【正文】 則 ................................................................................. 21 外業(yè)觀測(cè) ............................................................................................................. 22 第四章 RTK 在高速公路測(cè)量中的應(yīng)用 ............................................................................................. 25 4． 1 概述 ................................................................................................................................... 25 4． 2 RTK 測(cè)量的特點(diǎn) .......................................................................................................... 26 4． 3 RTK 在高速公路測(cè)量中的應(yīng)用 ..................................................................................... 27 4． 3． 1 繪制大比例尺地形圖 ........................................................................................ 27 4． 3． 2 道路中線放樣 .................................................................................................. 27 4． 3． 3 道路的橫、 縱斷放樣和土石方量計(jì)算 ............................................................. 27 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與高程計(jì)算 .................................................................................................... 28 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 ............................................................................................................. 28 高程系統(tǒng)與高程轉(zhuǎn)換 ............................................................................................. 29 第五章 工程實(shí)例應(yīng)用 .................................................................................................................... 30 測(cè)區(qū)位置及概況 ............................................................................................................. 30 首級(jí) GPS 平面控制網(wǎng)的布設(shè) ........................................................................................... 30 RTK 施工測(cè)量 ................................................................................................................. 32 第六章 總結(jié)與展望 ....................................................................................................................... 34 致 謝 ............................................................................................................................................ 35 參考文獻(xiàn)： ................................................................................................................................... 36 第一章 緒論 研究背景 按 1997 年我國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTJ00197》，把公路劃分為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路五個(gè)等級(jí)。 研究的目的與意義 GPS 導(dǎo)航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)著稱。同時(shí)，對(duì)于我也是一種思考與學(xué)習(xí)，更加深入與深刻的理解測(cè)繪工作在高速公路建設(shè)中的方法內(nèi)容與重要意義，為以后的工作奠定了理論基礎(chǔ)，做好了準(zhǔn)備。 第五是竣工測(cè)量。在各分帶交界處，應(yīng)布設(shè)一對(duì)通視的 GPS 點(diǎn)。 在測(cè)設(shè) GPS 控制網(wǎng)時(shí)， GPS 控制網(wǎng)應(yīng)同附近等級(jí)高的國(guó)家平面控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于 3 個(gè)，并力求分布均勻，且能控制本控制網(wǎng)。 3 177。 20 L 177。 根據(jù)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(biāo)出其走向和大概位置，并在擬定的線路轉(zhuǎn)向點(diǎn)和長(zhǎng)直線的轉(zhuǎn)向處插上標(biāo)旗，為導(dǎo)線測(cè)量及各專業(yè)調(diào)查指明方向。初測(cè)導(dǎo)線水平角可用 DJ2 及 DJ6 經(jīng)緯儀以測(cè)回法測(cè)量，觀測(cè)一測(cè)回。 3．高程測(cè)量 初測(cè)高程測(cè)量主要有基平測(cè)量和中平測(cè)量，基平測(cè)量是沿線路布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，作為線路高程控制網(wǎng)；中平測(cè)量是測(cè)定沿線各導(dǎo)線點(diǎn)、百米樁及加樁點(diǎn)的高程，用以繪制線路縱斷面圖和專業(yè)調(diào)查。應(yīng)不遠(yuǎn)于 30Km 聯(lián)測(cè)一次 ，構(gòu)成符合水準(zhǔn)線路，其高程允許閉合差為 ? 30 L mm（ L 為符合水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，單位 Km）。 表 21 帶狀地形圖測(cè)規(guī)規(guī)定 測(cè)圖比例尺 導(dǎo)線每側(cè)的測(cè)繪寬度 /m 等高線間距 /m 最大視線長(zhǎng)度 /m 一般 地段 困難 地段 垂直角 12176。 （ 1）撥角放線法。 定 設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)， 正倒鏡的點(diǎn)位橫向誤差每 100m距離不應(yīng)大于 5mm；當(dāng)點(diǎn)間距離大于 400m時(shí)，最大點(diǎn)位橫向誤差不應(yīng)大于 20mm，在限差范圍內(nèi)分中定點(diǎn)。全站儀極坐標(biāo)法放樣簡(jiǎn)單靈活，適用于中線通視差的測(cè)區(qū)，但放樣工作量大，放樣到實(shí)地上的中線相對(duì)精度不高，并且由于用初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)直接定測(cè)各放樣的位置。 2．中樁測(cè)量 公路中樁也稱為里程樁，從線路的起點(diǎn)開(kāi)始，需沿線路方向在地面上設(shè)置整樁和加樁，這項(xiàng)工作稱為中樁測(cè)設(shè)。地物加樁，是指沿中線有人工構(gòu)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(zhì)變化處加設(shè)的里程樁。 3．水準(zhǔn)測(cè)量 定測(cè)階段的水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方法及精度要求同初測(cè)階段，其基平測(cè)量應(yīng)盡量采用初測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將水準(zhǔn)儀置于測(cè)站上，首先讀取后、前兩轉(zhuǎn)點(diǎn)（ TP）的尺上讀數(shù)，再讀取兩轉(zhuǎn)點(diǎn)間所有中 樁地面點(diǎn)的尺上讀數(shù)，這些中樁點(diǎn)稱為中間點(diǎn)，中間點(diǎn)的立尺由后視點(diǎn)立尺人員來(lái)完成。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。高差為正號(hào)表示升坡，負(fù)號(hào) 表示降坡。圖 5218 為經(jīng)橫斷面設(shè)計(jì)后，在地面線上、下繪有標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面的圖形。 GPS 衛(wèi)星的主要功能為 : (1)接收和存儲(chǔ)由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信號(hào)；接收并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令。 (3)注入站 注入站有三個(gè)，它們的任務(wù)是 :在衛(wèi)星通過(guò)其上空時(shí)，把導(dǎo)航信息注入給衛(wèi)星。 3)實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位 利用 GPS 進(jìn)行導(dǎo)航定位， 1秒即可完成一次定位，這對(duì) 高動(dòng)態(tài)用戶尤為重要。 (2)相對(duì)定位 在兩個(gè)或若干個(gè)測(cè)量站上，設(shè)置 GPS 接收機(jī)，同步跟蹤觀測(cè)相同的 GPS 衛(wèi)星，測(cè)定它們之間相對(duì)位置，稱為相對(duì)定位。 (2)動(dòng)態(tài)定位 若待定點(diǎn)相對(duì)于地固坐標(biāo)系有顯著的運(yùn)動(dòng)，則這樣的點(diǎn)的定位稱為動(dòng)態(tài)定位。其平面控制測(cè) 量往往采用導(dǎo)線形式，這包括附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線等導(dǎo)線網(wǎng)形式。在這些地區(qū)進(jìn)行路線測(cè)量作業(yè)，往往在 50km 以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測(cè)點(diǎn)。 GPS 網(wǎng)的精度要求，主要取決于公路等級(jí)對(duì)控制網(wǎng)的要求 GPS 測(cè)量按其精度劃分為 A, B, C, D, E 五級(jí)，工程測(cè)量中一般采用 C, D, E 三級(jí)，其精度指標(biāo)應(yīng)符合表 規(guī)定。作為閉合環(huán)的特例，在公路導(dǎo)線測(cè)量中還可采用所謂的附合線路。各等級(jí)控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間的弦長(zhǎng)精度用下式表示： σ = [ a2+ ( bd)2]1/ 2 式中 , σ — — — GPS 基線向量的弦長(zhǎng)中誤差 。； (3)測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展； (4)點(diǎn)位選定后，應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記。 ②需要在視標(biāo)的基板上安置天線時(shí)，應(yīng)先卸去砧標(biāo)頂部，將標(biāo)志中心投影到基板上，然后 以投影點(diǎn)安置天線，投影點(diǎn)示誤三角形的最長(zhǎng)邊或示誤四邊形的長(zhǎng)對(duì)角線不得大于5mm。方向上分別量取的天線高．二次量取結(jié)果差須小于 3mm，取其平均值記入測(cè)量手簿，并在各時(shí)段前后分別量取一次。 ⑥每時(shí)段觀測(cè)開(kāi)始時(shí)與結(jié)束前各記錄一次觀測(cè)衛(wèi)星號(hào)、天氣狀況、實(shí)時(shí)定位經(jīng)緯度和大地高、 PDOP 值等。 3)觀測(cè)記錄 外業(yè)觀測(cè)過(guò)程中，所有的觀測(cè) 數(shù)據(jù)和資料部應(yīng)妥善記錄。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位 (RTK)系 統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成 ,建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證。 2． 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng) RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) ,RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn) 站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù) （ 偽距觀測(cè)值、相位觀測(cè)值 ） 及已知數(shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)站接收機(jī) ,為把基準(zhǔn)站的信息及觀測(cè)數(shù)據(jù)一并同時(shí)傳輸?shù)揭苿?dòng)站 ,并與移動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理 ,必 須配置高質(zhì)量的無(wú)線通訊設(shè)備 無(wú)線信號(hào)調(diào)制解調(diào)器 。 4． 2 RTK測(cè)量的特點(diǎn) 1． RTK測(cè)量技術(shù)保留了所有經(jīng)典的 GPS功能。在 RTK測(cè)量中 ,盡管初始化時(shí)間和長(zhǎng)短受到跟蹤觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)、幾何圖形強(qiáng)度、多路徑效應(yīng)、電離層干擾等諸多因素影響 ,但已可在數(shù)分鐘之內(nèi)完成。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖 ,先要建立控制點(diǎn) ,然后進(jìn)行碎部測(cè)量 ,繪制成大比例尺地形圖。放樣時(shí) ,我們只要先輸入各主控點(diǎn)樁號(hào) ,然后輸 入起終點(diǎn)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(lái)完成。而且必要時(shí) ,可用動(dòng)態(tài) GPS 到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合 ,這與傳統(tǒng)方法相比 ,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用 ,前景又廣闊。y? ，距離 2239。x x xy y y??? ??? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? （ 8） 若對(duì)任一點(diǎn) i， GPS測(cè)得的 WGS— 84 坐標(biāo)為（ Xi,Yi,Zi），投影后的平面坐標(biāo)為（ 39。11iiy y y? ? ? ，其相應(yīng)的線路坐標(biāo) ( ,iixy)的計(jì)算如下： 39。 如果已有多個(gè) GPS 水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)，則可用最小二乘法求得擬合系數(shù) i? 為： 1()T TA A A???? 工路工程在縱向有時(shí)可達(dá)到幾百公里，在橫向上卻一般只有幾十米，在 GPS高程轉(zhuǎn)換過(guò)程中若是利用所有點(diǎn)建立統(tǒng)一的擬合公式于整個(gè)測(cè)區(qū)，由于線路在某個(gè)方向上伸展的范圍較大，其高程異常的變化也就復(fù)雜得多，因此無(wú)論采用何種擬合算法其整體擬合的精度都不會(huì)很高 。35′（線路最南端）～ 23186。 首級(jí) GPS 平面控制網(wǎng)的布設(shè) 應(yīng)用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行路線控制測(cè)量 , GPS接收機(jī)是完成任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備 , 用于測(cè)量工作的 GPS接收機(jī)稱測(cè)地型接收機(jī) , 使用時(shí)必須對(duì)其性能與可靠性進(jìn)行檢驗(yàn) , 檢驗(yàn)內(nèi)容包括一般性檢驗(yàn)、通電檢驗(yàn)和實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。 2. 沿甲方劃定的勘測(cè)線路每 5Km 左右布設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)；大型隧道進(jìn)出口、大橋、特大橋兩端各埋設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)，當(dāng)隧道與橋梁、隧道與隧道、橋梁與橋梁間所布設(shè)四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的距離可以滿足一級(jí)導(dǎo)線布設(shè)時(shí)，中間可不再加點(diǎn)；在植被茂密的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加 GPS 對(duì)點(diǎn)；四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的點(diǎn)間 距離一般為 500～ 1000米。路線所經(jīng)地區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，橋梁、隧道等大型構(gòu)造物較多。24′（線路最西端）～