【正文】 積分后對方位角大小的影響的準確性由上述可知其實際計算步驟為據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)計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方位角αA計算αi計算坐標增量通過連續(xù)累加即可算出各點的線路坐標　　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的坐標都是表示在線路坐標系中的而GPS衛(wèi)星采用的是WGS84坐標系統(tǒng)測量的結(jié)果也是屬于該坐標系的因此要把該結(jié)果實時轉(zhuǎn)換到線路坐標系中才能使兩者進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測得的是大地高還要將其轉(zhuǎn)換為水準高才能繪制橫斷面圖 ⑴ 坐標轉(zhuǎn)換　　為在定測中運用RTK技術(shù)應(yīng)首先建立RTK作業(yè)的基準站網(wǎng)絡(luò)即控制網(wǎng)點之間的距離可以是幾公里或十幾公里這此點構(gòu)成線路的首級控制網(wǎng)它不僅有WGS84坐標同時也有線路坐標系的坐標在RTK作業(yè)時應(yīng)求得轉(zhuǎn)換參數(shù)以進行兩種坐標系的實時轉(zhuǎn)換在兩個控制點間的線路應(yīng)選用該兩點的兩套坐標求轉(zhuǎn)換參數(shù)高程計算　　在線路工程中完全用GPS替代基平測量尚有一定的困難基平仍由水準或測距三角高程來完成基平一般每1～2 km布設(shè)一個水準點在基平點選擇及GPS線路控制時應(yīng)顧及兩者有足夠多的重合點這樣保證每2～3 km有一個重合點這時采用擬合模型其誤差就能得到有效的控制擬合后相對于基平水準點高程中誤差可在2～3 cm以內(nèi)這樣的精度可以滿足中平測量以及野外地形數(shù)據(jù)采集對高程的精度要求計算各待定點的坐標根據(jù)線形設(shè)計數(shù)據(jù)及待定點的里程按本節(jié)闡述的線路中線點位坐標計算的模型可計算出各整樁和加樁的設(shè)計坐標也可用已有的成熟軟件進行計算將測設(shè)點的坐標輸入到手持機中設(shè)計坐標數(shù)據(jù)可由一定的軟件輸送到手持機中也可由人工直接在手持機上進行數(shù)據(jù)輸入但人工輸入工作效率較慢且容易出錯不適合于大量點的輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)計算首先確定采用哪些點進行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算這些點應(yīng)具有線路坐標和WGS84坐標若沒有WGS84坐標則可在野外利用RTK技術(shù)實時測得在樁定線路時一般實時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算采用動態(tài)擬合模型野外實測野外實測時基準站可設(shè)置于視野開闊的已知控制點上試驗時基準站設(shè)置于E作好GPS接收機數(shù)據(jù)鏈電臺及電池等的連線工作輸入?yún)⒖颊镜淖鴺思捌渌恍┰O(shè)置參數(shù)后啟動基準站設(shè)備進入工作狀態(tài)數(shù)據(jù)鏈不斷地發(fā)射校正信息此時移動站可開始工作移動站應(yīng)從另一已知點出發(fā)即先驗證已知坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)及參考站設(shè)置的準確性然后測設(shè)各整樁和加樁的位置在每次作業(yè)的最后應(yīng)再次回到已知點上檢查是否與已知數(shù)據(jù)相符以保證實測數(shù)據(jù)的質(zhì)量為確定點的實際位置需要移動天線在手持機上可給出需移動的距離或者南北向和東西向各移動多少為在實際移動中能夠準確確定移動的方位和距離應(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與目標點在1 m以內(nèi)時選擇兩點觀測兩點與目標的距離可得到用小卷尺采用距離交會便可較準確地定出待定點的位置再把儀器放置上面觀測確定是否準確　　利用RTK技術(shù)進行中線定測時線路上的里程可按一定的算法算出即首先計算至前一整樁的直線距離S然后根據(jù)程序計算該整樁加S處點的坐標X1Y1進而計算距離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)場放樣之前最好先把測量控制點成果和待放樣的路線中坐標輸入到RTK的內(nèi)存中當然如果時間來不及以上數(shù)據(jù)未輸入到RTK中也沒有關(guān)系在現(xiàn)場放樣是需要用到哪個點現(xiàn)場臨時輸入該點坐標即可只不過這樣的話野外測量放樣的工作效率要低一些RTK測量技術(shù)用于公路測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人完成放樣方法靈活即可按照樁號放樣也可按照坐標放樣并可以隨時變換放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位便與前后左右移動直到誤差小于設(shè)定時的為止所有中樁數(shù)據(jù)樁號高程坐標都可以文本文件的方式供給設(shè)計人員使用總 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)的測繪中的應(yīng)用可以深刻的體會到GPS技術(shù)的優(yōu)越性感受到GPS具有其他測量儀器和測量方法無可比擬的優(yōu)勢以往的公路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行人工測量然后在室內(nèi)整理計算得到最終結(jié)果這樣做不但工作量大浪費大量的人力物力且測量結(jié)果精度還比較低時間周期也長不能及時反映道路交通的實際現(xiàn)狀這項技術(shù)也代表了測量方法的改進使其成為沿著高生產(chǎn)率方向發(fā)展的一種自然進程1 GPS的優(yōu)勢主要有以下幾個方面 1測站間無需保持通視 由于 GPS 定位時測站間不要求互相通視可省略許多中間過渡點且不必建標從而省大量的人力物力 2可提供三維坐標 經(jīng)典大地測量將平面與高程采用不同的方法分別施測 GPS可同時精確測定測點的三維坐標目前GPS水準測量的精度可滿足四等水準測量的精度3全天候觀測 GPS 測量不受氣候條件的限制目前GPS觀測可在一天24小時內(nèi)的任何時間觀測4 定位精度高 實踐證明GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達到106100500km可以達1071000km以上可達109一小時以上觀測的解其平面位置誤差小于1mm 正因為 GPS 定位技術(shù)具有上述優(yōu)點因而在地質(zhì)勘探中得到了廣泛的應(yīng)用 同時也發(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)備所投入的費用很高第二篇 三度帶六度帶的坐標轉(zhuǎn)換第一節(jié) 簡述 高斯克呂格平面直角坐標用 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系表示方法是不同的點的高斯克呂格平面直角坐標是通過高斯克呂格投影計算得到的眾所周知大地測量的作用之一是測定地面點的坐標以控擊 IJ 地形測圖地圖是平面的作為控制測圖的大地點的坐標也必須是平面坐標我國各個等級大地點成果表中所載的坐標一般為高斯克呂格平面直角坐標將橢球面上各點的大地坐標按照一定的數(shù)學(xué)法則變換為平面上相應(yīng)點的平面直角坐標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方程式表示 x F1 L B 1y F2 LB 式中 L B 是橢球面上某一點的大地坐標而 x y 是該點投影平面上的直坐標上式表示了橢球面上一點同投影平面上對應(yīng)點之間的解析關(guān)系也叫坐標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 和橫坐標軸 即 y 軸 兩者的交點 O 為坐標原點這就構(gòu)成高斯 一克 呂格平面直角坐標系如下圖10所示投影后點的平面坐標 x y 可按一定的解析式計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格表示因此不能認為是一種透視投影 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 呂格投影三個條件進行投影為此各帶將有自己的坐標軸和原點高斯 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 1 2 3 設(shè)帶號為 n 中央子午線的經(jīng)度為 L0則 L0o 6n3反之六度帶的帶號也可寫為 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)一的編號現(xiàn)仍用 1 2 3 編號并在帶號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 1 2 3 設(shè)帶號為 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如下圖所示為了避免橫坐標 y 出現(xiàn)負值規(guī)定將 y 值加上 500 000m 又為了區(qū)別各帶坐標的不同規(guī)定在 y 值 已加 500 000m 的前面冠以帶號 n 相當于對 y 值加 n l000 000m 并以符號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的大地坐標 L B 和 高斯克呂格平面角坐標 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)點但其長度變形較嚴重為了限制高斯投影的長度變形必須依中央子午線進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)分別進行但這又使得統(tǒng)一的坐標系分割成各帶的獨立坐標系于是因分帶的結(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)系問題這個問題是通過由一個帶的平面坐標換算到相鄰帶的平面坐標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行坐標鄰帶換算如圖10所示AB1234CD為位于兩個相鄰帶邊緣地區(qū)并跨越兩個投影帶東西帶的控制網(wǎng)假如起算點AB及CD的起始坐標是按兩帶分別給出的話那么為了能在同一帶內(nèi)進行平差計算必須把西帶的AB點的起始坐標換算到東帶或者把東帶的CD點的坐標換算到西帶圖3在分界子午線附近地區(qū)測圖時往往需要用到另一帶的三角點作為控制因此必須將這些點的坐標換算到同一帶中為實現(xiàn)兩鄰帶地形圖的拼接和使用位于45′或375′重疊地區(qū)的三角點需具有相鄰兩帶的坐標值如下圖11所示圖43當大比例尺110000或者更大測圖時特別是在工程測量中要求采用3176。21～111176。56北緯36176。帶15176。帶坐標這時就產(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平方公里交通當今孝義區(qū)位優(yōu)勢明顯交通便利公路鐵路四通八達距省會城市太原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)成了縱橫交錯四通八達的交通網(wǎng)絡(luò)公路通車里程達1288公里 CJJ 899 布設(shè)城市圖根導(dǎo)線控制網(wǎng)分級布網(wǎng)如圖31 圖31 分級布網(wǎng)二測量作業(yè)流程圖32 GPS實測流程圖三GPS控制網(wǎng)的設(shè)計方案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 4臺 三腳架 4付 對講機 4個 小鋼尺 4把 數(shù)據(jù)傳輸線 1根 ⑵9600型GPS接收機的主要技術(shù)參數(shù)靜態(tài)相對定位精度 靜態(tài)基線177。5mm1E8D距離精度177。 有效觀測衛(wèi)星數(shù) 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 時段長度min 數(shù)據(jù)采樣間隔s 四等二級 靜 態(tài) ≥15 ≥4 ≥16 ≥45 10～60 快速靜態(tài) ≥15 ≥5 ≥16 ≥15 10～60 注① 當采用雙頻機進行快速靜態(tài)觀測時時間長度可縮短為10min② GPS測量各等級的點位幾何強度因子PDOP值應(yīng)小于6③GPS控制網(wǎng)測量數(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值對于邊長超過30km的基線解算使也可采用三差相位觀測值⑵ 在采用多臺接收機同步觀測的一個同步時段中可采用單基線模式解算也可以只選擇獨立基線按多基線處理模式統(tǒng)一解算⑶ 同一級別的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 同步觀測數(shù)據(jù)的檢核⑴ 同一時段觀測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對于采用同一種數(shù)學(xué)模型的基線解其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標分量相對閉合差和全長相對閉合差不宜超過表36的規(guī)定表36 同步環(huán)坐標分量及環(huán)線全長相對閉合差的規(guī)定1106 32式中——重復(fù)觀測基線的長度較差 ——相應(yīng)級別的規(guī)定中誤差按平均邊長計算6 同步觀測環(huán)的檢核對于采用不同數(shù)學(xué)模型的基線解其同步時段中任一三邊同步環(huán)的坐標分量閉合差和全長相對閉和差應(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GPS網(wǎng)中選取一組完全的獨立基線構(gòu)成獨立環(huán)各獨立環(huán)的坐標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 無約束平差當各項質(zhì)量檢驗符合要求時應(yīng)以所有獨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)方差陣作為觀測信息以一個點的WGS84系三維坐標作為起算依據(jù)進行GPS網(wǎng)的無約束平差無約束平差應(yīng)提供各控制點在WGS8