【正文】 積分后對(duì)方位角大小的影響的準(zhǔn)確性由上述可知其實(shí)際計(jì)算步驟為據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算各段曲線銜接處的里程并給出其曲率值給出路線起始點(diǎn)方位角αA計(jì)算αi計(jì)算坐標(biāo)增量通過連續(xù)累加即可算出各點(diǎn)的線路坐標(biāo)　　該算法適用于各種線型及其相互組合如S型凸型及復(fù)合型因其曲率在每一組合段中都是線性變化的其銜接處的曲率也很容易給出因此都道路中線各點(diǎn)的坐標(biāo)都是表示在線路坐標(biāo)系中的而GPS衛(wèi)星采用的是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)測(cè)量的結(jié)果也是屬于該坐標(biāo)系的因此要把該結(jié)果實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換到線路坐標(biāo)系中才能使兩者進(jìn)行比較另外在平面位置滿足要求以后還要其高程信息而GPS測(cè)得的是大地高還要將其轉(zhuǎn)換為水準(zhǔn)高才能繪制橫斷面圖 ⑴ 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換　　為在定測(cè)中運(yùn)用RTK技術(shù)應(yīng)首先建立RTK作業(yè)的基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)即控制網(wǎng)點(diǎn)之間的距離可以是幾公里或十幾公里這此點(diǎn)構(gòu)成線路的首級(jí)控制網(wǎng)它不僅有WGS84坐標(biāo)同時(shí)也有線路坐標(biāo)系的坐標(biāo)在RTK作業(yè)時(shí)應(yīng)求得轉(zhuǎn)換參數(shù)以進(jìn)行兩種坐標(biāo)系的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換在兩個(gè)控制點(diǎn)間的線路應(yīng)選用該兩點(diǎn)的兩套坐標(biāo)求轉(zhuǎn)換參數(shù)高程計(jì)算　　在線路工程中完全用GPS替代基平測(cè)量尚有一定的困難基平仍由水準(zhǔn)或測(cè)距三角高程來完成基平一般每1～2 km布設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)在基平點(diǎn)選擇及GPS線路控制時(shí)應(yīng)顧及兩者有足夠多的重合點(diǎn)這樣保證每2～3 km有一個(gè)重合點(diǎn)這時(shí)采用擬合模型其誤差就能得到有效的控制擬合后相對(duì)于基平水準(zhǔn)點(diǎn)高程中誤差可在2～3 cm以內(nèi)這樣的精度可以滿足中平測(cè)量以及野外地形數(shù)據(jù)采集對(duì)高程的精度要求計(jì)算各待定點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)線形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及待定點(diǎn)的里程按本節(jié)闡述的線路中線點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算的模型可計(jì)算出各整樁和加樁的設(shè)計(jì)坐標(biāo)也可用已有的成熟軟件進(jìn)行計(jì)算將測(cè)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到手持機(jī)中設(shè)計(jì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)可由一定的軟件輸送到手持機(jī)中也可由人工直接在手持機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入但人工輸入工作效率較慢且容易出錯(cuò)不適合于大量點(diǎn)的輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算首先確定采用哪些點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算這些點(diǎn)應(yīng)具有線路坐標(biāo)和WGS84坐標(biāo)若沒有WGS84坐標(biāo)則可在野外利用RTK技術(shù)實(shí)時(shí)測(cè)得在樁定線路時(shí)一般實(shí)時(shí)只考慮平面位置可把平面和高程分開處理平面采用平面轉(zhuǎn)換的模型后處理高程計(jì)算采用動(dòng)態(tài)擬合模型野外實(shí)測(cè)野外實(shí)測(cè)時(shí)基準(zhǔn)站可設(shè)置于視野開闊的已知控制點(diǎn)上試驗(yàn)時(shí)基準(zhǔn)站設(shè)置于E作好GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)及電池等的連線工作輸入?yún)⒖颊镜淖鴺?biāo)及其它一些設(shè)置參數(shù)后啟動(dòng)基準(zhǔn)站設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)數(shù)據(jù)鏈不斷地發(fā)射校正信息此時(shí)移動(dòng)站可開始工作移動(dòng)站應(yīng)從另一已知點(diǎn)出發(fā)即先驗(yàn)證已知坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)及參考站設(shè)置的準(zhǔn)確性然后測(cè)設(shè)各整樁和加樁的位置在每次作業(yè)的最后應(yīng)再次回到已知點(diǎn)上檢查是否與已知數(shù)據(jù)相符以保證實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量為確定點(diǎn)的實(shí)際位置需要移動(dòng)天線在手持機(jī)上可給出需移動(dòng)的距離或者南北向和東西向各移動(dòng)多少為在實(shí)際移動(dòng)中能夠準(zhǔn)確確定移動(dòng)的方位和距離應(yīng)配合以手表式的指南針也可采用一小鋼卷尺為輔助工具當(dāng)與目標(biāo)點(diǎn)在1 m以內(nèi)時(shí)選擇兩點(diǎn)觀測(cè)兩點(diǎn)與目標(biāo)的距離可得到用小卷尺采用距離交會(huì)便可較準(zhǔn)確地定出待定點(diǎn)的位置再把儀器放置上面觀測(cè)確定是否準(zhǔn)確　　利用RTK技術(shù)進(jìn)行中線定測(cè)時(shí)線路上的里程可按一定的算法算出即首先計(jì)算至前一整樁的直線距離S然后根據(jù)程序計(jì)算該整樁加S處點(diǎn)的坐標(biāo)X1Y1進(jìn)而計(jì)算距離S1S1與S的差即為曲線長S處的弦曲差該差作為第一次改正加到S中即可得到加樁的里程若精度不夠可再次趨近RTK到現(xiàn)場(chǎng)放樣之前最好先把測(cè)量控制點(diǎn)成果和待放樣的路線中坐標(biāo)輸入到RTK的內(nèi)存中當(dāng)然如果時(shí)間來不及以上數(shù)據(jù)未輸入到RTK中也沒有關(guān)系在現(xiàn)場(chǎng)放樣是需要用到哪個(gè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)輸入該點(diǎn)坐標(biāo)即可只不過這樣的話野外測(cè)量放樣的工作效率要低一些RTK測(cè)量技術(shù)用于公路測(cè)量中道路中線放樣可以大大提高工作效率采用RTK技術(shù)放樣工作可以由一個(gè)人完成放樣方法靈活即可按照樁號(hào)放樣也可按照坐標(biāo)放樣并可以隨時(shí)變換放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位便與前后左右移動(dòng)直到誤差小于設(shè)定時(shí)的為止所有中樁數(shù)據(jù)樁號(hào)高程坐標(biāo)都可以文本文件的方式供給設(shè)計(jì)人員使用總 結(jié)通過GPSRTK技術(shù)在孝義市市區(qū)北外環(huán)公路控制網(wǎng)的測(cè)繪中的應(yīng)用可以深刻的體會(huì)到GPS技術(shù)的優(yōu)越性感受到GPS具有其他測(cè)量儀器和測(cè)量方法無可比擬的優(yōu)勢(shì)以往的公路測(cè)量工作主利用傳統(tǒng)手段如經(jīng)緯儀全站儀等測(cè)量儀器進(jìn)行人工測(cè)量然后在室內(nèi)整理計(jì)算得到最終結(jié)果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)果精度還比較低時(shí)間周期也長不能及時(shí)反映道路交通的實(shí)際現(xiàn)狀這項(xiàng)技術(shù)也代表了測(cè)量方法的改進(jìn)使其成為沿著高生產(chǎn)率方向發(fā)展的一種自然進(jìn)程1 GPS的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面 1測(cè)站間無需保持通視 由于 GPS 定位時(shí)測(cè)站間不要求互相通視可省略許多中間過渡點(diǎn)且不必建標(biāo)從而省大量的人力物力 2可提供三維坐標(biāo) 經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同的方法分別施測(cè) GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)目前GPS水準(zhǔn)測(cè)量的精度可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度3全天候觀測(cè) GPS 測(cè)量不受氣候條件的限制目前GPS觀測(cè)可在一天24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間觀測(cè)4 定位精度高 實(shí)踐證明GPS相對(duì)定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)到106100500km可以達(dá)1071000km以上可達(dá)109一小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面位置誤差小于1mm 正因?yàn)?GPS 定位技術(shù)具有上述優(yōu)點(diǎn)因而在地質(zhì)勘探中得到了廣泛的應(yīng)用 同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一些不足GPS能為你提供定位服務(wù)但不能永遠(yuǎn)工作 GPS能告訴你應(yīng)該向那里走但不能替你走GPS能告訴你當(dāng)前的位置但不能告訴你周圍的地形狀況GPS能幫助你記走過的路但不能完美地再現(xiàn)購買設(shè)備所投入的費(fèi)用很高第二篇 三度帶六度帶的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換第一節(jié) 簡述 高斯克呂格平面直角坐標(biāo)用 x y 表示其中 x 表示縱軸 y 表示橫軸顯然與數(shù)學(xué)上常見的平面直角坐標(biāo)系表示方法是不同的點(diǎn)的高斯克呂格平面直角坐標(biāo)是通過高斯克呂格投影計(jì)算得到的眾所周知大地測(cè)量的作用之一是測(cè)定地面點(diǎn)的坐標(biāo)以控?fù)?IJ 地形測(cè)圖地圖是平面的作為控制測(cè)圖的大地點(diǎn)的坐標(biāo)也必須是平面坐標(biāo)我國各個(gè)等級(jí)大地點(diǎn)成果表中所載的坐標(biāo)一般為高斯克呂格平面直角坐標(biāo)將橢球面上各點(diǎn)的大地坐標(biāo)按照一定的數(shù)學(xué)法則變換為平面上相應(yīng)點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)通常稱之為地圖投影這里所說的一定的數(shù)學(xué)法則可以用下面兩個(gè)方程式表示 x F1 L B 1y F2 LB 式中 L B 是橢球面上某一點(diǎn)的大地坐標(biāo)而 x y 是該點(diǎn)投影平面上的直坐標(biāo)上式表示了橢球面上一點(diǎn)同投影平面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的解析關(guān)系也叫坐標(biāo)投影公式各種不同的投影就是按照一定的條件來確定式中的函數(shù)形式F1 F2 的 地球橢球面是不可展的曲面無論用什么函數(shù)式F1 F2x 軸 和橫坐標(biāo)軸 即 y 軸 兩者的交點(diǎn) O 為坐標(biāo)原點(diǎn)這就構(gòu)成高斯 一克 呂格平面直角坐標(biāo)系如下圖10所示投影后點(diǎn)的平面坐標(biāo) x y 可按一定的解析式計(jì)算得到無論是從橢球面還是從球面到平面這種投影都不能用幾何的方法嚴(yán)格表示因此不能認(rèn)為是一種透視投影 圖1高斯克呂投影沒有角度變形在中央子午線上也沒有長度變形但除中央子午線外均存在長度變形且相距中央于午線越遠(yuǎn)長度變形越甚為了控制長度變形按一定的經(jīng)差將地球表面分為若干帶我國采用的是將中央子午線左右各 3 度或 1 5 度劃分為帶稱為六度帶或三度帶各帶均按高斯 一克 呂格投影三個(gè)條件進(jìn)行投影為此各帶將有自己的坐標(biāo)軸和原點(diǎn)高斯 一克 呂格投影六度帶自0 o子午線起每隔經(jīng)差6 o 自西向東分帶依此編號(hào) 1 2 3 設(shè)帶號(hào)為 n 中央子午線的經(jīng)度為 L0則 L0o 6n3反之六度帶的帶號(hào)也可寫為 n L0o 十 3 6三度帶是在六度帶的基礎(chǔ)上分帶的它的中央子午線一部分同六度帶的中央子午線重合一部分同六度帶的分帶子午線重合有關(guān)規(guī)范中沒有規(guī)定統(tǒng)一的編號(hào)現(xiàn)仍用 1 2 3 編號(hào)并在帶號(hào)前注以三度帶以示區(qū)別自15o 子午線起每隔經(jīng)差3o自西向東分帶依此編號(hào) 1 2 3 設(shè)帶號(hào)為 n ˊ中央子午線的經(jīng)度為L0o 則n ˊ L0o3 2n 1 六度帶和三度帶的編號(hào)如下圖所示為了避免橫坐標(biāo) y 出現(xiàn)負(fù)值規(guī)定將 y 值加上 500 000m 又為了區(qū)別各帶坐標(biāo)的不同規(guī)定在 y 值 已加 500 000m 的前面冠以帶號(hào) n 相當(dāng)于對(duì) y 值加 n l000 000m 并以符號(hào)Y假定Y假定Y假定Y假定圖2高斯克呂格投影簡稱高斯投影又有名謂橫墨卡托投影蘭勃特圓柱投影等高斯投影除了研究點(diǎn)的大地坐標(biāo) L B 和 高斯克呂格平面角坐標(biāo) x y 相互換算外還將研究橢球面上的方向長度等變換至高斯克呂格投影平面以及相鄰帶不同高斯呂格平面直角坐標(biāo)換算等第二節(jié) 研究目的高斯投影雖然保證了角度沒有變形這一優(yōu)點(diǎn)但其長度變形較嚴(yán)重為了限制高斯投影的長度變形必須依中央子午線進(jìn)行分帶把投影范圍限制在中央子午線東西兩側(cè)一定的狹長帶內(nèi)分別進(jìn)行但這又使得統(tǒng)一的坐標(biāo)系分割成各帶的獨(dú)立坐標(biāo)系于是因分帶的結(jié)果產(chǎn)生了新的矛盾即在生產(chǎn)建設(shè)中提出了各相鄰帶的互相聯(lián)系問題這個(gè)問題是通過由一個(gè)帶的平面坐標(biāo)換算到相鄰帶的平面坐標(biāo)簡稱為鄰帶換算的方法來解決的具體來說在以下情況下需要進(jìn)行坐標(biāo)鄰帶換算如圖10所示AB1234CD為位于兩個(gè)相鄰帶邊緣地區(qū)并跨越兩個(gè)投影帶東西帶的控制網(wǎng)假如起算點(diǎn)AB及CD的起始坐標(biāo)是按兩帶分別給出的話那么為了能在同一帶內(nèi)進(jìn)行平差計(jì)算必須把西帶的AB點(diǎn)的起始坐標(biāo)換算到東帶或者把東帶的CD點(diǎn)的坐標(biāo)換算到西帶圖3在分界子午線附近地區(qū)測(cè)圖時(shí)往往需要用到另一帶的三角點(diǎn)作為控制因此必須將這些點(diǎn)的坐標(biāo)換算到同一帶中為實(shí)現(xiàn)兩鄰帶地形圖的拼接和使用位于45′或375′重疊地區(qū)的三角點(diǎn)需具有相鄰兩帶的坐標(biāo)值如下圖11所示圖43當(dāng)大比例尺110000或者更大測(cè)圖時(shí)特別是在工程測(cè)量中要求采用3176。21～111176。56北緯36176。帶15176。帶坐標(biāo)這時(shí)就產(chǎn)生了6176。18之間海拔731～1777米北與汾陽為鄰西北與中陽縣相依西與交口縣接壤南與靈石縣相連東南與介休市隔汾河相望境域東西直線最長46公里南北直線最寬為2655公里總面積9458平方公里交通當(dāng)今孝義區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯交通便利公路鐵路四通八達(dá)距省會(huì)城市太原120公里境內(nèi)38公里的南同蒲公鐵路介西支線直插腹地貫穿東西33公里的孝柳鐵路向西延伸直抵黃河大運(yùn)高速公路太高速公路從南北兩側(cè)擦境而過孝義的主干公路南北縱貫的汾介一級(jí)公路和東西橫穿的孝午公路與307和108國道市鄉(xiāng)油路鄉(xiāng)村公路構(gòu)成了縱橫交錯(cuò)四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)公路通車?yán)锍踢_(dá)1288公里 CJJ 899 布設(shè)城市圖根導(dǎo)線控制網(wǎng)分級(jí)布網(wǎng)如圖31 圖31 分級(jí)布網(wǎng)二測(cè)量作業(yè)流程圖32 GPS實(shí)測(cè)流程圖三GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案1儀器設(shè)備⑴GPS控制網(wǎng)的儀器設(shè)備配置表31 GPS控制網(wǎng)布設(shè)的儀器設(shè)備儀器設(shè)備名稱 數(shù)量 9600型GPS接收機(jī) 4臺(tái) 三腳架 4付 對(duì)講機(jī) 4個(gè) 小鋼尺 4把 數(shù)據(jù)傳輸線 1根 ⑵9600型GPS接收機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)靜態(tài)相對(duì)定位精度 靜態(tài)基線177。5mm1E8D距離精度177。 有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù) 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 時(shí)段長度min 數(shù)據(jù)采樣間隔s 四等二級(jí) 靜 態(tài) ≥15 ≥4 ≥16 ≥45 10～60 快速靜態(tài) ≥15 ≥5 ≥16 ≥15 10～60 注① 當(dāng)采用雙頻機(jī)進(jìn)行快速靜態(tài)觀測(cè)時(shí)時(shí)間長度可縮短為10min② GPS測(cè)量各等級(jí)的點(diǎn)位幾何強(qiáng)度因子PDOP值應(yīng)小于6③GPS控制網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的檢核3 數(shù)據(jù)預(yù)處理⑴ 基線解算可采用雙差相位觀測(cè)值對(duì)于邊長超過30km的基線解算使也可采用三差相位觀測(cè)值⑵ 在采用多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)的一個(gè)同步時(shí)段中可采用單基線模式解算也可以只選擇獨(dú)立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算⑶ 同一級(jí)別的GPS網(wǎng)根據(jù)基線長度不同可采用不同的數(shù)學(xué)處理模型但8km內(nèi)的基線必須采用雙差固定解30km以內(nèi)的基線可在雙差固定解和雙差浮點(diǎn)解中選擇最優(yōu)結(jié)果30km及其以上的基線可采用三差解作為基線解算的最終結(jié)果4 同步觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢核⑴ 同一時(shí)段觀測(cè)值基線向量處理中二三等數(shù)據(jù)采用率都不宜低于80⑵ 采用單基線處理模式時(shí)對(duì)于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差和全長相對(duì)閉合差不宜超過表36的規(guī)定表36 同步環(huán)坐標(biāo)分量及環(huán)線全長相對(duì)閉合差的規(guī)定1106 32式中——重復(fù)觀測(cè)基線的長度較差 ——相應(yīng)級(jí)別的規(guī)定中誤差按平均邊長計(jì)算6 同步觀測(cè)環(huán)的檢核對(duì)于采用不同數(shù)學(xué)模型的基線解其同步時(shí)段中任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長相對(duì)閉和差應(yīng)符合下式的規(guī)定 33式中——三邊同步環(huán)閉和差對(duì)于四站或更多站同步閉合環(huán)而言除應(yīng)用上述方法檢查一切可能的三邊環(huán)閉合差外所有閉合環(huán)的分量閉合差不應(yīng)大于而環(huán)閉合差符合下式規(guī)定 34式中——同步環(huán)的邊數(shù)7 異步觀測(cè)環(huán)的檢核無論采用單基線模式或多基線模式解算基線都應(yīng)在整個(gè)GPS網(wǎng)中選取一組完全的獨(dú)立基線構(gòu)成獨(dú)立環(huán)各獨(dú)立環(huán)的坐標(biāo)分量閉和差和全長閉合差應(yīng)符合下式的規(guī)定 35式中——異步環(huán)閉和差 ——異步環(huán)中的邊數(shù)8 GPS網(wǎng)平差處理⑴ 無約束平差當(dāng)各項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)符合要求時(shí)應(yīng)以所有獨(dú)立基線組成閉合圖形以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測(cè)信息以一個(gè)點(diǎn)的WGS84系三維坐標(biāo)作為起算依據(jù)進(jìn)行GPS網(wǎng)的無約束平差無約束平差應(yīng)提供各控制點(diǎn)在WGS8