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GPS在公路测量中的应用. 2

摘要. 2

关键词. 2

1 GPS简介. 2

1.1 GPS构成. 2

1.2 GPS—RTK大地测量技术的组成. 3

1.3 GPS-RTK大地测量技术的基本原理. 3

1.4 RTK公路测量技术的应用. 4

2 RTK测量技术在公路中的应用案例分析. 4

3.1 公路概况. 4

3．2 测量流程. 4

3.3测量效果及特点. 5

3 设计及应用实例. 6

3.1地形概况. 6

3.2 GPS测量技术设计. 6

3.3 GPS测量数据处理. 7

3.4 GPS测量的外业实施. 7

4 结束语. 8

参考文献. 8

 

 

 

GPS在公路测量中的应用

摘要

在当前现代测量技术中,GPSRTK技长彻底改变以往公路测量模式,RTK能实时得出所在位置的空间三位坐标,可以直接进行实地实时效样,中线边桩测量,点位测量等。本文首先采用了GPSRTK大地测量技术的组成与基本原理,分析了GPSRTK大地测量技术的应用特点,通过案例具体建立了GPSRTK大地测量技长在公路中的应用体系,取得了很好的效果。

关键词GPSRTK;大地测量技术;公路

1 GPS简介

1.1 GPS构成

GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。

〔l)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道平面的倾角为55。,卫星的平均高度为20200km,运行周期为11h58min。卫星用I波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号,导航定位信号中含有卫星的位置信息,使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻,在高度角15度以上,平均可同时观

测到6颗卫星,最多可达到10颗。

(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注人站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据,计算各卫星的轨道参数、钟差参数等,并将这些数据编制成导航电文,传送到注人站,再由注人站将主控站发来的导航电文注人到相应卫星的存储器中。件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行,并对信号进行交换、放大和处理,再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差,求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。

随着我国公路建设的发展,对于大地测量的要求越来越高"常规的GPS测量方法需要事后进行解算才能获得cm级的精度,造成测量在技术上比较麻烦"R丁K是能够在野外实时得到cm级定位精度白年则量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,GPS-RTK的结合可以为工程放样、地形图、各种控制测量带来了新的发展方向，本文为此具体探讨了RTK大地测量技术在公路中的应用。

1.2 GPS—RTK大地测量技术的组成

RTK系统由一个基准站和一个或者多个移动站组成，基准站二架设一台接收机和一套无线数据发射器,两者通过串口线互连，移动站二架设一台接收机和一套无线数据接收器,两者也是有线连接,移动站在整测量过程中时刻处于移动中,而RTK测量系统一般由GPS接收设备、数据传输设备、软件系统组成，软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能,数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成。

1.3 GPS-RTK大地测量技术的基本原理

我们知道,高精度的GPS测量必须采用载波相位值,RTK定位技术就是基于载波相位值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定点坐标，流动站可处于静止状态,也可处于运动状态，当前我国很多测量项目可以采用北斗GALONASS系统的RTK解算算得，多频段零相位天线，抗多劲效应等先进技术,研制出高精度GNSSRTK测量系统,打破了欧美在卫星导航技术上的高端垄断,项目成果已在国土、农业、电力等多个牙于业得到应用,整体技术水平达到国际先进水平，由于GPS测量法不存在转站误差、观测误差、立尺误差等,不会受到灰尘等因素的影响,测量准确度明显提高，此外,GPS设备防尘、防水级别较高,且没有光学部件,较全站仪设备更容易保养全封存。

1.4 RTK公路测量技术的应用

我们知道,GPS测量的定位精度高,一般双频GPS接收机基线解精度为smm+1PPm,而红外仪标称精度为smm+SPPm,使用GPS一RTK技术应首先复丰匆袒算基准点的精度,起算点应为高等级的控制点,并且起算基准点和又见则点之间具有较好的位置分布"当使用动态GPS一R丁K进行观测时,基准站的精度要经过3个高等级控制点的连测、复核,确保基准站坐标在各个方位观测情况下具有一致的精度"GPS测量的自动化程度很高"在观测中测量员的主要任务是安装并开关仪器!量取仪器高和监视仪器的工侣犬态,而其它观测工作如卫星的捕获、跟踪观测等均由仪器自动完成，采用GPS一RTK测设建筑方格网与常规测量相比,效率可提高一倍以上,并能有效降低作业人员的劳动强度，一个参考站可有多台流动站作业,流动站不需基准站指挥,单人即可独立作业。

2 RTK测量技术在公路中的应用案例分析

3.1 公路概况

本次公路的测量位于我国东部某县内,公路全长20km，设计的公路路程中曲线段共有3段螺旋线段，共5段直线段，其中直线段最长,螺旋线段测区内地貌多为旱地和水田,整个测区为平原与丘陵结合地区。

3．2 测量流程

(1)计算各公路待定点(10勺的坐标二根据线路中线点位坐标计算的模型可计算出各待定点的设计坐标"

(2)将各测设点的坐标输入到手持GPS一RTK系统中，设计坐标数据可由一定的软件输送到手特GPS一RTK系统中"，转换参数计算可首先确定采用哪些点进行转换参数的计算,这些点应具有线路坐标和统一坐标,若没有统一坐标,则可在野外利用相关技术实时测得"。

(3)野外实测时基准站可设置于视野开阔的已知控制点上,启动基准站设备进入工侣犬态,数据链不断地发射校正信息"流动站从另一已知点出发,即先验证已知坐标、转换参数及参考站设置的准确性,然后测设各整桩和加桩的位置,在每次作业的最后应再次回到已知点上检查是否与已知数据相符,以保证实测数据的质量。

3.3测量效果及特点

利用GPS一RTK对公路中桩进行测量,桩位点大地坐标成果表见表1"纵轴误差最大为0007m,横轴误差最大误差为.0007m,点位误差比较均衡"表明此次测量精度较以往有所提高,且测定精度到位,又确保了项目整体红线面积的可控性。总之,在公路测量领域, RTK技术因高效率、灵活、误差不积累至cm级的高精度受到测绘人员的青睐，随着数据传输能力的增强,数据的稳定性增强、抗干扰水平和软件水平的提高,GPS-RTK技术将在各个领域得到更广泛的应用。

相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下特点:测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量,在小于SQkm的基线上,在大于1OO0km的基线上可达10^-8。测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。»观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需20min左右,动态相对定位仅需几秒

钟。仪器操作简便。GPS接收机自动化程度越来越高,操作智能化,观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录。½全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。

GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。

3 设计及应用实例

3.1地形概况

涉及的地域是位于两城市之间,占地100多m多,有高山、平原还有洼地,山地面积约占三分之一。最高处约368.129m。山上地形复杂,为了该区域的设计和调查,需建立首级控制网。考虑到该地形复杂,工期较紧,测区通视困难,地形起伏大等因素,决定采用GPS测量。

3.2 GPS测量技术设计

(1)设计依据

GPS测量的技术设计主要依据1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》及

工程测量合同有关要求制定的。

(2)设计精度

根据工程需要和测区情况,选择城市或工程二级GPS网作为测区首级控制网。要求平均边长不小于10km,最弱边相对中误差小于l/10000,GPS接收机标称精度的固定误差为15mm。

电发射源、高压电线等,以免电磁场对信号的干扰，点位应选在视野开阔、交通方便、有利扩展、易于保存的地方,以便观测和日后使用;½选点结束后,按要求埋设标石,并填写点之记。

(3)观测

根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位,卫星高度角15。,时段长度45min,采样间隔105。在4个点上同时安置4台接收机天线(对中、整平),量取天线高,测量气象数据,当各项指标达到要求时,按接收机的提示输人相关数据,则接收机自动记录,观测者填写测量手簿。

3.3 GPS测量数据处理

GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段,采用随机软件完成。经基线解算、质量检核、外业重测和网平差后,得到GPS控制点的三维坐标

 (1)设计基准和网形

如,控制网共8个点,其中联测已知平面控制点3个(0103、0105、0106),高程控制点3个(103、105、106,其高程由四等水准测得)。采用3台GPS接收机观测,网形布设成边连式。

(2)观测计划

根据GPS卫星的可见预报图和几何图形强度(空间位置因子PDOP),选择最佳观测时段(卫星多于4颗,且分布均匀,PDOP值小于6),并编排作业调度表。

3.4 GPS测量的外业实施

(1)选点

GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活,因此,点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性,并顾及后续测量,选点时应着重考虑:每点最好与某一点通视,以便后续测量工作的使用。要求15度高度角范围内不能有障碍物。

(2)观测

根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位,卫星高度角15度,时段长度45min,采样间隔10秒。在4个点上同时安置4台接收机天线(对中、整平),量取天线高,测量气象数据,当各项指标达到要求时,按接收机的提示输人相关数据,则接收机自动记录,观测者填写测量手簿。

4 结束语

通过GPS在测量中的应用,得到如下体会。

(1)GPS控制网选点灵活,布网方便,基本不受通视、网形的限制,特别是在地形复杂、通视困难的测区,更显其优越性。但由于测区条件较差,边长较短(平均边长不到300m),基线相对精度较低,个别边长相对精度大于1/10000。

(2)GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化,且观测时间在不断减少,大大降低了作业强度,观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于个别点的选定受地形条件限制,造成树木遮挡,影响对卫星的观测及信号的质量,经重测后通过。

(3)GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成,保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度,即可求出符合精度要求的控制点三维坐标。

参考文献

[1]石雪冬.GPS在高速公路勘测中的应用日8.测绘通报,2011.

[2]李仕东.GPS一R下K技术在高等级公路横断面勘测中的应用日8.测绘工程2006.

[3]黄新祥.GPS及其R下K技术在公路勘测中的应用探讨以地矿测绘2009.

[4]张勤,李家权.GPS测量原理及应用=M].北京:科学出版社2011.

[5]李英冰,徐绍锉.利用R下K进行数字化测图的经验总结日8.全球定位系统2005.

[6]张建军.G户SR下K技术在桥梁工程水下地形测量中的应用日8.施工技术2006.

[7]吴俐民陈去波丁仁军.昆明市连续运行GPS参考站系统的研究及建设日8.测绘科学,2006.

 

第二篇：联系测量工作总结

联系测量工作总结

一、工具设备：

钢丝、钢尺、电筒、对讲机、两套棱镜、反光片、全站仪、机油两桶、重锤两个、老虎钳、水准仪、尺垫、钢尺卡子等。

二、前期准备：

1. 导线点埋设；

2. 吊钢丝挂重锤；

注意事项：

1.导线点埋设过程中应注意钢筋应与格栅搭接焊保证满焊并将钢筋埋于钢圈中央以方便进行水准测量，在导线点对应位置上方设置一根钢筋（保证满焊）作为标记，埋设完毕后应注意测量其距离最近的同步点的水平距离以及钢筋腰部钢筋与点之间的距离，以方便找点。

2.吊钢丝时应注意两根钢丝与近井点形成夹角应小于1°，悬挂重锤时钢丝未被杂物所档保证其自由下落。

三、进行测量

联系测量工作分上下导线测量和井上下联系测量，在测量过程中应注意钢丝稳定不出现摆动晃动，导线测量时应保证视线足够宽广有遮挡物应及时清理。

1. 井上联系：将仪器架在已知导线点A上，后视另一已知导线点B，然后盘左盘右观测近井点C六个测回后（各个测回度数2c值应小于10″），将仪器挪至C点，后视A点

盘左盘右分别观测钢丝O1、O2记录度数，测量近井点C距O1、O2距离记录，挪动仪器使仪器与O1、O2夹角尽可能小测量仪器距O1、O2距离L1、L2则O1、O2间距离为L2- L1（小角度测距）。

2. 井下联系时与井上基本相同。

四、内业计算

测量外业完毕后应对数据进行计算得出埋设点坐标。

1.按左（右）角将所测角度计算取其六测回平均值为该该角角度值。

2.计算导线时应注意度数盘左盘右进行方位角计算，计算公式 α前＝α后＋β左－１８０°、α前＝α后－β右+１８０°（在计算过程中尤为注意左角右角的区分，前进方向左侧为左角反之亦然）。

3.计算联系三角形时应注意根据其三边一角进行计算后再加以平差计算得出平差后的角度边长值用于导线计算中。

4.计算坐标时根据△X=D*cosα △Y=D*sinα计算坐标增量然后用之前坐标X、Y加上△X、△Y为该点坐标。

五、工作总结

在联系测量过程中有很多应注意的问题或许我还没有总结到，但是我能想到在测量及计算过程中容易出问题的点基本列举完毕，请领导指导品评。