【正文】 , 邊長(zhǎng)大于 20km時(shí)可基本上消除電離層誤差對(duì)點(diǎn)位坐標(biāo)的影響。55′（線路最北端）； 測(cè)區(qū)在 高斯六度投影帶的第 18 帶（中央子午線經(jīng)度為 105176。若是采用分段擬合，即把整個(gè)測(cè)區(qū)人為劃分為幾個(gè)區(qū)域，利用各個(gè)區(qū)域內(nèi)的重合點(diǎn)建立擬合模型，進(jìn)而計(jì)算該區(qū)域內(nèi) GPS點(diǎn)的正常高程，顯然在各區(qū)之間的接合部GPS點(diǎn)高程的轉(zhuǎn)換只利用一側(cè)的重合點(diǎn)，具有一定的缺陷，且采用人為分區(qū)具有一定的盲目性。1 139。39。 39。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與高程計(jì)算 中線上各點(diǎn)的坐標(biāo)都是在線路坐標(biāo)系下的數(shù)值，而 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)采用的是 WGS84 坐標(biāo)系 ,因此要把 GPS測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換到線路坐標(biāo)系中才能使兩者進(jìn)行比較。這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用 ,比起傳統(tǒng)的弦線撥角法要快速得多。這種方法工作量大 ,速度慢 ,花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。如借助快速動(dòng)態(tài) 定位 ,約需 3分鐘 ； 如采用動(dòng)態(tài)環(huán)境下的初始化 ,約需 1分鐘 ； 如在已知點(diǎn)上進(jìn)行初始化 ,僅有幾秒鐘足夠。如靜態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)測(cè)量等 ,觀測(cè)數(shù)據(jù)亦可采用后處理的方式。由于數(shù)據(jù)信息量大 ,必須采用較高的傳輸速度 ,波特率通常要在 9600以上 ,這在無(wú)線電 技 術(shù)上不難實(shí)現(xiàn)。其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn) ,安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站 ,對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。 GPS 測(cè)量的觀測(cè)記錄與常規(guī)測(cè)量有所不同，它包括兩部分：由接收機(jī)完成的觀測(cè)記錄與由人工完成的記錄手薄。須觀測(cè)記錄氣象元素的高等級(jí) GPS 網(wǎng)點(diǎn)，每時(shí)段氣象觀測(cè)應(yīng)不少于 2 次．一次在時(shí)段開始時(shí)，一次在對(duì)段結(jié)束時(shí)。 2)觀測(cè)作業(yè) 通過(guò)觀測(cè)作業(yè)，采集 GPS 衛(wèi)星信號(hào)，以獲取定位所需的數(shù)據(jù)。 ③當(dāng)控制點(diǎn)上建有尋常標(biāo)時(shí)，應(yīng)在安置天線前放倒視標(biāo)或采取其它措施 (當(dāng)邊長(zhǎng)小于 10km 時(shí)，可在其下安置天線，但應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間 )。 選點(diǎn)結(jié)束后應(yīng)整理的資料有 :點(diǎn)之記及點(diǎn)的環(huán)視圖； GPS 選點(diǎn)圖；選點(diǎn)工作總結(jié)。 a — — — GPS 接收機(jī)標(biāo)稱精度的固定誤差 。 GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。 GPS 網(wǎng)精度指標(biāo) GPS 網(wǎng)的級(jí)別 a b 適用范圍 C ≤ 5 ≤ 10 橋梁、隧道、大型樞紐、立交控制 D ≤ 10 ≤ 10 線路首級(jí)控制 E ≤ 10 ≤ 20 初測(cè)控制 精度指標(biāo)是 GPS 網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要量，它的大小將直接影響 GPS 網(wǎng)的布設(shè)方案、觀測(cè)計(jì)劃及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法。這樣路線控制測(cè)量的質(zhì)量得不到保證。對(duì)于重要構(gòu)造物如大橋、特大橋、長(zhǎng)大隧道等，也有布設(shè)成三角網(wǎng)、線形鎖等形式。動(dòng)態(tài)定位可以分為兩種情況 :一是導(dǎo)航動(dòng)態(tài)定位，它要求在用戶運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)的確定用戶的位置和速度，并根據(jù)預(yù)先選定的終點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)路線，引導(dǎo)用戶沿預(yù)定航線到達(dá)目的地。在相對(duì)定位中，至少有一個(gè)點(diǎn)的位置是已知的，稱之為基準(zhǔn)點(diǎn)。 4)被動(dòng)式全天候?qū)Ш蕉ㄎ? 用 GPS 導(dǎo)航定位時(shí)，用戶設(shè)備只需接收 GPS 信號(hào)就可進(jìn)行導(dǎo)航定位，而不需用戶發(fā)射任何信號(hào)，這種被動(dòng)式導(dǎo)航定位不僅隱蔽性好，而且可以容納無(wú)數(shù)多個(gè)用戶。 3)用戶設(shè)備部分 用戶設(shè)備部分的核心是 GPS 接收機(jī)。 (2)衛(wèi)星上設(shè)有微處理機(jī)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理。 第三章 GPS 在 高速公路 測(cè)量中的應(yīng)用 GPS 全球定位系統(tǒng)概述 GPS 是英文 Global Positioning System 的縮寫，即全球定位系統(tǒng)。 (2)水準(zhǔn)儀法： 當(dāng)橫斷面精度要求較高，橫斷面方向高差變化不大時(shí)，多采用此法。高程按比例尺注記，但要參考其它中線樁的地面高程確定原點(diǎn)高程在 圖上的位置，使繪出的地面線處在圖上適當(dāng)位置。由于轉(zhuǎn)點(diǎn)起到傳遞高程的作用，因此轉(zhuǎn)點(diǎn)尺應(yīng)立在尺墊、穩(wěn)固的樁頂或堅(jiān)石上，尺上的讀數(shù)毫米，視線長(zhǎng)一般不應(yīng)超過(guò) 120m。對(duì)于被破壞或?qū)⑹苁┕び绊懙狞c(diǎn)位以及離定測(cè)線路較遠(yuǎn)的點(diǎn)位應(yīng)重新埋設(shè)，對(duì)于水準(zhǔn)點(diǎn)不能滿足工程要求的地段要增設(shè)新的水準(zhǔn)點(diǎn)，組成新的水準(zhǔn)路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。曲線加樁，是指曲線上設(shè)置 的主點(diǎn)樁，如圓曲線起點(diǎn)（簡(jiǎn)稱直圓點(diǎn) ZY）、圓曲線中點(diǎn)（簡(jiǎn)稱曲中點(diǎn) QZ）、圓曲線終點(diǎn)（簡(jiǎn)稱圓直點(diǎn) YZ）等，分別以漢語(yǔ)拼音縮寫為代號(hào)。在中線交點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)及轉(zhuǎn)角測(cè)定之后，即可進(jìn)行實(shí)地量距、設(shè)置里程樁、標(biāo)定中心線位置。 （ 4） GPS RTK 法。在測(cè)設(shè)距離的同時(shí)，可 以定出直線上的中線樁（公里樁、百米樁、加樁）和曲線主點(diǎn)樁。 撥角放線法是根據(jù)紙上定線交點(diǎn)的坐標(biāo)，預(yù)先在內(nèi)業(yè)計(jì)算出兩交點(diǎn)間的距離及直線的轉(zhuǎn)向角，然后根據(jù)計(jì)算資料在現(xiàn)場(chǎng)放出各個(gè)交點(diǎn)，定出中線位置 。 垂直角 ≥ 12176。 基平測(cè)量也可用電磁波測(cè)距三角高程施測(cè)，可用導(dǎo)線點(diǎn)兼做水準(zhǔn)點(diǎn)。 （ 1）基平測(cè)量。兩個(gè)半測(cè)回間變換度盤位置，兩個(gè)半測(cè)回間角值較差在 ? 20″（ DJ2）或 ? 30″（ DJ6）以內(nèi)時(shí)取平均值。 在插旗的同時(shí)應(yīng)進(jìn)行初測(cè)導(dǎo)線的點(diǎn)位選擇。 60 n 或 177。 6 177。 高程控制測(cè)量 公路高程系統(tǒng)，宜采用 1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)。選點(diǎn)時(shí)，通常為了便于使用光電測(cè)距儀測(cè)距， 做二級(jí)導(dǎo)線加密， 應(yīng)使兩 GPS 點(diǎn)問可通視。 平面 控制 測(cè)量 高等級(jí)公路初測(cè)階段控制測(cè)量的主要任務(wù)是根據(jù)路線的基本走向布設(shè)控制點(diǎn)，進(jìn)行平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量，作為測(cè)繪路線地形圖、定線測(cè)設(shè)和施工放樣的重要基礎(chǔ)。 第二章 高速公路測(cè)量的主要內(nèi)容 隨著我國(guó)公路建設(shè)的深入發(fā)展 ,探討公路工程施工測(cè)量中的技術(shù)難題和技術(shù)優(yōu)化 ,對(duì)于加快公路建設(shè)的步伐 ,提高公路施工質(zhì)量 ,節(jié)約建設(shè)資金具有重要的意義。當(dāng)初設(shè)計(jì) GPS 系統(tǒng)的主要目的是用于導(dǎo)航、收集情報(bào)等軍事目的。高速公路具有重要的政治、經(jīng)濟(jì)意義，專供汽車分車道高速行駛，全部立體交叉和全部控制進(jìn)出口的公路，年平均晝夜汽車交通量在 25 000 輛以上。 公路是由線形和結(jié)構(gòu)物兩部分組成的，由于受自然條件和地物的限制，公路在平面和縱面上均由直線和曲線組成。但是后來(lái)的應(yīng)用開發(fā)表明， GPS 系統(tǒng)不僅能達(dá)到上述目的，而且用 GPS 衛(wèi)星發(fā)來(lái)的導(dǎo)航定位信號(hào)能夠進(jìn)行厘米級(jí)甚至毫米級(jí)精度的靜態(tài)相對(duì)定位。公路工程測(cè)量在公路建設(shè)中是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作 ,它貫穿整個(gè)公路建設(shè)的全過(guò)程 ,這項(xiàng)工作若有閃失 ,給整個(gè)工程造成的負(fù) 面影響是顯著的 ,重則工程報(bào)廢 ,少則部分返工。利用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)線法進(jìn)行路線控制測(cè)量，并具有布網(wǎng)靈活、外業(yè)觀測(cè)速度快、全天候作業(yè)、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)內(nèi)業(yè)處理可在統(tǒng)一坐標(biāo)系下提供控制點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)信息。為了使 GPS控制網(wǎng)投影長(zhǎng)度變形值小 ／ km，必要時(shí)可采用公路抵償坐標(biāo)系。同一條公路應(yīng)采用同一個(gè)高程系統(tǒng)，不能采用同一系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)給定高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。 12 L 177。 25 L 177。導(dǎo)線點(diǎn)選擇應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求： （ 1）點(diǎn)位應(yīng)靠近大旗線路的位置，以便于實(shí)測(cè)之用。 （ 2）邊長(zhǎng)丈量。水準(zhǔn)點(diǎn)的密度一般沿線路每隔 2Km 左右設(shè)立一個(gè)，在地形復(fù)雜地段可適當(dāng)縮短水準(zhǔn)點(diǎn)間距；另外在 300m 以上的大橋和隧道兩端及車站附近應(yīng)加設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。 （ 2）中平測(cè)量。 1： 10000 250 500 5 10 600 600 1： 5000 200 300 2 5 450 350 1： 2020 100 150 1 2 400 300 1： 1000 按需要 1 1 250 150 1： 500 按需要 1 150 80 帶狀地形圖的比例尺選擇可參照一般平坦地區(qū)為 1： 2020 – 1:5000,困難地區(qū)為 1：2020 進(jìn)行。 撥角放線法在放養(yǎng)工作中可循序漸進(jìn)，較其他方法放樣導(dǎo)線工作量小，效率高，并且放線點(diǎn)間的距離和方向均采用實(shí)測(cè)值，放樣中線的相對(duì)精度不受初值的影響，可減少初測(cè)導(dǎo)線的工作量和提高放樣 中線的質(zhì)量。 撥角法放線雖然速度快，但其缺點(diǎn)是放線誤 差累計(jì)。在公路測(cè)量領(lǐng)域里，測(cè)量工作者已不滿足于只將 GPS 用于控制測(cè)量。設(shè)置里程樁有兩重作用，既標(biāo)定了路線中心線的位置和長(zhǎng)度，又是實(shí)測(cè)線路縱、橫斷面的依據(jù)。 為了便于計(jì)算，線路中樁均按起點(diǎn)到該樁的里程進(jìn)行編號(hào)，并用紅油漆寫在木樁側(cè)面，如樁號(hào)為 0＋ 100，即此樁距起點(diǎn) 100m（ “ ＋ ” 號(hào)前的數(shù)為公里數(shù)）。對(duì) 路線中初測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè)，其限差不應(yīng)超過(guò) ? 30 L mm（ L 為相鄰 水準(zhǔn)點(diǎn)間的線路 長(zhǎng)度，單位 Km）。 4． 縱 橫 斷面圖測(cè)繪 在各樁點(diǎn) 高程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制縱橫斷面圖時(shí)定測(cè)階段的一項(xiàng)重要任務(wù)。 2． 橫斷面圖測(cè)繪 橫斷面測(cè)量，就是測(cè)定中樁兩側(cè)垂直于中線方向地面變坡點(diǎn)間的距離和高差，并繪制成橫斷面圖，供路基、邊坡、特殊構(gòu)造物的設(shè)計(jì)、土石方計(jì)算和施工放樣之用。施測(cè)時(shí)用鋼尺量 距（或皮尺）量距，用水準(zhǔn)儀后視中樁標(biāo)尺，求得視線高程后，再前視橫斷面方向上坡度變化點(diǎn)上的標(biāo)尺。它是美國(guó)國(guó)防部為陸、海、空三軍研制的、利用衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位的系統(tǒng)， 具有全球、全天候、實(shí)時(shí)的導(dǎo)航定位功能，能為用戶提供高精度的七維信息 (三維位置、三維速度、一維時(shí)間 )。 (3)通過(guò)星載高精度原子鐘產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，提供精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。這是由主機(jī)、天線、電源和數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。 5)抗干擾性好、保密性強(qiáng) GPS 采用數(shù)字通訊的特殊編碼技術(shù)，即偽噪聲碼技術(shù)，因而具有良好的抗干擾性和保密性。 由 于相對(duì)定位是在幾點(diǎn)同步觀測(cè) GPS 衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，因此可以有效地消除或減弱許多相同的或基本相同的誤差，如衛(wèi)星鐘的誤差、衛(wèi)星星歷誤差、信號(hào)的傳播延遲誤差和 SA的影響等，從而可以獲得很高的相對(duì)定位精度。另一種是精密動(dòng)態(tài) 定位，其主要目的不是導(dǎo)航，而是精確確定用戶各個(gè)時(shí)刻的位置和速度。 常規(guī)測(cè)量方法的缺陷 (1)規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長(zhǎng)、閉合導(dǎo)線長(zhǎng)及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長(zhǎng)度等有嚴(yán)格規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求。 (4)地面通視困難往往影響常規(guī)測(cè)量的實(shí)施。所以，設(shè)計(jì)中要根據(jù)用戶的要求和可能慎重確定。而網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定是通過(guò)網(wǎng)的整體平差計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 b— — — GPS 接收機(jī)標(biāo)稱精度的比例誤差 。 GPS 網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，標(biāo)石的類 型分為基巖標(biāo)石、基本標(biāo)石和普通標(biāo)石三種。 ④為消除相位中心偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，安置天線時(shí)用羅盤定向使天線指北線嚴(yán)格指向北方，定向誤差根據(jù)定位的精度不同而異，一般不超過(guò) 3176。對(duì)于具體的操作方法因接收機(jī)的型號(hào)不同而異， GPS 收機(jī)都隨機(jī)帶有操作手冊(cè)，具體操作按操作手冊(cè)執(zhí)行。 ⑦每時(shí)段觀測(cè)前后應(yīng)各量取天線高一次，兩次量高之差不應(yīng)大于 3mm，取平均值作為最后天線高。 觀測(cè)記錄主要由接收機(jī)自動(dòng)完成，即將 GPS 衛(wèi)星信號(hào)與外業(yè)設(shè)置的測(cè)站控制信息以及接收機(jī)工作狀態(tài)等記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí) ,通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù) ,隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng) ,移動(dòng)站可以隨時(shí)調(diào)閱基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)和測(cè)站的實(shí)時(shí)信息。靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)后處理的方式 ,是高精度控制測(cè)量中的理想方法。這樣 ,測(cè)量中即使遇到障礙物 （ 如穿過(guò)橋下或通過(guò)隱蔽地帶 ） 造成失鎖 ,也可在重新捕獲到衛(wèi)星后數(shù)分鐘內(nèi)完成整周未知數(shù)初始化 ,繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。用實(shí)時(shí) GPS 動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn) ,只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘 ,即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、 高程。另外 ,如果你需要在各直線段和曲線段間加樁 ,只需輸入加樁點(diǎn)的樁號(hào)就行了 ,剩下工作由 GPS來(lái)完成。另外，由于道路測(cè)量一般采用分別建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，來(lái)確定地面點(diǎn)的平面位置和高程。 39。,iixy）的坐標(biāo)差 39。1 1c o s sinsin c o si ii ixxxyy y??? ????? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? 因此由上式可計(jì)算各點(diǎn)在線路坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。因此對(duì)于定測(cè)高程的計(jì)算應(yīng)采用動(dòng)態(tài)的擬合模型，即無(wú)論采用何種擬合算法都首先找出距該點(diǎn)最近的幾個(gè)點(diǎn)，利用這幾個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算擬合參數(shù)，當(dāng)點(diǎn)位發(fā)生變化則其相當(dāng)?shù)?GPS水準(zhǔn)重合點(diǎn)也發(fā)生變化，避免了人為分區(qū)的缺陷。）、跨三度投影帶的第35帶（中央子午線為 105176。此外 , 在快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量中 , 能快速地解算整周模糊值 , 從而使觀測(cè)時(shí)間比單頻機(jī)少 , 但價(jià)格較高 , 用于精密相對(duì)定位的雙頻機(jī)精度可達(dá) 5mm + 1ppm178。 D , 因此無(wú)論單頻機(jī)或雙頻機(jī)均可滿足公路控制測(cè)量的要求。 測(cè)區(qū)在 1954 年北京坐標(biāo)系中高程異常為 + 米，平均曲率半徑 R=6363331 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 測(cè)區(qū)位置及概況 測(cè)區(qū)從云南與廣西交界的羅村口起經(jīng)富寧縣和廣南縣到硯山縣止，主線全長(zhǎng)約225Km。無(wú)論線路坐標(biāo)系采用的是國(guó)家坐標(biāo)、 城市坐標(biāo)或工程獨(dú)立坐標(biāo)，該模型均適用。 39。y? / 39。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 從 RTK定位原理知，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)站輸入 WGS— 84系坐標(biāo)，二要在流動(dòng)