【正文】 ABSTRACT This paper is a Global Positioning System (GPS) for the measurement of the content of highway projects, the main research will be the Global Positioning System (GPS) RTK technology for the road section survey, and with latitude in the South CASS software and graphics within the industry to calculate Earthwork. An outline of the GPS system, the position of the main features and the status of highway engineering。 論文 還 論述了 GPSRTK與常規(guī) 水準(zhǔn) 儀相結(jié)合，解決 現(xiàn)狀測區(qū)高程擬合的問題。因此， GPS技 術(shù)在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城市測量等測繪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在物探測量工作中廣泛普及及應(yīng)用。 GPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼 ,一組稱為 C/A 碼(Coarse/Acquisition Code11023MHz)。這種注入對每顆 GPS 衛(wèi)星每天一次 ,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。 GPS 系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的 C/A 碼和軍用的 P(Y)碼。 導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測碼、轉(zhuǎn)換碼、第 3數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。 ? 在地籍和房產(chǎn)測繪中的應(yīng)用： 地籍及房地產(chǎn)測量是精確測定土地權(quán)屬界址點(diǎn)位置，同時測繪大比例尺地籍平面圖和房產(chǎn)圖并量算土地和房屋面積，供土地和房產(chǎn)管理部門使 用。以往的地質(zhì)測量工作主利用傳統(tǒng)手段如經(jīng)緯儀、全站儀等測量儀器進(jìn)行人工測量，然后在室內(nèi)整理計算得到最終 結(jié)果。許多漁船將 GPS 與雷達(dá)和魚探器結(jié)合在一起，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。由于衛(wèi)星定位顯示出在導(dǎo)航方面的巨大優(yōu)越性及子午儀系統(tǒng)存在對潛艇和艦船導(dǎo)航方面的巨 大缺陷。目前， GPS 技術(shù)已普遍應(yīng)用于大地測量、工程測黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 量、地殼形變監(jiān)測、航空攝影測量以及海洋測繪等諸多測量領(lǐng)域。 ? 控制測量 ： 用 GPS 建立控制網(wǎng) ， 最精密的方法當(dāng)屬靜態(tài)測量。采用實(shí)時 GPS 測量 ， 只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)或坐標(biāo)文件輸入到GPS 電子手簿中 ， 系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位由于每個點(diǎn)的測量都是獨(dú)立完成的 ， 所以不會產(chǎn)生累計誤差 , 各點(diǎn)放樣精度趨于一致。與傳統(tǒng)方法相比 ， 在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用各方面都有明顯的優(yōu)勢。 ③ 全天候作業(yè)。產(chǎn)生假值問題可采用 RTK 測量成果的質(zhì)量控制方法來發(fā)現(xiàn)。 RTK成果精度的因素 一般來說 , 影響 RTK 成果精度的因素主要是 GPS 觀測其有誤差源 , 除此之外 , 還有受基線解算精度、基準(zhǔn)站點(diǎn)位精度、坐 標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度的影響 , 但是在 RTK 作業(yè)中 , 基線解算精度可以達(dá)到 10cm+1μmD。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是：建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。 我們相信我國北斗系統(tǒng)也會 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在高等級公路的快速修建和其在道路工程中的應(yīng)用也會更加廣泛和深入，并發(fā)揮更大的作用。 RTK 技術(shù)根據(jù)差分方法的不同分為修正法和差分法。 外業(yè)測量開始前，要進(jìn)行對點(diǎn)的校核，找準(zhǔn)控制點(diǎn)（至少三個），即開始進(jìn)行中線測量工作 [2]。 2m； 扁 率 :α = 1/ = ； ※ WGS－ 84 坐標(biāo)系統(tǒng)從 1987 年 1 月 10 日開始使用。/。 4)、所求得的七個轉(zhuǎn)換參數(shù)應(yīng)該一起 (整套 )使用 ! 5)、對于同一 GPS 網(wǎng) ,如果重合點(diǎn)數(shù)目不同或重合點(diǎn)在 GPS 網(wǎng)中的位置不同 ,則所求出的七個轉(zhuǎn)換參數(shù)的數(shù)值將是不一樣。 ? ? ? ? ?????? ?????? ??????? lBBLlLBLlLB BlLLBlLLBC c oss i nc oss i n2s i ns i nc os2s i n c osc oss i ns i ns i nc oss i n。全站儀功能的不斷完善，已使測量朝著自動化、一體化方向邁進(jìn)了一大步，但全站儀 的觀測誤差的積累大大降低了觀測質(zhì)量。進(jìn)入新世紀(jì)以來， GPSRTK 技術(shù)逐漸趨于成熟，它所具有的高精度、快速度和強(qiáng)可靠性為公路勘測一體化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的保障 。采用 RTK 技 術(shù)進(jìn)行地形圖測繪，不需要點(diǎn)間通視，減少測量 層次 。利用 RTK 測量進(jìn)行公路中線放樣，可以有兩種作業(yè)方式。因?yàn)樗脭?shù)據(jù)都是測繪帶狀圖時采集而來的，不需要到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè)工作。定位作業(yè)是利用 GPSRTK 技術(shù)，在 WGS84 坐標(biāo)系統(tǒng)下，流動站分工進(jìn)行靜態(tài)測量和實(shí)時定位。作業(yè)步驟如下 ： ? 根據(jù)設(shè)計的線路坐標(biāo)進(jìn)行中樁放樣。橫斷面的設(shè)計需要了解線路兩側(cè)的地形起伏狀況 ,即兩側(cè)的地面高程。而且如果后兩組落后太多 ,放樣的中樁有可能被人毀掉 ,不利于整個工作的順利完成。 ? 測量時可以使用 1+3 的形式 ,即 1 個基準(zhǔn)站、 3 個流動站。并且這個軟件應(yīng)是開放的，即不但可隨時由用戶自行進(jìn)行版本升級，而且應(yīng)與其它測量儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。而高程擬合的精度高低取決于參與擬合的水準(zhǔn)點(diǎn)的個數(shù)及分布的均勻程度。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 ⑤ 測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備：根據(jù)外業(yè)測量的需要。 ② 該法應(yīng)用于高等級公路放樣測量，其定位精度可達(dá)到厘米級，完全能夠滿足規(guī)范要求。 GPSRTK 技術(shù)為斷面測量提供了便利，斷面測量前，在手簿上可采用直線放樣的方法設(shè)定理論斷面線。 在 GPS測量控制點(diǎn)上安置基準(zhǔn)站 ,各個測量小組在基準(zhǔn)站作用范圍內(nèi)不同路段測量。當(dāng)關(guān)聯(lián)點(diǎn)不易測得時 ,可用 GPSRTK在信號好的區(qū)域布設(shè)圖根點(diǎn) ,用全站儀施測放樣點(diǎn) 。 ? 緯地軟件 ： ①對于海量數(shù)據(jù)處理時，相較于其他軟件上，緯地通過 構(gòu)建 DTM 內(nèi)插出斷面，不需要人工輸入測量數(shù)據(jù)，獲得斷面。利用 CASS 軟件標(biāo)題欄中的“等高線”中的各個命令來繪制等高線 ,可以根據(jù)展繪出的高程自動生成等高線 ,這種方法在地貌不復(fù)雜、地物不多的情況下比較實(shí)用 ,繪制的速度快 ,測區(qū)的范圍越大 ,其準(zhǔn)確度越高 ,但局部需要手工修改 ,修改后的等高線可以符合實(shí)際地形地貌的要求 。 數(shù)據(jù)導(dǎo)入和預(yù)處理 將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)傳入計算機(jī) ,對不同里程的多組作業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并 ,檢查數(shù)據(jù) ,對每次采集回的數(shù)據(jù)都要進(jìn)行檢核，以免漏點(diǎn)，給后期的斷面繪制造成影響。數(shù)字化成圖軟件以其制圖簡化、明了的優(yōu)點(diǎn) ,在繪制地形圖和斷面圖等工作中顯得越來越重要 ,其中以南方測繪公司出品的 CASS 地形地籍成圖軟件的應(yīng)用最為廣泛。橫斷面既可以用 GPSRTK放樣的模式直接測量 ,也可以用全站儀自由設(shè)站與 GPSRTK同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 中線測量，測量時選路線前進(jìn)方向進(jìn)行變化位置放置流動站，每一個里程為一段分隔距離，由已知控制點(diǎn)，流動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)，移動流動站至地形變化點(diǎn)的中樁位置，偏值精度到正負(fù) 5cm，即可打樁并記錄樁號、高程?；鶞?zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)時將采集的載波相位觀測量及測站坐標(biāo)改正信息一同發(fā)送給流動站 ,基準(zhǔn)站在接收 GPS 信號并進(jìn)行載波相位測量的同時 ,通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測站坐標(biāo)信息一起傳送給移動站 。 ⑥ 外業(yè)操作：基準(zhǔn)站設(shè)置在測區(qū)附近的基準(zhǔn)點(diǎn)上。 GPS 定位結(jié)果是點(diǎn)在 WGS84坐標(biāo)系的幾何位置。求出各控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，同時需考慮投影變形。 GPSRTK 作業(yè)的最低配置為一對可用于 RTK作業(yè)的 GPS 接 收機(jī)，一對數(shù)據(jù)鏈，電源設(shè)備。也可以先不輸入?yún)?shù) ,而是在測區(qū)附近找到 3 個已知控制點(diǎn)輸入已知的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo) ,測出 WGS84 坐標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。倒轉(zhuǎn) 180176。中樁放樣完成以后 ,用水準(zhǔn)儀測出中樁的水準(zhǔn)高程。由于每個點(diǎn)都有兩個不同已知點(diǎn)的實(shí)時檢核平差成果，各項精度指標(biāo)均在預(yù)先設(shè)定的范圍之內(nèi)，加上參考站坐標(biāo)傳遞如果存在問題，那么在成批解算流動點(diǎn)位的坐標(biāo)差中必然會暴露出來。要求流動站分工明確，如有的負(fù)責(zé)測圖，有的負(fù)責(zé)放樣。 道路的縱、橫斷面放樣：縱斷面放樣時，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲存起來，隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。 公路選線與中線放樣：在公路設(shè)計與施工中 ,公路選線和定線測量是一項十分重要的工作 ,既要滿足勘測設(shè)計規(guī)范要求的精度 ,又要本著盡量少占用農(nóng)田和少拆遷房屋 并盡量利用舊路路基這樣一個原則。在中線平面位置放樣的同時，可獲得縱斷面。傳統(tǒng)的公路勘測設(shè)計需要經(jīng)過以下一系列施工作業(yè)步驟：利用航片或公路沿線的舊地形圖進(jìn)行踏勘，選出公路走向的初步方案，并尋找沿線兩側(cè)幾公里范圍內(nèi)已有的國家控制點(diǎn)；用全站儀進(jìn)行沿線帶狀控制和加密圖根測量；根據(jù)初步方案確定的線路，用全站儀按一定寬度進(jìn)行帶狀地形圖測量；利用地形圖進(jìn)行選線設(shè)計；借助于各級控制點(diǎn)進(jìn)行中線、邊線放樣，然后計算各個樁位的填挖工作量 ；線路土石方、橋涵工程施工測量；路面鋪裝施工測量；里程樁標(biāo)定和公路竣工驗(yàn)收測量。 經(jīng)過上面的變換便使 GPS 網(wǎng)各點(diǎn)與某國家坐標(biāo)系內(nèi)的地面控制網(wǎng)在原點(diǎn)和起始方位上都達(dá)到一致。 利用重合點(diǎn)的二維高斯平面坐標(biāo)將 GPS 點(diǎn)在 WGS－ 84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo) GPS 網(wǎng)點(diǎn)于 WGS－ 84 坐標(biāo) 系的坐標(biāo) : ? ? ? ? ? ?GGG yxLBHLB , ?? 重合點(diǎn)同時也有在某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的高斯平面坐標(biāo)? ?Dyx, ，則有： 式中： 00, yx 為平移參數(shù)； 。0001??????????????????????????????????????????????????????????????GiGiGiXYXZYZGiGiGiDiDiDiZYXZYXkZYXZYX??????。 Z軸指向 定義的協(xié)議極地方向（ BIH國際時間局）， X 軸指向 定義的零子午面 與協(xié)議赤道的交點(diǎn)， Y軸按右手坐標(biāo)系確定。相對的地勢平坦區(qū)，只采集必要的主要邊界點(diǎn)即可，并在現(xiàn)場繪制草圖 ,以便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。 GPS 測量的方案設(shè)計依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范（規(guī)程）、 GPS 網(wǎng)的用途、用戶要求等對網(wǎng)形、精度和基準(zhǔn)等進(jìn)行具體設(shè)計。 RTK技術(shù)與其他測量模式相比，具有 定位精度高、測量自動化、集成化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、操作簡單、使用方便的等特點(diǎn)。 2020 年，首先建成北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。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(shí)時性上達(dá)到了完滿的結(jié)合 ,并使得 RTK定位技術(shù)大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。 ③初始化能力和所需時間問 題。移動站利用軟件控制系統(tǒng) , 無需人工干預(yù)便可自動實(shí)現(xiàn)多種測 繪功能 , 減少了輔助測量工作和人為誤差 , 保證了作業(yè)精度。 RTK技術(shù)在道路測量中的優(yōu)缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： ① 工作效率高。 ? 公路縱、橫斷面放樣 ： 公路中線確定 ， 利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo) ， 通過繪圖軟件 ， 即可給出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。當(dāng)達(dá)到要求的點(diǎn)位精度 ， 即可停止觀測 ， 大大提高了作業(yè)效率?？梢姡?GPS 技術(shù)市場的應(yīng)用前景非?？捎^。它是當(dāng)今世界上最實(shí)用，也是應(yīng)用最廣泛的全球精密導(dǎo)航、指揮和調(diào)度系統(tǒng)。還有在車輛監(jiān)控管理、汽車導(dǎo)航與信息服務(wù)等也有廣泛的應(yīng)用。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 ? 航海、航空方面 ： 歐洲的 Galileo 便是新建的全球?qū)Ш叫亲?，它與 GPS 配合起來，可以大大提高導(dǎo)航衛(wèi)星的可用性，使單一的 GPS 市區(qū)可用性從 55%提高到 GPS/Galileo 共用時的95%。因此，它具有速度快，精度高且分布均勻等特點(diǎn)。 B級網(wǎng)由 800 個點(diǎn)組成，其精度也分別好于 410 － 7 和 810 － 7。它是從衛(wèi)星信號中解調(diào)制出來，以 50b/s 調(diào)制 在載頻上發(fā)射的。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率 ,解調(diào)出 衛(wèi)星軌道參數(shù) 等數(shù)據(jù)。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。 。 第 3 章 公路斷面測量 ..............