嘎嘎鸭子
GPS技术在公路测量中的应用前景及现状摘要：GPS技术应用于公路测量是公路外业勘测的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。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，本文主要介绍了GPS中的RTK技术在公路测量中的应用及其对公路勘测的巨大推进作用。 关键词：GPS；RTK；静态定位；动态定位 1、GPS技术发展现状 全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，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。 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局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度；求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、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的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量；而RTK测量以其快速实时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集（如碎部测量）与工程放样中。RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。 GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线（大于20km）测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成，整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。鉴于GPS系统在轨卫星数有限，在对空通视受遮挡的条件下，不能保证正常解算，影响定位的精度和可靠性。实践表明，单频GPS系统由于多环境的制约，存在着很大的局限性。随着俄罗斯的全球导航卫星系统（CLONASS）的不断完善，利用GLONASS来改善GPS性能的双星座系统（GLONASS+GPS）已由美国Ashtech公司研制成功，这种全天候、全地域、高精度的系统为用户提供了更为完善的接收设备，双星座系统的接收设备GPS接收设备的新水平。 2、GPS技术在公路测量中的应用前景 随着我国国民经济的快速增长的西部大开发的实施，我省的高等级公路建设迎来前所末有的发展机遇，这就对勘测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，公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“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”所在。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。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，其实，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。下面就RTK技术在公路勘测中的应用作简单的介绍。 3、RTK技术在公路测量中的应用 1 实时动态（RTK）定位技术简介 实时动态（RTK）定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS（RTDGPS）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，还是准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，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，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基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。 2 应用 实时动态（RTK）定位有快速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。 1 快速静态定位模式。要求GPS接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密；若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难，而采用RTK快速静态测量，可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5-10min（随着技术的不断发展，定位时间还会缩短），不及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加密工作。 2 动态定位测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2～10s）进行初始化工作，之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，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勘测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2～4S，精度就可以达到1～3cm，且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器（如全站仪）不可比拟的优点。 3 RTK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～若用其进行地形测量，每小组每天可以完成8～5km3的地形图测绘，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。 4 推广建议 1 GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。 2 生产过程中采用常规方法和GPS技术相结合生产流程可以极大地提高生产效率。 3 随着GPS技术特点是RTK技术的发展，各个厂家相继推出了具有自主专利技术的仪器，其初始化时间越来越短，跟踪能力也越来越强，精度越来越高，可靠性越来越强，有着良好的性价比，在勘察设计单位具有代替全站仪的趋势，单位设备更新时应考虑这一因素。 4 GPS技术在公路测量中的应用，是公路测量的一项革命性的技术革新，它将对传统的作业理念予以更新。 4、结语 GPS在公路勘测中的应用，对高等级公路的勘测手段和作业方法产生了革命性的变革，极大地提高了勘测精度和勘测效率，特别是实时动态（RTK）定位技术将在公路勘测、施工和后期养护、管理方面有着广阔的应用前景。 
可持续发展与外部性问题 近代以来的经济发展，主要是以市场制度为依托的发展。市场制度的有效性无疑已被近代的经济奇迹所证明了。然而，经过数百年的现代化过程，人们逐渐发现，经济赖以发展的资源在逐渐耗竭，人类与其它生物赖以生存的环境在不断恶化，这些都不能不和以市场制度为主的经济发展模式联系在一起。那么，在环境和可持续发展的问题上，市场出了什么错呢？ 在市场中，存在着许多经济主体，他们可能是个体农民，也可能是乡镇企业，也可能是国有企业或者政府部门。他们之间在进行交易，通过多次的交易，逐渐形成了多个市场的均衡价格。在任何一对交易者看来，他们达成的价格，恰恰落在自己的需求函数（或供给函数）曲线上。由于卖者的产品是用多种要素生产出来的，其中一些要素需要向别人购买，所以该产品的成本也是由交易决定的。经济学证明，在没有外部性的情况下，市场中的交易是有效率的。所谓外部性，是指一个人的行为，或两个人的交易所带来的成本或收益，对第二个或第三个人的成本或收益产生直接影响。或者说，一个人并没有承担或获得他自己行为所引起的所有成本或收益。在社会层次上看，所谓外部性，是指这样一种情境，即因为成本和收益不能在个人或组织间恰当地分配，以至人们宁肯放弃他们本来应该获得的利益（盛洪， 1996）。 导致外部性有很多原因。一个重要的原因是，没有建立起有效的产权制度。比如，在一条河边上的造纸厂的产权有明确的归属，但这条河没有明确的归属；或者有名义上的归属，如归集体或国家，但产权的行使效率较低。当造纸厂将污水排入这条后，河里的鱼就无法生存。由于没有人拥有这条河（或不关心这条河），所以没有人因为鱼的损失而向造纸厂索赔。因此，造纸厂将不承担污染河导致的经济成本（这里暂时不考虑环境成本）。但河里没有了鱼，实实在在地就是社会的损失。因此，造纸厂的“个人成本”低于“社会成本”。它的成本曲线比真实成本向右下角移动了（如图1所示）。这导致造纸厂的均衡价格低于“真实价格”，而产量却高于“真实产量”。在极端情况下，从社会角度看，建立这个造纸厂也许是得不尝失。因为它给社会带来的“福利增量”（即比按真实成本生产多获得的“生产者剩余”和“消费者剩余”，）大约是BEE’C所包括的面积），几乎就是它给社会带来的损失（也大约等于BEE’C所包括的面积，即因污染而无法生存的鱼的市场价值）；况且由于成本低估导致资源过多地进入造纸业，使得社会失去了将这些资源配置到其它更有效的用途时所获得的利益。 一条河没有明确的归属，可能是由于制度的或观念的原因，也可能是由于技术上的原因。在我国，前一种原因还是大量存在。因为我们刚刚从计划经济中走出来，国有企业的民营化还刚刚开始，人们还不习惯将一条河想象为私人所有。但在更多的情况下，河不是在乡村中的小河，可以在技术上由某些个人所有，而是很大的河，如长江，有上游、中游、下游，拥有一整条河在技术上是不可能的，分段拥有又不能互相不受影响。很大的湖，如太湖，滇池，等等，更进一步，海洋，以至说到极端，整个大气层，整个地球，就更不可能由私人拥有了。因此环境的不可分性，是外部性、从而是市场价格体系失灵的重要原因。 然而，即使是人们知道破坏环境的现时成本，也还是无法摆脱外部性问题。因为对环境的损害，从时间上看，往往不是均衡的。在相当长时间内，环境被损害的程度的增长是缓慢的，但当超过一定的阀值后，损害程度就会迅速增长，但这时再补救已为时晚矣。所谓为时晚矣，是指对环境和可再生资源的破坏，有时具有不可逆性，或至少具有不对称性。不可逆，即是指不可恢复；如某种物种一旦灭绝，就不复存在；或一旦臭氧层的漏洞大过一程度，就永远无法修复。不对称，即是指很难恢复；如一旦将森林砍伐殆尽，虽然可以重新种植，却要经历很长时间、付出很大代价；又如由于过度捕捞，我国沿海的黄鱼曾一度绝迹，经过很多年以后才重新恢复过来。但是由于在达到临界点之前，人们不会将即将到来的供给的突然减少计算到与他人的讨价还价中，因而在市场中，没有一种价格信息会提醒人们节约使用该种资源。这是信息在时间上的不均匀导致的外部性问题。而这种时间上不均匀的信息，又会因为人们在空间上的分散，更不容易在灾难发生前知道。人们一般不会把以后的成本算在目前的账上，但一旦按以前的成本进行交易，就必然会将对环境或可再生资源的破坏推过阀值。 再退一步，即使所有的人都真切地知道他们的行为将给环境带来的损害程度，也仍然无法阻止外部性问题的发生。这主要是因为人与人之间的利益并不一致。这里讲的人既可以是生活在同一时期的，又可以是不同时期的人。在同一时期的人中，任何个人或集团若要考虑环境或资源问题而自觉地约束自己，将环境成本或资源成本加到自己的生产成本中去，他或它将会在与同行的竞争中败北。因为那些没有考虑环境和资源的企业将会由于成本较低而具有竞争优势。人们不得不破坏环境，不得不加快耗竭不可再生资源，不得不毁灭自然物种。即使在一些国家内部制定了保护环境与资源的法律，由于不存在一个世界政府，国与国之间的行为很类似于上述的行为。美国人不会因为石油将要耗竭而减少对石油的消费，因为他们知道，即使他们节约了石油，也许只是给中国人多使石油创造了条件。在另一方面，国与国之间还可以通过贸易和投资将一些局部性的污染和环境破坏“出口”到它国。由于有些穷国有较低的环境标准，一些富国通过进口或投资，使穷国生产更多的污染严重和消耗资源较多的产品，同时享受较便宜的（没有计算环境和资源成本的）产品。在不同代的人之间，由于环境的破坏和资源的耗竭一般需要较长的、跨越世代的时间，又由于后代人既不能与当代人谈判，也不能抗议他们的所为，当代人就有可能将环境和资源的成本转嫁给后代人。而市场价格，以及代表对时间看法的市场利率，恰恰是由当代人对未来的看法形成的。就生物资源（如树木）而言，当代的价格低于保证树木生长的长期均衡价格，而市场利率则高于树木的自然生长率。这必然导致即使是私人所有者也会砍伐树木的结果。 因此，可持续发展问题，即保护环境、生物多样性、和合理使用生物资源与不可再生资源的问题，就可以归结为外部性问题。而一旦存在着外部性问题，市场价格体系就会失灵。在这种囚徒困境中，政府管制和政策也许是众多可能的选择之一。二、可持续发展的政策原则 既然可持续发展问题涉及到外部性问题，而外部性就意味着市场制度的失灵，政府作为一种天生克服外部性问题的制度安排，就可以作为一种解决方案。 忘楼主采纳~~
