机安装好,量取天线高度、监视仪器的工作状态、采集环境的气象数据,开机后仪
器便可自动进行观测、记录等一系列测量工作,使用GPS进行测量非常方便。
5、功能齐全
GPS测量可同时测定测点的平面位置和高程,采用RTK技术可进行施工放样。
6、全天候、全球性作业
由于GPS卫星有24颗且分布合理,在地球上任何地点,任何时刻均可连续同
步观测到4颗以上卫星,因此在任何地点任何时间均可进行GPS测量,GPS测量一
般不受天气状况的影响。
7、应用范围广
可以包括公路测量、控制测量、施工放样、竣工测量、养护测量、GIS前端
数据采集等诸多方面。
四、GPS在公路测量中的应用
公路路线一般是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。公路工程的测量主要应
用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能。静态功能是通过接收到的卫星信息,
确定地面某点的三维坐标;动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位实
地放样到地面上。
1、用于绘制大比例的公路地形图
绘制大比例地形图是公路测量一项不可缺少的工作，通常情况下，高等级公
路的的地形图的比例尺一般为1∶1000或者1∶2000。过去绘制大比例尺地形图
一般需要多项复杂的步骤，且测量时一般需要进行碎部测量并集中后才能够绘制
一个完成的地形图，非常麻烦，还需要动用到大量的人力物力，准确绘制时间也
非常久，对于很多高等级公路建设和运用而言，这种低效率的绘制方法难以满足
其需求。而GPS技术则只需要得到整个地形中所有碎部点的坐标以及这些坐标的
属性信息，就能够直接在室内快速的制作出一个大比例地形图。相对于传统绘制
方法而言，GPS绘制技术具有采集和绘制速度快、时间短、人力物力投入少等优
点，非常适合在现代公路工程测量工作是使用。
2、道路的横、纵断放样和土石方量计算
首先，道路纵断面放样时,先把需要放样的数据输入到电子手簿中(如:直线
正负坡度值、竖曲线半径),生成一个施工测设放样点文件,并储存起来,这样就可
以到现场随时放样测设。其次，横断面放样时,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。由于所用数据都是测绘地形图时所采集的,因此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、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,只需将中桩桩号输入到GPS电子手簿中,系统软件就会自
动定出放样点的坐标及点位。由于每个点的测量都是独立完成的,不会产生累计
误差,因此各点放样精度趋于一致。道路路线主要是由直线、缓和曲线、圆曲线
构成。只需先输入各主控点桩号,然后输入起终点的方位角,直线段距离,缓和曲
线距离,圆曲线半径,即可完成放样,而且一切工作均由GPS电子手簿来完成。这
种方法简单实用,比传统的弦线拨角法要快速得多。另外,如果需要在各直线段和
曲线段间加桩,则只需输入加桩点的桩号即可,剩下工作由GPS来完成。
4、用于公路工程中线的测量
公路中线测量是公路工程测量的一个重要组成部分，在对大比例尺地形图进
行定线时，公路中线就是其中一个必备的标定点。目前，测量公路中线需要使用
的到的GPS技术为RTK动态测量技术。具体的测量过程为：首先，按照公路实际
情况编辑一个合理的中线路线。其次，将编辑好且确认无误的中线路线输入到准
用的计算机内。第三，利用计算机能够随意加桩的优点确定出本公路的实际中线。
结束语
公路工程建设技术以及施工工艺越来越先进，建设地点周围的地理环境又极
为复杂，传统经典的测量手段己经很难满足公路工程建设的需要。GPS技术的迅
速发展，为公路工程控制测量提供了先进高效的测量手段。将GPS相对定位技术
应用于公路工程的控制测量中，不仅极大的推动了GPS技术本身的发展，而且对
公路的控制测量也具有极大的意义。
参考文献
[1]李召，佘冬芝，王艳利，项鑫.GPS在桥梁施工控制网复测中的运用[J].
中国西部科技.2010（02）
[2]王建民.GPS技术在公路工程测量项目中的应用研究[J].科技资讯.2010
（01）
[3]姜丽，杨为.GPS技术在高速公路改扩建的应用[J].中国勘察设计.2010
（08）