【正文】 高程控制側(cè)量： GPS 測(cè)得的大地高屬于 WGS84 系統(tǒng)，因此必須采用高程擬合的方法，來(lái)求得正常高。同時(shí)，這個(gè)軟件還應(yīng)繼續(xù)支持原有的各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及GPSRTD 作業(yè)模式。檢核正確后即可進(jìn)行 。但是如果抄平組和橫斷面組速度跟不上 ,會(huì)導(dǎo)致 3 個(gè)流程脫節(jié) ,不利于統(tǒng)一指揮和調(diào)度。 ? 用經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺測(cè)線路橫斷面。 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與現(xiàn)測(cè)量方法的比較及實(shí)際應(yīng)用 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與流程 公路的縱橫斷面設(shè)計(jì)需要進(jìn)行中樁放樣和縱橫斷面測(cè)量。 ? 實(shí)施 “ 定位 +放樣 ” 的一體化作業(yè)方式 ： 該作業(yè)方式是將公路勘測(cè)工作分為定位作業(yè)和放樣作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。通過(guò)專用繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上完成定線后，勘測(cè)人員需要將公路中線在實(shí)地上標(biāo)定出來(lái)。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。近十多年來(lái)，由于 GPS 定位技術(shù)在公路勘測(cè)系統(tǒng)中的普及，測(cè)量iiiii LL BdBB ?? ????? ? ? ?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 17 作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度有所減輕，但是整個(gè)野外作業(yè)步驟并沒(méi)有太大的觸動(dòng)，因而作業(yè)周期仍無(wú)顯著的縮短。 第 3 章 公路斷面測(cè)量 公路斷面測(cè)量的現(xiàn)狀 實(shí)現(xiàn)測(cè)量方式的自動(dòng)化、一體化、一直是測(cè)繪工作者追求的目標(biāo)。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中協(xié)因數(shù)陣的轉(zhuǎn)換 (1)、 將空間直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 XQ 轉(zhuǎn)化為大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 BQ 因有 : ? ? ? ?TT dZdYdXAdHdLdB , ?? 則有： TXB AQAQ ??? (2)、 將大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 BQ 轉(zhuǎn)化為高斯平面直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 GQ 因有： ? ? ? ?TT dLdBBdYdX , ?? 則有： TBG BQBQ ??? (3)、 直接由 空間直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 XQ 計(jì)算高斯平面直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣GQ TXG CQCQ ??? 式中， ABC ?? 簡(jiǎn)化之有： 當(dāng)只有一個(gè)重合點(diǎn)時(shí)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 在 GPS 網(wǎng)中只具有一個(gè)重合點(diǎn)時(shí) ,可以僅設(shè)三個(gè)平移參數(shù) ,并利用重合點(diǎn)的雙重坐標(biāo) ,即重合點(diǎn)在 WGS－ 84 坐標(biāo)系的坐標(biāo) : ? ? ? ?GG ZYXHLB , ? 重合點(diǎn)在某國(guó)家坐標(biāo)系 (或地方獨(dú)立坐標(biāo)系 )的坐標(biāo) : ? ? ? ? ? ? DDD ZYXHLByx , ?? 首先利用下式求解三個(gè)平移參數(shù) :利用下式將其它點(diǎn)在 WGS－ 84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成某國(guó)家坐標(biāo)系 (或地方獨(dú)立坐標(biāo)系 )的坐標(biāo)。 3)、若由 ? ? ? ?GD ZYXZYX , ? 則可仍然利用此模型 ,但必須將七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)反號(hào)。其數(shù)學(xué)參數(shù)為 : 長(zhǎng)半軸 :a = 6378137177。 ? 各部委根據(jù)本部門 GPS測(cè)量實(shí)際情況制定的其他 GPS測(cè)量規(guī)程和細(xì)則?；鶞?zhǔn)站根據(jù)該點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)可求出其他衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并將這一改正數(shù)發(fā)送給移動(dòng)站；移動(dòng)站根據(jù)距離改正數(shù)來(lái)改正其定位結(jié)果，大大提高了定位精度，從而使實(shí)時(shí)提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的 三維定位結(jié)果達(dá)到厘米級(jí)精度。為更好地服務(wù)于國(guó)家建設(shè)與發(fā)展，滿足全 球應(yīng)用需求，我國(guó)啟動(dòng)實(shí)施了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ﹝ BeiDou（ COMPASS） Navigation Satellite System﹞是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步 ,RTK技術(shù)將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 ,在未來(lái)也將會(huì)有更加先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量行業(yè)中。另外在高山峽谷及密集森林區(qū)域、城市高樓密布區(qū)域 ,衛(wèi)星信號(hào)被遮擋時(shí)間較長(zhǎng) ,使一天中可作業(yè)時(shí)間受限制。只要滿足 RTK 的基本工作條件 , 在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi) ( 一般 為 4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能達(dá)到 cm級(jí)。如果需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)斷面測(cè)量時(shí) ， 也可采用動(dòng)態(tài) GPS 測(cè)量。設(shè)計(jì)黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后 ， 需將公路中線在地面上標(biāo)定出來(lái) ， 并得到中樁點(diǎn)坐標(biāo)及坐標(biāo)文件。在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖 , 由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息 , 而且采集速度快 , 大大降低了測(cè)圖的難度 , 既省時(shí)又省力。用戶可以免費(fèi)從 INTERNET 網(wǎng)上取得 IGS 發(fā)布的觀測(cè)數(shù)據(jù)和精密星歷等產(chǎn)品。然而，子午儀系統(tǒng)使得研發(fā)部門對(duì)衛(wèi)星定位取得了初步的經(jīng)驗(yàn)，并驗(yàn)證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位的可行性，為 GPS 系統(tǒng)的研制埋下了鋪墊。在衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)與無(wú)線通信手段集成后，該系統(tǒng)便成為一個(gè)位置報(bào)告系統(tǒng)和緊急救援系統(tǒng)。 ? 在資源勘察方面的應(yīng)用： 礦產(chǎn)資源勘查、礦區(qū)范圍的劃定、礦體規(guī)模的測(cè)定等都需要進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量。為了在測(cè)繪領(lǐng)域充分利用這一新技術(shù)，國(guó)家測(cè)繪局專門頒布了《全球定位系統(tǒng)（ GPS）測(cè)量規(guī)范》。后兩幀共 15000b。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過(guò)紀(jì)錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到 (由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的 真實(shí)距離，而是偽距（ PR）：當(dāng) GPS 衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用 1和 0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼（簡(jiǎn)稱偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。 GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí) ,把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?GPS 具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。 論文通過(guò)莊蓋高速公路 2標(biāo)段的斷面測(cè)量實(shí)例，驗(yàn)證了文中提出的利用 GPSRTK及南方 CASS軟件和緯地軟件相結(jié)合的一體化公路斷面測(cè)量的方法，實(shí)踐證明，該方法是可行的，達(dá)到了提高效率和自動(dòng)化程度的目的，斷面數(shù)據(jù)精度也得到了提高，為快速進(jìn)行斷面測(cè)量和地面土方計(jì)算提供了解決方案。 discusses the GPSRTK crosssection measurement in the application of highway engineering advantages。 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。 C/A 碼人為采取措施而刻意降低精度后 ,主要開(kāi)放給民間使用。 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]： ? 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(kāi)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 2020 年至 2020 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)。 ④ RTK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(wèn)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(shuō)移動(dòng)站在移動(dòng)過(guò)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(lè)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。 此坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型亦稱為相似變換模型，或稱為布爾薩 （ Bursa）模型。 7)、所求出七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度取決于重合點(diǎn)所具有的雙重坐標(biāo)的精度和重合點(diǎn)在 GPS 網(wǎng)中的分布情況。???????????????????????????????????ZYXZYXZYXGiiiDiii黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 15 當(dāng)只有一個(gè)重合點(diǎn)和一個(gè)已知大地方位角時(shí)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 首先利用一個(gè)重合點(diǎn)將 GPS 網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)平移變換到某國(guó)家坐標(biāo)系的坐標(biāo) ,再將之轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo) : ? ? ? ? DD HLBZYX , ? 但現(xiàn)在 GPS 網(wǎng)與地面測(cè)量控制網(wǎng)在起始方位上還不一致 ,現(xiàn)利用赫里斯托夫第一微分公式使之一致。 隨著公路設(shè)計(jì)行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展，建立勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、后期管理一體化是現(xiàn)代公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)。由于其定位精度可達(dá)厘米級(jí)，因此能夠用于線路控制網(wǎng)的加密。再通過(guò)內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸和格式轉(zhuǎn)換，至專用繪圖軟件編輯成圖。第二種是利用 RTK 系統(tǒng)中自帶的道路放樣模塊進(jìn)行操作。 ? 實(shí)施 “ 靜態(tài) +動(dòng)態(tài) ” 的一體化作業(yè)方式 ： 該作業(yè)方式是將公路勘測(cè)工作分為靜 態(tài)作業(yè)和動(dòng)態(tài)作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。放樣作業(yè)仍然是利用 GPSRTK 技術(shù)，此時(shí)是在國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)下，根據(jù)定位作業(yè)提供的轉(zhuǎn)換參數(shù)和公路線形點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，調(diào)用 RTK 系統(tǒng)的放樣功能，完成所有放樣工作。隨著 GPSRTK 的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 ,某些單位已經(jīng)使用 GPSRTK 進(jìn)黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 行中樁放樣。操作過(guò)程一般為 :在釘有木樁的點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀 ,量出儀器高 ,鏡頭指向線路方向 ,撥轉(zhuǎn) 90176。 現(xiàn)公路斷面測(cè)量方法與流程 通過(guò)實(shí)驗(yàn) ,GPSRTK 的高程精度完全可以滿足公路中樁放樣和縱橫斷面測(cè)量的要求 ,在此介紹利用 GPSRTK 全面承擔(dān)測(cè)量任務(wù)的作業(yè)過(guò)程 ： ? 在已知點(diǎn)上安置基準(zhǔn)點(diǎn)由于已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)不一定是 WGS84坐標(biāo) ,因此需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。 ? 將野外數(shù)據(jù)傳入電腦 ,經(jīng)過(guò)整理變成電子版 ,這樣即可以進(jìn)行公路設(shè)計(jì)。 由于地面測(cè)量時(shí)通訊的作用距離受發(fā)射臺(tái)與接收臺(tái)之問(wèn)的地形與地物的影響，其理想模式往往難以實(shí)現(xiàn)。求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。以供中線測(cè)量調(diào)用。 ④ 在困難地區(qū)尤其是采用常規(guī)全站儀放測(cè)極不方便且難以保證精度的地區(qū) .使用該法是非常有利的。這種方法直接測(cè)定斷黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 23 面點(diǎn)三維坐標(biāo)，定位快捷（幾秒鐘即可采集一斷面點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)）、不存在誤差積累，可多臺(tái)移動(dòng)站同步作業(yè)，一臺(tái)參考站作業(yè)范圍為電臺(tái)覆蓋范圍，因此比常規(guī)經(jīng)緯儀測(cè)量方法具有很大優(yōu)勢(shì)。 施測(cè)時(shí) ,用 GPSRTK測(cè)量中線上的地形特征點(diǎn)、放樣中樁。常需要進(jìn)行地形圖和斷面圖的測(cè)繪。 ③對(duì)于橫斷面內(nèi)插時(shí)，緯地軟件能夠根據(jù)地形變化點(diǎn)批量繪出橫斷面圖。 公路主線線形設(shè)計(jì) ? 新建項(xiàng)目 ： ① 用 AUTOCAD 打開(kāi)電子地形圖 ② 開(kāi)始設(shè)計(jì)任務(wù)，即新建 (或打開(kāi) )項(xiàng)目 圖 45 CASS 新建項(xiàng)目圖 ? 公路平面線形的組成要素 ： 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 27 ① 高速公路，一、二、三級(jí)公路：直線、圓曲線、緩和曲線（回旋線） ② 四級(jí)公路：直線、圓曲線 ? 公路平面線形的常用形式： 直 —緩 —圓 —緩 —直 … 圖 46 公路平面線形圖 ? 設(shè)計(jì) —— 主線平面設(shè)計(jì) ： “ 交點(diǎn)設(shè)計(jì)法 ” 主對(duì)話框 ： 圖