【正文】 衛(wèi)星定位技術進行路線控制測量 , GPS接收機是完成任務的關鍵設備 , 用于測量工作的 GPS接收機稱測地型接收機 , 使用時必須對其性能與可靠性進行檢驗 , 檢驗內容包括一般性檢驗、通電檢驗和實測檢驗。 測區(qū)在 1954 年北京坐標系中高程異常為 + 米，平均曲率半徑 R=6363331 米。35′（線路最南端）～ 23186。路線所經地區(qū)地形、地質條件復雜，橋梁、隧道等大型構造物較多 測區(qū)位置及概況 測區(qū)從云南與廣西交界的羅村口起經富寧縣和廣南縣到硯山縣止，主線全長約225Km。 如果已有多個 GPS 水準聯(lián)測點，則可用最小二乘法求得擬合系數 i? 為： 1()T TA A A???? 工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，在 GPS高程轉換過程中若是利用所有點建立統(tǒng)一的擬合公式于整個測區(qū)，由于線路在某個方向上伸展的范圍較大，其高程異常的變化也就復雜得多，因此無論采用何種擬合算法其整體擬合的精度都不會很高 。無論線路坐標系采用的是國家坐標、 城市坐標或工程獨立坐標，該模型均適用。11iiy y y? ? ? ，其相應的線路坐標 ( ,iixy)的計算如下： 39。 39。x x xy y y??? ??? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? （ 8） 若對任一點 i， GPS測得的 WGS— 84 坐標為（ Xi,Yi,Zi），投影后的平面坐標為（ 39。y? / 39。y? ，距離 2239。 坐標轉換 從 RTK定位原理知，要想流動站得到 精確的國家或地方坐標和高程，一要在基準站輸入 WGS— 84系坐標，二要在流動站輸入 WGS— 84 系與國家坐標系的轉換參數。而且必要時 ,可用動態(tài) GPS 到現場檢測復合 ,這與傳統(tǒng)方法相比 ,既經濟又實用 ,前景又廣闊。橫斷放樣 時 ,先確定出橫斷面形式 (填、 挖、 半填半挖 ) ,然后把橫斷面設計數據輸入到 電子手簿中 (如邊坡坡度、 路肩寬度、 路幅寬度、 超高、 加寬、 設計高 ) ,生成一個施工測設放樣點文件 ,儲存起來 ,并隨時可以到現場放樣測設。放樣時 ,我們只要先輸入各主控點樁號 ,然后輸 入起終點的方位角 a a2 ,直線段距離 D D2 ,緩和曲線距離 LS LS2 ,圓曲線半徑 R ,這樣就可以很輕松放樣了 ,而且一切工作均由 GPS電子手簿來完成。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息 ,而且采集速度快 ,因此大大降低了測圖難度 ,既省時又省力 ,非常實用。用傳統(tǒng)方法測圖 ,先要建立控制點 ,然后進行碎部測量 ,繪制成大比例尺地形圖。 5． 能夠接收到 GPS信號的任何地點 ,全天 24小時均可進行實時 RTK測量放樣。在 RTK測量中 ,盡管初始化時間和長短受到跟蹤觀測的衛(wèi)星數、幾何圖形強度、多路徑效應、電離層干擾等諸多因素影響 ,但已可在數分鐘之內完成。 2． 經典的 GPS測量因不具備實時性 ,而不能有用來放樣 ,放樣工作還得配備傳統(tǒng)的測量儀器 , RTK測量技術彌補了這一缺陷。 4． 2 RTK測量的特點 1． RTK測量技術保留了所有經典的 GPS功能。數據實時處理系統(tǒng)基準站將自身信息與觀測數據 ,通過數據鏈傳輸到移動 站 ,移動站將從基準站接收到的信息與自身采集到的觀測數據組成差分觀測值。 2． 數據實時傳輸系統(tǒng) RTK技術的關鍵在于數據處理技術和數據傳輸技術 ,RTK定位時要求基準 站接收機實時地把觀測數據 （ 偽距觀測值、相位觀測值 ） 及已知數據傳輸給移動站接收機 ,為把基準站的信息及觀測數據一并同時傳輸到移動站 ,并與移動站的觀測數據進行實時處理 ,必 須配置高質量的無線通訊設備 無線信號調制解調器 。實時動態(tài) (RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量 模式 ,兩種定位模式相結合 ,在公路工程中的應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) )前端數據采集。實時動態(tài)定位 (RTK)系 統(tǒng)由基準站和流動站組成 ,建立無線數據通訊是實時動態(tài)測量的保證。 第四章 RTK 在高速公路測量中的應用 4． 1 概述 RTK是實時動態(tài) (Real Time Kinematic) 測量技術的縮寫 , 它是以載波相位觀測量為根據的實時差分測量技術 , 是 GPS 測量技術發(fā)展中的一個新突破， 在公路工程中有廣闊的應用前景。 3)觀測記錄 外業(yè)觀測過程中，所有的觀測 數據和資料部應妥善記錄。 ⑨觀測期間，不 得在天線附近 50m 以內使用電臺，不得在天線附近 l0m 以內使用對講機。 ⑥每時段觀測開始時與結束前各記錄一次觀測衛(wèi)星號、天氣狀況、實時定位經緯度和大地高、 PDOP 值等。 ②檢查接收機電源電纜和天線等各項連接無誤后，方可開機。方向上分別量取的天線高．二次量取結果差須小于 3mm，取其平均值記入測量手簿，并在各時段前后分別量取一次。 ⑤天線 集成體上的圓水準氣泡必須居中，沒有圓水準氣泡的天線可調整天線基座腳 螺旋，使在天線互為 120176。 ②需要在視標的基板上安置天線時，應先卸去砧標頂部，將標志中心投影到基板上，然后 以投影點安置天線，投影點示誤三角形的最長邊或示誤四邊形的長對角線不得大于5mm。各種標石的規(guī)格應符合《全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范》。； (3)測站點應選在交通方便的地方，并且便于用其它測量手段聯(lián)測和擴展； (4)點位選定后，應按規(guī)定繪制點之記。 GPS 在高速公路 測量 中的 外業(yè)實施 GPS 在高速公路 測量 中 的外業(yè)實施主要包括 GPS 點位選埋、觀測、數據傳輸及數據預處 理等工作。各等級控制網相鄰點間的弦長精度用下式表示： σ = [ a2+ ( bd)2]1/ 2 式中 , σ — — — GPS 基線向量的弦長中誤差 。 應用 GPS 技術進行路線測量首先應根據工程需要確定 GPS 控制網的等級 , 路線 GPS 控制測量分為一級、二級、三級、四級共 4個等級。作為閉合環(huán)的特例，在公路導線測量中還可采用所謂的附合線路。為滿足用戶的要求， GPS 網的設計原則是 : (1) GPS 網點應盡量與原有地面控制點相重合，重合點一般不應少于 3 個，以便可靠地確定 GPS 網與地面網之間的轉換參數； (2) GPS 網點應考慮與水準點相重合，而非重合點一般應根據要求以水準測量方法聯(lián)測； (3) GPS 網一般應通過獨立邊構成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合路線，以增加檢核條件，提高網的可靠性； (4)為了便于觀測和水準聯(lián)測， GPS 網點應設在視野開闊和容易到達的地方； (5)為了便于公路導線點加密， GPS 網點應盡量靠近公路走向。 GPS 網的精度要求，主要取決于公路等級對控制網的要求 GPS 測量按其精度劃分為 A, B, C, D, E 五級，工程測量中一般采用 C, D, E 三級，其精度指標應符合表 規(guī)定。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)，根本無法實施常規(guī)控制測量。在這些地區(qū)進行路線測量作業(yè)，往往在 50km 以上均找不到導線的聯(lián)測點。這種要求一般在實際作業(yè)中難以達到，往往出現超規(guī)范作業(yè)。其平面控制測 量往往采用導線形式，這包括附合導線、閉合導線、結點導線等導線網形式。并可通過坐標交換將其轉換到工程所需要的空間或平面直角坐標系中。 (2)動態(tài)定位 若待定點相對于地固坐標系有顯著的運動，則這樣的點的定位稱為動態(tài)定位。 動態(tài)定位與靜態(tài)定位 按待定點相對于地固坐標系的運動狀態(tài)來區(qū)分， GPS 定位可以分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩類。 (2)相對定位 在兩個或若干個測量站上，設置 GPS 接收機，同步跟蹤觀測相同的 GPS 衛(wèi)星，測定它們之間相對位置，稱為相對定位。 GPS 采用的坐標系為 WGS84 坐標系 )中的位置，稱為絕對定位。 3)實時導航定位 利用 GPS 進行導航定位， 1秒即可完成一次定位，這對 高動態(tài)用戶尤為重要。 GPS 系統(tǒng)的特點 ： GPS 系統(tǒng)最基本的特點是以“多星、高軌、高頻、測量 — 測距”為體制，以高精度的原子鐘為核心，由此產生以下特點： 1)全球覆蓋連續(xù)導航定位 由于 GPS 有 24 顆衛(wèi)星，而且分布合理，軌道高達 20200km，所以在地球上和近地空間上任何一點，均可同步地觀測 4 顆以上衛(wèi)星，可以實現全球、全天候連續(xù)導航定位。 (3)注入站 注入站有三個，它們的任務是 :在衛(wèi)星通過其上空時，把導航信息注入給衛(wèi)星。 (5)接收地面主控站通過注入站送給衛(wèi)星的調度命令。 GPS 衛(wèi)星的主要功能為 : (1)接收和存儲由地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信號；接收并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令。 1)空間部分 整個 GPS 系統(tǒng)包括 24 顆衛(wèi)星，其中有 21 顆工作衛(wèi)星和 3顆在軌備用衛(wèi)星。圖 5218 為經橫斷面設計后，在地面線上、下繪有標準路基橫斷面的圖形。 （ 3)經緯儀或全站儀法： 在地形復雜、橫坡較陡的地段，可利用經緯儀或全站儀，直接定出橫斷面的方向和橫斷面上各變坡點與中樁點之間的水平距離和高差。高差為正號表示升坡，負號 表示降坡。除每個中樁均應施測外，在大、中橋頭，隧道口，擋土 墻等重點工程地段，可根據需要加密。為了明顯地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大 10 倍或 20 倍。橫斷面圖 則反映了各種因素，用語確定橫斷面的形式、各部分位置和尺寸，并為路基土石方量的計算提供依據。在進行測量時，將水準儀置于測站上，首先讀取后、前兩轉點（ TP）的尺上讀數，再讀取兩轉點間所有中 樁地面點的尺上讀數，這些中樁點稱為中間點，中間點的立尺由后視點立尺人員來完成。 中平測量的任務時測出定測時設置的各中樁高程，為繪制縱斷面圖提供依據。 3．水準測量 定測階段的水準測量作業(yè)方法及精度要求同初測階段，其基平測量應盡量采用初測水準點的高程數據。在釘樁時，對于交點樁、轉點樁、距路線起點每隔 500m 處的整樁、重要地物加樁（如橋、隧道位置樁），以及曲線主點 樁，都要打下方樁樁頂露出地面約 20 ㎝，在其旁邊釘一指示樁），指示樁為板樁。地物加樁，是指沿中線有人工構筑物的地方，如橋梁、涵洞處，路線與其它公路、鐵路、渠道、高壓線等交叉處，拆遷建筑物處，以及土壤地質變化處加設的里程樁。根據不同的線路， 整樁之間的距離也不一樣，一般為 20m、 30m、 50m 等（曲線上根據不同半徑 R，每隔 20m、 10m、 5m）。 2．中樁測量 公路中樁也稱為里程樁，從線路的起點開始，需沿線路方向在地面上設置整樁和加樁，這項工作稱為中樁測設。 GPS RTK 時一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，時目前實時準確地確定待測點位置的最佳方式。全站儀極坐標法放樣簡單靈活，適用于中線通視差的測區(qū)，但放樣工作量大，放樣到實地上的中線相對精度不高，并且由于用初測導線點直接定測各放樣的位置。 （ 2） 支距放線法。 定 設轉點時， 正倒鏡的點位橫向誤差每 100m距離不應大于 5mm；當點間距離大于 400m時，最大點位橫向誤差不應大于 20mm，在限差范圍內分中定點。 根據放線資料，首先置鏡于初測導 線點，撥出計算出的轉向角，定出放樣點到鏡點的距離。 （ 1）撥角放線法。 中線測量是把在帶狀地形圖上設計好的線路中線測設到地面上，并用木樁標定出來。 表 21 帶狀地形圖測規(guī)規(guī)定 測圖比例尺 導線每側的測繪寬度 /m 等高線間距 /m 最大視線長度 /m 一般 地段 困難 地段 垂直角 12176。中平測量允許閉合差為 ? 50 L mm（ L為符合水準路線長度，單位 Km）。應不遠于 30Km 聯(lián)測一次 ，構成符合水準線路，其高程允許閉合差為 ? 30 L mm（ L 為符合水準路線長度，單位 Km）。 基平測量應采用 DS3 級以上的水準儀，按一組往返或兩組單程的水準測量方法施測。 3．高程測量 初測高程測量主要有基平測量和中平測量，基平測量是沿線路布設水準點，作為線路高程控制網；中平測量是測定沿線各導線點、百米樁及加樁點的高程，用以繪制線路縱斷面圖和專業(yè)調查。邊長測量的相對中誤差不應大于 1/2020。初測導線水平角可用 DJ2 及 DJ6 經緯儀以測回法測量，觀測一測回。 （ 3）點位應選在地勢較高、視野開闊、易于保存的地方，以保證前后通視及方便地形″測量。 根據方案研究中在小比例尺地形圖上所選線路位置，在野外用“紅白旗”標出其走向和大概位置，并在擬定的線路轉向點和長直線的轉向處插上標旗，為導線測量及各專業(yè)調查指明方向。 n 為測站數。 20 L 177。 15 L 177。 3 177。當水準測量困難的地段，四五等水準測量可以采用三角高程測量，當采用三角高程測量時，起訖點應為高一個等級的控制點