【正文】 X???????????????????????????????????。 然后再利用高斯投影正算公式 ,計算各點的平面坐標 : GPS 網(wǎng)投影變換至地方獨立坐標系 地方 獨立坐標系對應(yīng)的地方參考橢球與國家參考橢球存在著長半徑上 的差異 da,根據(jù)橢球變換的投影公式有 : 其中 : 0404 dAQdL dAPdBii ??iiiiiidLLLdBBB????? ? ? ?iiii yxLB , ?? ?0。全站儀存在的弱點，正好是 GPS 定位技術(shù)的長處隨著 GPSRTK 系統(tǒng)的問世，使得作業(yè)員可以現(xiàn)場獲取測點厘米級精度的三維坐標，這就為測量方式一體化的實現(xiàn)提供了可能。 由以上作業(yè)步驟可知，測量工作在公路勘測設(shè)計的各個階段都不可缺少，而且同一測站要重復工作五六次，甚至十來次。 GPSRTK 技術(shù)在公路勘測方面主要用于低等級控制點的加密、數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣、縱橫斷面測量等方面。 大比例尺帶狀地形圖測繪：高等級公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進行。僅需 1 人背著流動站 GPS 接收機在待測的地物地貌等碎部點上采集 1 分鐘左右，并通過 RTK 操作手簿輸入碎部點的特征編碼及屬性信息，即可實時地得到碎部點的三維坐標。公路選線一般采用圖紙上定線和現(xiàn)場勘察選線兩種方式。第一種是根據(jù)現(xiàn)有的各種線形中 樁坐標計算公式或?qū)Ｓ霉酚嬎丬浖?，計算出公路中線上的各樁點的坐標 [3]，然后將中樁點坐標傳輸?shù)?GPS 控制手簿中，建立以點號為標識符的公路放樣文件，個別加樁點的坐標以手工輸入法輸入手簿。橫斷面放樣時，先確定出橫斷面形式，然后把橫斷面設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個施工 測設(shè)放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。 雖然公路勘測工作環(huán)節(jié)眾多，十分繁雜，但有了 GPSRTK 技術(shù)后，可以按照 “ 靜態(tài) +動態(tài) ” 作業(yè)方式，甚至可以按照 “ 定位 +放樣 ” 作業(yè)方式，以簡化作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)一體化勘測目標。其實質(zhì)在于擴大 RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍，其關(guān)鍵在于實時GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。如此分段推進，完成全線 外業(yè)數(shù)據(jù)采集，再通過內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，輸出測區(qū)的所有待定點的成果表，并輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖。因此，整個測區(qū)所有點位的 WGS84 測量成果是一個精度均勻 ，絕對可靠的，無需進行任何內(nèi)業(yè)后處理，只要根據(jù)同平面及高程的已知點位匹配情況進行坐標轉(zhuǎn)換與高程擬合，輸出測區(qū)的點位成果表，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標與高程系統(tǒng)輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖，用于輸出修正后的線路模型，并推算出工程的土石方工作量。傳統(tǒng)的中樁放樣是采用全站 儀 (測距儀配合經(jīng)緯儀 )進行放樣。在線路附近埋設(shè)有高等級控制點 ,這些高等級控制點高程已知且精度能滿足規(guī)范要求。測量使用的是經(jīng)緯儀結(jié)合水準尺的方法。 ,進行同樣操作 ,就可計算出兩側(cè)特殊點的高程 ,用來進行橫斷面的設(shè)計。為了解決這些問題 ,可以利用 GPSRTK 的高程數(shù)據(jù)來代替 水準測量數(shù)據(jù) ,從而完成整個水準測量工作。這樣就可以將 WGS84 坐標系轉(zhuǎn)換成當?shù)刈鴺讼?。其?1 個流動站用于放樣中樁 ,并進行定測 ,另兩個流動站置于兩邊測橫斷面的坐標和高程。 ② GPSRTK 作業(yè)的軟件環(huán)境 。 ③ 調(diào)制解調(diào)器的配置（電臺或數(shù)據(jù)鏈） 。公路工程在縱向有時可達到幾百公里，在橫向上卻一般只有幾十米，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬別，長度變形各不相同。 ③ 轉(zhuǎn)換參數(shù)的設(shè)置：選擇控制網(wǎng)中已知的 WGS84 和地方獨立網(wǎng)格坐標以及高程的公共點。要想流動站得到精確的國家或地方坐標和高程，一要在基準站輸人 WGS84 系坐標，二要在流動站輸人 WGS84 坐標系與國家坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)?？蓪?nèi)業(yè)計算出的路線逐樁坐標按相應(yīng) 的數(shù)據(jù)格式導出并輸人到 GPS 內(nèi)。開機后進行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無線電設(shè)置及天線高等輸人工作。 ③ 該法在施測過程中，能實時檢驗質(zhì)量控制指標，因而能實時提供經(jīng)檢驗的成果資料，大大提高了生產(chǎn)效率。移動站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù) ,然后利用 GPS 控制器內(nèi)置的隨機實時數(shù)據(jù)處理軟件與本機采集的 GPS 觀測數(shù)據(jù)組成差分觀測值進行實時處理 ,實時給出待測點的坐標、高程及實測精度 ,并將實測精度與預設(shè)精度指標進行比較 ,一旦實測精度符合要求 ,手薄將提 示測量人員紀錄該點的三維坐標及其精度。數(shù)據(jù)采集時，測點將實時顯示在手簿屏幕上，并提示偏離斷面線的方向和距離，以便操作員糾正斷面點位到斷面線上。由此可繼續(xù)進行下一里程的中線測量，每 20公里進行中樁記錄，由此可實時測得所有里程全部中樁點的三維坐標。每個小組由 4到 5個人組成 ,分別負責 GPSRTK測量、全站儀測量和放樁、持棱鏡、插旗的工作。持棱鏡者根據(jù) GPSRTK指示的斷面方向采集斷面特征點。 GPSRTK 斷面測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的幾種軟件 ? 南方 CASS 軟件 ： 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 24 為了滿足項目規(guī)劃、工程建設(shè)的需求和區(qū)域地形控制的需要。 CASS 地形地籍成圖軟件系統(tǒng)是基于 AutoCAD 平臺技術(shù)的數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) ,目前在地形地籍成圖、工程測量、房產(chǎn)測繪、空間數(shù)據(jù)建庫等領(lǐng)域已得到廣泛地應(yīng)用 ,同時還可以利用此軟件進行土方量的計算、公路設(shè)計、面積量算等工作。 ②在道路線形設(shè)計中，緯地軟件能夠設(shè)計出各種復合曲線，同時能很好的處理線路的斷鏈問題。同時 對超限數(shù)據(jù)及在外業(yè)采集時誤操作記錄的數(shù)據(jù)進行刪除 ,對點位不能滿足計算要求的區(qū)域進行補測。 在這個過程中充分運用南方CASS 軟件自動生成等高線的功能， 在大幅提高工作效率的同時 ,還降低了作業(yè)員的勞動強度 ,提高了地形圖的成圖精度 ,為地形圖的繪制工作帶來了極大的便利 ,從而使經(jīng)濟效益和社會效益得到顯著提高。 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 25 圖 41 將 GPS 導出 CASS 格式文件 圖 42 導入 CASS 并保存為 DWG 格式 圖 43 建立 DTM 三角網(wǎng) 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 26 圖 44 繪制等高線 自動生成等高線。 ④對于繪制公路設(shè)計線時，緯地也是批量繪出 ⑤緯地軟件斷面內(nèi)插數(shù)據(jù)格式（文本格式）能夠和很多軟件數(shù)據(jù)格式兼容或者轉(zhuǎn)化，通用性強大。該軟件的推出 ,大大簡化了地形圖和斷面圖的繪制工作 ,被廣大用戶接受和認可 ,其用戶量、升級速度及售后服務(wù)在同等功能的軟件中均名列前茅 ,目前已成為我國測繪行業(yè)繪制地形圖所使用的一種主流軟件。我國建設(shè)發(fā)展的需求 ,也帶動了我國測繪行業(yè)和測繪技術(shù)的不斷發(fā)展 ,數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。此時可用全站儀自由設(shè)站法或極坐標法與 GPSRTK 結(jié)合測量縱斷面的地形特征點。放樁者在實地用木樁標定中樁位置 ,用紅漆寫上里 程樁號和點的特征 (如 K1+ ZY),并做好記錄。相對的地勢平坦區(qū)，只采集必要的主要邊界點即可，并在現(xiàn)場繪制草圖 ,以便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。 斷面測量的外業(yè)實施 測量開始前，要進行對點的校核，找準控制點（至少三個），即開始進行中線測量工作 [4]。實時動態(tài)差分GPSRTK 由基準站、流動站和實時動態(tài)差分軟件系統(tǒng)三部分組成，在 RTK 作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站，流動站不僅要通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS 觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，只要能跟蹤并保持接收到四顆以上衛(wèi)星的相位觀測值和必要的幾何圖形，流動站則可以實時給出 cm級定位結(jié)果。 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 22 第 4章 GPSRTK在公路斷面測量中的應(yīng) 用 技術(shù)測量斷面的原理 RTK 系統(tǒng)由基準站和流動站組成。 ? 總結(jié) ： ① 研究表明由于載波相位測量、差分處理技 術(shù)、整周未知數(shù)、快速求解技術(shù)以及移動數(shù)據(jù)通信技術(shù)的融合，使 RTK 在精度、速度、實時性上達到了完滿的結(jié)合，并使得 RTK 定位技術(shù)大大擴展了它的應(yīng)用范圍。也可將路線直曲要素中的起訖樁號、半徑、 A 值等輸人到 GPS 的道路編輯軟件中進行編輯，這樣在 GPS內(nèi)部生成路線線位后，就可以利用 GPS 內(nèi)的道路放樣軟件進行放樣，外業(yè)過程中GPS 可以實時顯示出測點樁號或偏差。衛(wèi)星的幾何分越好，定位精度就越高，根據(jù)預測結(jié)果合理安排工作計劃。從 RTK 定位原理可知。 ② 高程控制側(cè)量： GPS 測得的大地高屬于 WGS84 系統(tǒng)，因此必須采用高程擬合的方法，來求得正常高。 ? RTK 在公路中線測量中的作業(yè)流程 ： ① 建立測區(qū)平面控制網(wǎng)：根據(jù)測區(qū)范圍，用 GPS 靜態(tài)測量方法建立測區(qū)控制網(wǎng)，相鄰點間間距 3~5 公里，并與國家點聯(lián)測。同時，這個軟件還應(yīng)繼續(xù)支持原有的各種靜態(tài)、動態(tài)及GPSRTD 作業(yè)模式。 傳統(tǒng)公路斷面測量方法與現(xiàn)測量方法的比較 為了體現(xiàn) GPSRTK 一次性測量過程的優(yōu)勢 ,將 GPSRTK 一次性測量與傳統(tǒng) 測量進行了比較 ,結(jié)果見下表 ： 表 31 比較結(jié)果 比較內(nèi)容 GPSRTK 測量 傳統(tǒng) 測量 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 20 技術(shù)人員 8人 15人 工作進度 5~7(km/d) 2~3(km/d) 工作環(huán)境 白天和夜晚皆可 ,上方應(yīng)無遮擋物 白天且可見度較好 作業(yè)模式 中樁放樣和縱橫斷面測量同步完成 ,便于調(diào)度 中樁放樣和縱橫斷面測量各自分步完成 ,不利于調(diào)度 作業(yè)精度 滿足縱橫斷面設(shè)計精度要求 滿足縱橫斷面設(shè)計精度要求 在公路斷面測量中的實際應(yīng)用 ? GPSRTK 的技術(shù)條件 ： ① GPSRTK 作業(yè)的硬件條件 。檢核正確后即可進行 。坐標轉(zhuǎn)換的一般步驟是先選定橢球 ,設(shè)定轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù) ,然后輸入控制點坐標進行轉(zhuǎn)換 。但是如果抄平組和橫斷面組速度跟不上 ,會導致 3 個流程脫節(jié) ,不利于統(tǒng)一指揮和調(diào)度。 ,在此方向上地形變化的地方立水準尺 ,記錄和讀數(shù) 。 ? 用經(jīng)緯儀結(jié)合水準尺測線路橫斷面。 ? 用水準儀進行抄平工作 ,測線路縱斷面。 傳統(tǒng)公路斷面測量方法與現(xiàn)測量方法的比較及實際應(yīng)用 傳統(tǒng)公路斷面測量方法與流程 公路的縱橫斷面設(shè)計需要進行中樁放樣和縱橫斷面測量。該作業(yè)方式的效率同樣在于實時GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。 ? 實施 “ 定位 +放樣 ” 的一體化作業(yè)方式 ： 該作業(yè)方式是將公路勘測工作分為定位作業(yè)和放樣作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。靜態(tài)作業(yè)是利用 GPS 技術(shù)建立全線基礎(chǔ)控制網(wǎng)，提供高精度的框架，并為動態(tài)作業(yè)提供轉(zhuǎn)換參數(shù)；動態(tài)作業(yè)就是利用 RTK 技術(shù)，分段測量放樣。通過專用繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖來。我們知道，道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上完成定線后，勘測人員需要將公路中線在實地上標定出來。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，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。這種方法工作量大，速度慢，花費時間長。 RTK 測量包含有三維信息，可用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣以及縱橫斷面測量。近十多年來，由于 GPS 定位技術(shù)在公路勘測系統(tǒng)中的普及，測量iiiii LL BdBB ?? ????? ? ? ?iiii yxLB ????? ,黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業(yè)論文 17 作業(yè)人員的勞動強度有所減輕，但是整個野外作業(yè)步驟并沒有太大的觸動，因而作業(yè)周期仍無顯著的縮短。要實現(xiàn)這一總體目標，關(guān)鍵還在于要首先實現(xiàn)公路勘測的一體化。 第 3 章 公路斷面測量 公路斷面測量的現(xiàn)狀 實現(xiàn)測量方式的自動化、一體化、一直是測繪工作者追求的目標。式中各符號的意義 ! 此處 : 0,0 00 ?? dLdB ；同時可設(shè) : 0/ ?sds 而 : 000 AAdA ?? 其中 : 0A 為地面網(wǎng)原點至起始方位點的大地方角 , 0A 為 GPS 網(wǎng)在相應(yīng)方位上的大地方位角。 坐標轉(zhuǎn)換中協(xié)因數(shù)陣的轉(zhuǎn)換 (1)、 將空間直角坐標的協(xié)因數(shù)陣 XQ 轉(zhuǎn)化為大地坐標的協(xié)因數(shù)陣 BQ 因有 : ? ? ? ?TT dZdYdXAdHdLdB , ?? 則有： TXB AQAQ ??? (2)、 將大地坐標的協(xié)因數(shù)陣 BQ 轉(zhuǎn)化為高斯平面直角坐標的協(xié)因數(shù)陣 GQ 因有： ? ? ? ?TT dLdBBdYdX , ?? 則有： TBG BQBQ ??? (3)、 直接由 空間直角坐標的協(xié)因數(shù)陣 XQ 計算高斯平面直角坐標的協(xié)因數(shù)陣GQ TXG CQCQ ??? 式中， ABC ?? 簡化之有： 當只有一個重合點時的坐標轉(zhuǎn)換 在 GPS 網(wǎng)中只具有一個重合點時 ,可以僅設(shè)三個平移參數(shù) ,并利用重合點的雙重坐標 ,即重合點在 WGS－ 84 坐標系的