【正文】 2 國(guó)家大地坐標(biāo)系2022 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。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)。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。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。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)。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。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 可進(jìn)行多種測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)工作。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。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。這種方法在測(cè)量過程中能實(shí)時(shí)獲得定位精度。 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) ， 2022 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 。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。消費(fèi)娛樂 徒步旅行者、獵人、越野滑雪者，野外工作人員和戶外活動(dòng)者現(xiàn)在常應(yīng)用袋式 GPS 定位器，配上電子地圖，可以在草原、大漠、鄉(xiāng)間、山野或無人區(qū)內(nèi)找到自己的目的地。黑龍江省國(guó)土資源廳在哈爾濱市、大慶市、佳木斯市進(jìn)行了試驗(yàn)性工作，建立和使用GPS2022 系統(tǒng)，開展各市的礦產(chǎn)資源勘察動(dòng)態(tài)管理工作，減少礦區(qū)范圍界限定位誤黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文4差，提高對(duì)地礦資源的有效管理，取得了較好的成果。由于它不需要逐級(jí)布網(wǎng)加密，在測(cè)區(qū)只需少量的控制點(diǎn)即可。國(guó)家 A 級(jí)和 B 級(jí) GPS 大黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文3地控制網(wǎng)分別于 1996 年和 1997 年建成并交付使用，A 級(jí)網(wǎng)，30 個(gè)點(diǎn)組成，其水平方向的重復(fù)精度達(dá) 210－8，垂直方向不低于 710－8。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣折射修正等信息。 關(guān) 機(jī) 后 ， 機(jī) 內(nèi) 電 池 為 RAM 存 儲(chǔ) 器 供電 ， 以 防 止 數(shù) 據(jù) 丟 失 。 其 主 要 功 能 是 能 夠 捕 獲 到 按 一 定 衛(wèi) 星 截止 角 所 選 擇 的 待 測(cè) 衛(wèi) 星 ， 并 跟 蹤 這 些 衛(wèi) 星 的 運(yùn) 行 。地 面 控 制 部 分 由 一 個(gè) 主 控 站 ,5 個(gè) 全 球 監(jiān) 測(cè) 站 和 3 個(gè) 地 面 控 制 站 組 成 。GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)由 3 部分組成：空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收設(shè)備部分。關(guān)鍵詞: GPSRTK ；公路斷面測(cè)量； GPS控制網(wǎng)；南方CASS；緯地軟件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(cè)區(qū)高程擬合的問題。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)來確定地面點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。 C/A 碼 人 為 采 取 措 施 而 刻 意 降 低 精 度后 ,主 要 開 放 給 民 間 使 用 。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文2用 戶 設(shè) 備 部 分 即 GPS 信 號(hào) 接 收 機(jī) 。 在 用 機(jī) 外 電 源 時(shí) 機(jī) 內(nèi) 電 池 自 動(dòng) 充 電 。而 Y 碼是在 P 碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要有以下幾點(diǎn) [1]：⑴在大地測(cè)量、工程測(cè)量中的應(yīng)用： 由于 GPS 系統(tǒng)具有精度高、速度快、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)今建立大地及工程控制網(wǎng)基本上是采取 GPS 定位技術(shù)，取代了常規(guī)手段。而利用 GPS 定位技術(shù)，特別是采用 RTK 技術(shù)替代常規(guī)方法測(cè)繪地籍及房產(chǎn)成為可能。時(shí)間周期也長(zhǎng)，不能及時(shí)反映礦產(chǎn)資源的實(shí)際現(xiàn)狀。實(shí)際上，這是移動(dòng)計(jì)算機(jī)(PDA)、蜂窩電話和 GPS 接收機(jī)的系統(tǒng)集成和完美整合。全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System 簡(jiǎn)稱 GPS）是美國(guó)從上世紀(jì) 70 年代開始研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。由 于 GPS 技 術(shù) 所 具 有 的 全 天 候 、 高 精 度 和 自 動(dòng) 測(cè) 量 的 特 點(diǎn) ， 作 為 先 進(jìn) 的 測(cè)量 手 段 和 新 的 生 產(chǎn) 力 ， 已 經(jīng) 融 入 了 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 建 設(shè) 、 國(guó) 防 建 設(shè) 和 社 會(huì) 發(fā) 展 的 各 個(gè)應(yīng) 用 領(lǐng) 域隨 著 冷 戰(zhàn) 結(jié) 束 和 全 球 經(jīng) 濟(jì) 的 蓬 勃 發(fā) 展 ， 美 國(guó) 政 府 宣 布 2022 年 至 2022 年 期間 ， 在 保 證 美 國(guó) 國(guó) 家 安 全 不 受 威 脅 的 前 提 下 ， 取 消 SA 政 策 ， GPS 民 用 信 號(hào) 精度 在 全 球 范 圍 內(nèi) 得 到 改 善 ， 利 用 C/A 碼 進(jìn) 行 單 點(diǎn) 定 位 的 精 度 由 100 米 提 高 到20 米 ， 這 將 進(jìn) 一 步 推 動(dòng) GPS 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 ， 提 高 生 產(chǎn) 力 、 作 業(yè) 效 率 、 科 學(xué) 水 平 以及 人 們 的 生 活 質(zhì) 量 ， 刺 激 GPS 市 場(chǎng) 的 增 長(zhǎng) 。而一般公路工程的控制測(cè)量，則可采用 RTK 動(dòng)態(tài)測(cè)量。采用動(dòng)態(tài) GPS 測(cè)量，只需將中線主點(diǎn)的坐標(biāo)輸入 GPS 接收機(jī)中，系統(tǒng)就會(huì)定出放樣的點(diǎn)位。施工中對(duì)點(diǎn)、線、面以及坡度等放樣均很方便、快捷，精度可達(dá)到厘米級(jí)。④RTK測(cè)量自動(dòng)化、集成化程度高, 數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。②電量不足問題。 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度, 對(duì)于 10km 基線亦在 3cm 以內(nèi), 動(dòng)態(tài)作業(yè)由于測(cè)距偏心, 天線高誤差等, 一般也在 3cm 以內(nèi), 至于正常高擬合與內(nèi)插精度取決于連測(cè)點(diǎn)數(shù)目與分布、擬合模型等, 一般在 5cm～10cm 內(nèi)是能夠做到的。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。GPS 測(cè)量模式可分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量，而靜態(tài)測(cè)量又分為常規(guī)靜態(tài)測(cè)量模式和快速測(cè)量模式。RTK系統(tǒng)正常工作必須具備三個(gè)條件：第一，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收5顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)；第二，基準(zhǔn)站與 移動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站臺(tái)發(fā)出的差分信號(hào)；第三，移動(dòng)站要連續(xù)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)，也就是說移動(dòng)站在移動(dòng)過程中不關(guān)機(jī)，不能失鎖，否則 RTK 必須重新初始化。由此可繼續(xù)進(jìn)行下一里程的中線測(cè)量，每20公里進(jìn)行中樁記錄，由此可實(shí)時(shí)測(cè)得所有里程全部中樁點(diǎn)的三維坐標(biāo)。其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)參數(shù)為:長(zhǎng)半軸: a = 6378245m；扁 率：α = 1/ = ；三、1980 年國(guó)家大地坐標(biāo)系1980 年國(guó)家大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)在陜西省涇陽(yáng)縣永樂鎮(zhèn),與之相應(yīng)的橢球?yàn)?975 年國(guó)際橢球,橢球短軸平行于地球質(zhì)心指向我國(guó)地極原點(diǎn) 方向。:。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(guó)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):??????GGGyxLBHLB,??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)系的高斯平面坐標(biāo)????????0100GiiGi iii iiii XYZC黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文14，則有：??Dyx,式中： 為平移參數(shù)；0,yx 為尺度比參數(shù)；k 為旋轉(zhuǎn)參數(shù)。???????????????ZYXZYXGiiDii04dAQLPBii?iii iiidLB??????iiii yxLB,?黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文16其中:式中各符號(hào)的意義!可得 GPS 網(wǎng)點(diǎn)在地方參考橢球上的大地經(jīng)緯度為:然后利用高斯投影正算公式,計(jì)算各點(diǎn)的平面坐標(biāo):此處應(yīng)注意:在計(jì)算過程中,橢球參數(shù)應(yīng)使用地方獨(dú)立坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的地方參考橢球的參數(shù)。由以上作業(yè)步驟可知，測(cè)量工作在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都不可缺少，而且同一測(cè)站要重復(fù)工作五六次，甚至十來次。大比例尺帶狀地形圖測(cè)繪：高等級(jí)公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行。公路選線一般采用圖紙上定線和現(xiàn)場(chǎng)勘察選線兩種方式。橫斷面放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式，然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。其實(shí)質(zhì)在于擴(kuò)大 RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍，其關(guān)鍵在于實(shí)時(shí) GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。因此，整個(gè)測(cè)區(qū)所有點(diǎn)位的WGS84 測(cè)量成果是一個(gè)精度均勻，絕對(duì)可靠的，無需進(jìn)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(diǎn)位匹配情況進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與高程擬合，輸出測(cè)區(qū)的點(diǎn)位成果表，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)與高程系統(tǒng)輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖，用于輸出修正后黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文19的線路模型，并推算出工程的土石方工作量。在線路附近埋設(shè)有高等級(jí)控制點(diǎn),這些高等級(jí)控制點(diǎn)高程已知且精度能滿足規(guī)范要求。,進(jìn)行同樣操作,就可計(jì)算出兩側(cè)特殊點(diǎn)的高程,用來進(jìn)行橫斷面的設(shè)計(jì)。這樣就可以將 WGS84 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系。② GPSRTK 作業(yè)的軟件環(huán)境。公路工程在縱向有時(shí)可達(dá)到幾百公里，在橫向上卻一般只有幾十米，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬別，長(zhǎng)度變形各不相同。要想流動(dòng)站得到精確的國(guó)家或地方坐標(biāo)和高程，一要在基準(zhǔn)站輸人 WGS84 系坐標(biāo)，二要在流動(dòng)站輸人 WGS84 坐標(biāo)系與國(guó)家坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。開機(jī)后進(jìn)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。移動(dòng)站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù) ,然后利用 GPS 控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,實(shí)時(shí)給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè)精度,并將實(shí)測(cè)精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較,一黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文23旦實(shí)測(cè)精度符合要求,手薄將提示測(cè)量人員紀(jì)錄該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其精度。由此可繼續(xù)進(jìn)行下一里程的中線測(cè)量，每20公里進(jìn)行中樁記錄，由此可實(shí)時(shí)測(cè)得所有里程全部中樁點(diǎn)的三維坐標(biāo)。持棱鏡者根據(jù)GPSRTK指示的斷面方向采集斷面特征點(diǎn)。CASS 地形地籍成圖軟件系統(tǒng)是基于 AutoCAD 平臺(tái)技術(shù)的數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),目前在地形地籍成圖、工程測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)繪、空間數(shù)據(jù)建庫(kù)等領(lǐng)域已得到廣泛地應(yīng)用,同時(shí)還可以利用此軟件進(jìn)行土方量的計(jì)算、公路設(shè)計(jì)、面積量算等工作。同時(shí)對(duì)超限數(shù)據(jù)及在外業(yè)采集時(shí)誤操作記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除,對(duì)點(diǎn)位不能滿足計(jì)算要求的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。 ④ 橫向滾動(dòng)條控制向前和向后翻動(dòng)交點(diǎn)數(shù)據(jù)；⑤ “插入”、 “刪除”按鈕分別控制在任意位置插入和刪除一個(gè)交點(diǎn)?！叭∠卑粹o可以關(guān)閉此對(duì)話框，同時(shí)當(dāng)前對(duì)話框中的數(shù)據(jù)改動(dòng)也被取消。④ 應(yīng)充分利用建設(shè)用地，嚴(yán)格保護(hù)農(nóng)用耕地。② 項(xiàng)目——項(xiàng)目管理作用：管理某一工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)文件及與項(xiàng)目相關(guān)的其他屬性（如項(xiàng)目名稱、公路等級(jí)、超高加寬方式、斷鏈設(shè)置等） 。黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文30新建的二級(jí)公路、三級(jí)公路應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)周邊路網(wǎng)布設(shè)，避免穿越城鎮(zhèn)。同一起點(diǎn)、終點(diǎn)的路段內(nèi)有多個(gè)可行路線方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各設(shè)計(jì)方案進(jìn)行同等深度的比較。黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文29⑨ “控制…”按鈕用于控制平面線形的起始樁號(hào)和繪制平面圖時(shí)的標(biāo)注位置、字體高度等；注意：在使用交點(diǎn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行路線平面設(shè)計(jì)及拖動(dòng)時(shí)，將“控制…” 對(duì)話框中的“繪交點(diǎn)線”按鈕點(diǎn)亮。在這個(gè)過程中充分運(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⑴南方 CASS 軟件：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