【正文】 山野或無(wú)人區(qū)內(nèi)找到自己的目的地。該系統(tǒng)利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在美國(guó) ，單單是 汽車 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng) ， 2020 年后的市場(chǎng)將達(dá)到 30億美元，而在我國(guó)， 汽車導(dǎo)航 的市場(chǎng)也將達(dá)到 50億元人民幣。這種方法在測(cè)量過(guò)程中能實(shí)時(shí)獲得定位精度。由于每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立完成的 ， 不會(huì)產(chǎn)生累積誤差 ， 各點(diǎn)放樣精度趨于一致。隨著動(dòng)態(tài) GPS 測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展、完善 ， 將更加充分的顯示出這一技術(shù)的高精度和高效益 ， 它會(huì)為公路工程建設(shè)的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮更大的作用 。 RTK 可進(jìn)行多種測(cè)量?jī)?nèi)、黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 7 外業(yè)工作。 RTK 耗電量較大 ,需要多個(gè)大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè) ,在電力供應(yīng)缺乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)作業(yè)受到限制。 RTK 技術(shù)是 GPS 定位技術(shù)的一個(gè)新的里程牌 ,它不僅具有 GPS技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn) ,而且可以實(shí)時(shí)獲得觀測(cè)結(jié)果及精度 ,大大提高了作業(yè)效率并開拓了 GPS 新的應(yīng)用領(lǐng)域。中國(guó)高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，一直在努力探索和發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 動(dòng)態(tài)測(cè)量模式分為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量模式和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量模式，而實(shí) 時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量模式又分為 DGPS和 RTK方式。 實(shí)際工作中的 GPS測(cè)量可劃分為方案設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三個(gè)階段。 橫斷面點(diǎn)測(cè)量，在已知中樁的垂直方向上，移動(dòng)流動(dòng)站依次至此樁的橫斷面方向地形變化點(diǎn)處，在距中線左右各 20范圍內(nèi)測(cè)出中線垂直方向上點(diǎn)的三維坐標(biāo)，為繪制橫斷面需求，保持左右方向上的點(diǎn)大致在一個(gè)方向上，并根據(jù)實(shí)際地形的變化走勢(shì)，在地形復(fù)雜的溝、渠、坎、土堆、坑、塘等加密測(cè)量特征點(diǎn) ,特征點(diǎn)最好高低、上下對(duì)應(yīng)。其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)參數(shù)為 : 長(zhǎng)半軸： a = 6378140m； 扁率：α = 1/= 四、 2020 國(guó)家大地坐標(biāo)系 2020 國(guó)家大地坐標(biāo)系是全球 地心坐標(biāo)系 在我國(guó)的具體體現(xiàn)，其原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的 質(zhì)量中心 。 布爾薩（ Bursa）模型亦可寫成如下形式： ? ?TZYXKZYXR ??????? ? ? 。 8)、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換也可在 GPS 網(wǎng)進(jìn)行約束平差時(shí)或聯(lián)合平差時(shí)一起進(jìn)行 ,平差計(jì)算的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。式中各符號(hào)的意義 ! 此處 : 0,0 00 ?? dLdB ；同時(shí)可設(shè) : 0/ ?sds 而 : 000 AAdA ?? 其中 : 0A 為地面網(wǎng)原點(diǎn)至起始方位點(diǎn)的大地方角 , 0A 為 GPS 網(wǎng)在相應(yīng)方位上的大地方位角。要實(shí)現(xiàn)這一總體目標(biāo)，關(guān)鍵還在于要首先實(shí)現(xiàn)公路勘測(cè)的一體化。 RTK 測(cè)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(cè)量。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，采集速度快，因此大大降低了測(cè)圖難度，既省時(shí)又省力，非常實(shí)用。我們知道，道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。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(dòng)態(tài)作業(yè)提供轉(zhuǎn)換參數(shù)；動(dòng)態(tài)作業(yè)就是利用 RTK 技術(shù)，分段測(cè)量放樣。該作業(yè)方式的效率同樣在于實(shí)時(shí)GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。 ? 用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作 ,測(cè)線路縱斷面。 ,在此方向上地形變化的地方立水準(zhǔn)尺 ,記錄和讀數(shù) 。坐標(biāo)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(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與現(xiàn)測(cè)量方法的比較 為了體現(xiàn) GPSRTK 一次性測(cè)量過(guò)程的優(yōu)勢(shì) ,將 GPSRTK 一次性測(cè)量與傳統(tǒng) 測(cè)量進(jìn)行了比較 ,結(jié)果見下表 ： 表 31 比較結(jié)果 比較內(nèi)容 GPSRTK 測(cè)量 傳統(tǒng) 測(cè)量 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 技術(shù)人員 8人 15人 工作進(jìn)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(wú)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(cè)量同步完成 ,便于調(diào)度 中樁放樣和縱橫斷面測(cè)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(jì)精度要求 滿足縱橫斷面設(shè)計(jì)精度要求 在公路斷面測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用 ? GPSRTK 的技術(shù)條件 ： ① GPSRTK 作業(yè)的硬件條件 。 ? RTK 在公路中線測(cè)量中的作業(yè)流程 ： ① 建立測(cè)區(qū)平面控制網(wǎng)：根據(jù)測(cè)區(qū)范圍，用 GPS 靜態(tài)測(cè)量方法建立測(cè)區(qū)控制網(wǎng)，相鄰點(diǎn)間間距 3~5 公里，并與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)。從 RTK 定位原理可知。也可將路線直曲要素中的起訖樁號(hào)、半徑、 A 值等輸人到 GPS 的道路編輯軟件中進(jìn)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(jìn)行放樣，外業(yè)過(guò)程中GPS 可以實(shí)時(shí)顯示出測(cè)點(diǎn)樁號(hào)或偏差。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 第 4章 GPSRTK在公路斷面測(cè)量中的應(yīng) 用 技術(shù)測(cè)量斷面的原理 RTK 系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成。 斷面測(cè)量的外業(yè)實(shí)施 測(cè)量開始前，要進(jìn)行對(duì)點(diǎn)的校核，找準(zhǔn)控制點(diǎn)（至少三個(gè)），即開始進(jìn)行中線測(cè)量工作 [4]。放樁者在實(shí)地用木樁標(biāo)定中樁位置 ,用紅漆寫上里 程樁號(hào)和點(diǎn)的特征 (如 K1+ ZY),并做好記錄。我國(guó)建設(shè)發(fā)展的需求 ,也帶動(dòng)了我國(guó)測(cè)繪行業(yè)和測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展 ,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 ④對(duì)于繪制公路設(shè)計(jì)線時(shí)，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(qiáng)大。 在這個(gè)過(guò)程中充分運(yùn)用南方CASS 軟件自動(dòng)生成等高線的功能， 在大幅提高工作效率的同時(shí) ,還降低了作業(yè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,提高了地形圖的成圖精度 ,為地形圖的繪制工作帶來(lái)了極大的便利 ,從而使經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到顯著提高。 ②在道路線形設(shè)計(jì)中，緯地軟件能夠設(shè)計(jì)出各種復(fù)合曲線，同時(shí)能很好的處理線路的斷鏈問(wèn)題。 GPSRTK 斷面測(cè)量?jī)?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(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 為了滿足項(xiàng)目規(guī)劃、工程建設(shè)的需求和區(qū)域地形控制的需要。每個(gè)小組由 4到 5個(gè)人組成 ,分別負(fù)責(zé) GPSRTK測(cè)量、全站儀測(cè)量和放樁、持棱鏡、插旗的工作。數(shù)據(jù)采集時(shí)，測(cè)點(diǎn)將實(shí)時(shí)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(diǎn)位到斷面線上。 ③ 該法在施測(cè)過(guò)程中，能實(shí)時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量控制指標(biāo)，因而能實(shí)時(shí)提供經(jīng)檢驗(yàn)的成果資料，大大提高了生產(chǎn)效率?？蓪?nèi)業(yè)計(jì)算出的路線逐樁坐標(biāo)按相應(yīng) 的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出并輸人到 GPS 內(nèi)。 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(dú)立網(wǎng)格坐標(biāo)以及高程的公共點(diǎn)。 ③ 調(diào)制解調(diào)器的配置（電臺(tái)或數(shù)據(jù)鏈） 。其中 1 個(gè)流動(dòng)站用于放樣中樁 ,并進(jìn)行定測(cè) ,另兩個(gè)流動(dòng)站置于兩邊測(cè)橫斷面的坐標(biāo)和高程。為了解決這些問(wèn)題 ,可以利用 GPSRTK 的高程數(shù)據(jù)來(lái)代替 水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù) ,從而完成整個(gè)水準(zhǔn)測(cè)量工作。測(cè)量使用的是經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺的方法。傳統(tǒng)的中樁放樣是采用全站 儀 (測(cè)距儀配合經(jīng)緯儀 )進(jìn)行放樣。如此分段推進(jìn)，完成全線 外業(yè)數(shù)據(jù)采集，再通過(guò)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，輸出測(cè)區(qū)的所有待定點(diǎn)的成果表，并輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖。 雖然公路勘測(cè)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(dòng)態(tài) ” 作業(yè)方式，甚至可以按照 “ 定位 +放樣 ” 作業(yè)方式，以簡(jiǎn)化作業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一體化勘測(cè)目標(biāo)。第一種是根據(jù)現(xiàn)有的各種線形中 樁坐標(biāo)計(jì)算公式或?qū)Ｓ霉酚?jì)算軟件，計(jì)算出公路中線上的各樁點(diǎn)的坐標(biāo) [3]，然后將中樁點(diǎn)坐標(biāo)傳輸?shù)?GPS 控制手簿中，建立以點(diǎn)號(hào)為標(biāo)識(shí)符的公路放樣文件，個(gè)別加樁點(diǎn)的坐標(biāo)以手工輸入法輸入手簿。僅需 1 人背著流動(dòng)站 GPS 接收機(jī)在待測(cè)的地物地貌等碎部點(diǎn)上采集 1 分鐘左右，并通過(guò) RTK 操作手簿輸入碎部點(diǎn)的特征編碼及屬性信息，即可實(shí)時(shí)地得到碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 GPSRTK 技術(shù)在公路勘測(cè)方面主要用于低等級(jí)控制點(diǎn)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(cè)量等方面。全站儀存在的弱點(diǎn)，正好是 GPS 定位技術(shù)的長(zhǎng)處隨著 GPSRTK 系統(tǒng)的問(wèn)世，使得作業(yè)員可以現(xiàn)場(chǎng)獲取測(cè)點(diǎn)厘米級(jí)精度的三維坐標(biāo)，這就為測(cè)量方式一體化的實(shí)現(xiàn)提供了可能。GD ZYXZYXZYX???????????????????????????????????。 6)、對(duì)于一個(gè) GPS網(wǎng)所求出的七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù) ,其具有時(shí)間性和區(qū)域性。?? ?????LLaNdNdadaaa黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 12 GPS 定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 利用重合點(diǎn)坐標(biāo)將 GPS 點(diǎn)在 WGS－ 84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為某國(guó)家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo) 所有 GPS網(wǎng)點(diǎn)于 WGS－ 84 坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)： ? ? ? ? GG ZYXHLB , ? 網(wǎng)中的重合點(diǎn)同時(shí)也有在某國(guó)家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo) : ? ? ? ? ? ? DDD ZYXHLByx , ?? 其中 : ? ?ZYX ??? , 為平移三參數(shù)； ),( ZYX ??? 為旋轉(zhuǎn)三參數(shù)； k 為尺度比參數(shù)。 二、 1954 年北京坐標(biāo)系 1954年北京坐標(biāo)系是前蘇聯(lián) 1942年坐標(biāo)系 的延伸 ,其大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)的普爾黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 11 科沃 ,與之相應(yīng)的橢球?yàn)榭死鞣蛩够鶛E球。 中線測(cè)量，測(cè)量時(shí)選路線前進(jìn)方向進(jìn)行變化位置放置流動(dòng)站，每一個(gè)里程為一段分隔距離，由已知控制點(diǎn)，流動(dòng)站手簿軟件即可顯示此點(diǎn)距離中樁偏移距離及實(shí)際高程，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)，移動(dòng)流動(dòng)站至地形變化點(diǎn)的中樁位置，偏值精度到正負(fù) 5cm，即可打樁并記錄樁號(hào)、高程。修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給移動(dòng)站，改正移動(dòng)站的接收載波相位，再求解三維坐標(biāo)；差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給移動(dòng)站，進(jìn)行求差解 算三維坐標(biāo) 。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 9 第 2章 GPSRTK測(cè)量相關(guān)概念 RTK測(cè)量技術(shù)是經(jīng)載波相位測(cè)量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測(cè)量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分 GPS測(cè)量技術(shù)。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括 5 顆靜止軌道衛(wèi)星和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若 干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。 基準(zhǔn)站點(diǎn)位精度平均在 3cm 之內(nèi) 。同時(shí)注意選擇作業(yè)時(shí)間。 RTK 測(cè)量不要求基準(zhǔn)站、移動(dòng)站間光學(xué)通視 , 只要求滿足 “電磁波 ”通視 , 因此和傳統(tǒng)測(cè)量相比 , RTK 測(cè)量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制小 , 在傳統(tǒng)測(cè)量看來(lái)難于開展作業(yè)的地區(qū) , 只要能滿足 RTK 的基本工作條件 , 它也能進(jìn)行快速高精度定位 , 使測(cè)量工作變得更容易更輕松。 ? 施工測(cè)量 ： 動(dòng)態(tài) GPS系統(tǒng)既有良好的硬件 ， 也有極其豐富的軟件可選擇。 ? 道路的中線測(cè)設(shè) ： 設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后 ， 需將公路在地面標(biāo)定出來(lái)。對(duì)大型建筑物 ， 如特大橋 、隧道、互通式立交等進(jìn)行控制 ， 宜用靜態(tài)測(cè) 量 ?？梢?， GPS 定位技術(shù)已經(jīng)使測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷了一場(chǎng)深刻的變革，從而 進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。美國(guó)海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 。 ? 其他方面 ： 衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)可與無(wú)線電通信機(jī)結(jié)合，這種融合產(chǎn)生的意義是非常深 遠(yuǎn)的。這樣做不但工作量大，浪費(fèi)大量的人力、物力，且測(cè)量結(jié)果精度還較低。常規(guī)方法通常是先布設(shè)或加密控制點(diǎn)，然后依據(jù)這些點(diǎn)，測(cè)定地物點(diǎn)和地形點(diǎn)在圖上的位置并按照一定的規(guī)律和符號(hào)繪制成平面圖。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在 WGS84 大地 坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知 。 C/A碼頻率 ,重復(fù)周期一毫秒，碼間距 1 微秒，相當(dāng)于 300m； P碼頻率 ，重復(fù)周期 天，碼間距 微秒，相當(dāng)于 30m。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的 目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。如果某地面 站發(fā)生故障 ,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間 ,但導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。一組稱為 P 碼 (Procise Code 10123MHz),P 碼因頻率較高 ,不易受干擾 ,定位精度高 ,因此受美國(guó)軍方管制 ,并設(shè)有密碼 ,一般民間無(wú)法解讀 ,主要為美國(guó)軍方服務(wù)。對(duì)于物理點(diǎn)的放樣已經(jīng)不再僅僅是采用測(cè)角和量距，而是借助 GPS 導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)來(lái)確定地面點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。 關(guān)鍵詞 : GPSRTK； 公路 斷面測(cè)量； GPS控制網(wǎng) ；南方 CASS；緯地 軟件