【文章內容簡介】 替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角網(wǎng)、導線網(wǎng)等方法，且相對導線測量可以大大縮短作業(yè)時間。目前的 GPS 測量技術難以替代傳統(tǒng)的精密幾何水準測量方法。但在平緩地區(qū)，利用 RTK 高程曲面擬合技術的方法測量圖根控制點、碎部點，完全可以滿足大比例尺地形圖的測圖精度，大大節(jié)省作業(yè)時間。河南工程學院畢業(yè)設計 2 第一章 測區(qū)概況 濮范高速公路項目是河南省 “十一五 ”規(guī)劃的范縣至輝縣高速公路主要部分，也是濮陽市構建區(qū)域交通骨架體系的重點 項目。該項目建成后，將和京港澳國家高速公路、大廣國家高速公路、濮鶴高速公路、德商高速公路形成一條從豫北、中原城市群以及晉東南至山東濟南、青島等渤海沿岸經(jīng)濟圈的快速通道，將為 “聯(lián)網(wǎng)三省高速、打通豫魯快捷人口、形成晉豫渤運輸通道、緩解區(qū)域路網(wǎng)壓力 ”發(fā)揮重要作用，為促進省際之間的物資往來和人員流動以及帶動河南省及濮陽經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮巨大的區(qū)域優(yōu)勢。 第一節(jié) 工程介紹 濮范高速西起大 (慶 )廣 (州 )高速公路，向東依次經(jīng)過高新區(qū)、華龍區(qū)、清豐縣、濮陽縣、范縣，止于擬建的 (山東 )德 (州 )(河南 )商 (丘 )高速公路，全長 55． 6 公里，其中大橋 6座，中橋 11 座，小橋 2 座，涵洞 71 道，通道 103 道；設計采用雙向四車道高速公路技術標準，設計行車速度 100 公里／小時，路基寬 26 米，路面面層采用瀝青混凝土結構，全線占地 325． 136 公頃 (4877 畝 )，批復概算總金額 213795 萬元。 濮范高速公路已于2021 年 12 月 25 日開工奠基。項目工期為 32 個月，預計 2021 年 8 月份建成通車 。 跨濮范高速特大橋位于河南范縣、濮陽縣境內，橋梁施工起止里程為 D1K105＋— D1K107＋ ，中心里程為 D1K106+462，全 橋長 2299m,32m 簡支 T梁 63 孔，（ 40+56+40） m 連續(xù)梁 1 聯(lián)。在 D1K105+880 處跨越 101 省道，其夾角約為 45 度，為連續(xù)梁施工。 80 米鋼桁梁一孔，在 D1K107+100 處跨越濮范高速公路 。 第二節(jié) 工程地質 本橋穿越 101 省道，濮范高速公路，地勢較為平坦。地層主要為第四系全新統(tǒng)沖基層以及第四系上更新統(tǒng)沖基層，由粉質黏土、粉土、砂類土組成。 粉質黏土：黃褐色，軟塑，局部夾砂土等。厚度約 ～ ,呈層狀產(chǎn)出。 粉土：厚度約 ～ ，含少量粉細砂。 砂類土：厚度約 ～ ，以黏性土填充。 河南工程學院畢業(yè)設計 3 橋址地下水主要為第四系孔隙潛水。 孔隙潛水：以第四系孔隙潛水為主，部分地段稍具承壓性，主要賦存于第四系沖擊層中。第四系砂類土層透水性、富水性強，該層孔隙潛水的補給與排洪區(qū)基本一致，以水平徑流為主，徑流途徑較長，水量受地表水、大氣降水補給和影響，具有明顯的季節(jié)變化特征。 勘察期間測得地下水位埋深 ～ ，地下水位高程 ～ 。 第三節(jié) 氣候特征 施工段途經(jīng)地區(qū)屬暖溫帶亞濕潤區(qū)；四季分明，冬長夏短；春季干燥多風，夏季龐大，另一方面還在于神經(jīng)元能夠對輸入信號 進行非線性處理。因此，對圖 11 可進一步建立起更接近于工程的數(shù)學模型。 炎熱，雨量集中，秋季涼爽濕潤，冬季寒冷干燥，雨雪偏少。受大陸性季風制約，冬寒干燥，春季多風，夏熱多雨，秋季天高氣爽，具“春旱、秋澇、晚秋又旱”特征，年平均氣溫介于 12～ 15℃，年平均降雨量介于 500～ 840mm，集中在 7～ 9 月 第二章 GPS（ RTK）技術的工作原理及優(yōu)點 第一節(jié) GPS(RTK)技術的原理 RTK 定位技術就是基于載波 ，通過相對定位模型獲取所在點相對于基準點的坐標和精度指標。 相位觀測值的實時動態(tài)定位技術。在 RTK 作業(yè)模式下， 基準 站通過 數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS 觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內組成差分觀測值進行實時處理，用戶輸入相應的坐標轉換和投影參數(shù)，可以實時得到精度達到厘米級的定位結果。 RTK 定位技術是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分 GPS 定位技術，實施動態(tài)測量。在 RTK 作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS 觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)河南工程學院畢業(yè)設計 4 內組成差分觀測值進行實時處理，同時通過輸入的相應的 坐標轉換參數(shù)和投影參數(shù)，實時得到流動站的三維坐標及精度。 應用 RTK 技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數(shù)據(jù)（如偽距或相位觀測值）及已知數(shù)據(jù) （如基準站點坐標）實時傳輸給流動站 GPS 接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到 四顆衛(wèi)星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。這比GPS 靜態(tài)、快速靜態(tài)定位 需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。故 RTK 技術一出現(xiàn)，其在測量中的 應用立刻受到人們的重視和青睞。 GPS 定位 技術系統(tǒng)配置包括以下三部分： 基準站接收機； 移動站接收機； 數(shù)據(jù)鏈。 基準站接收機設在具有已知坐標（也可無已知坐標，地勢較高）的參考點上，連續(xù)接收所有可視 GPS 衛(wèi)星信號，并將測站的坐標、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去，移動站接收機在跟蹤 GPS 衛(wèi)星信號的同時接收來自基準站的數(shù)據(jù)，通過 OTF（ ON THE FLY）算法快速求解載波相位整周模糊度 。 第二節(jié) GPS(RTK)的優(yōu)點 應用 GPS RTK 技術進行鐵路定測具有如下優(yōu)點： 常規(guī)的中線測量總是先確定平面位置，而后再確定高程。即先放線，后做中平測量。 GPS RTK 技術可提供三維坐標信息，因此在放樣中線的 同時也獲得了點位的高程信息，無須在進行中平測量，大大的提高了工作效率。 目前 GPS RTK 基準站數(shù)據(jù)鏈的作用半徑可以達到 1020km，因此整個線路上只要布設首級控制網(wǎng)，如一、二級導線等，只要保存好首級點，即可隨時放樣中線或恢復整個線路，因此也不必擔心一些重要樁位如交點樁的遺失而給線路測量帶來困難等。 GPS RTK 基準站發(fā)出的定位信息，可供多個流動站使用，而流動站只需一個人單獨操作，這就大大節(jié)省了人力，提高了功效。 在 GPS RTK 定線測量中，首級控制網(wǎng)直接與中線樁點聯(lián)系，不存在中間點的誤差積 累問題，因此能達到很高的精度，適合高等級線路工程的要求。 RTK 技術能夠在野外達到厘米級的定位精度。 RTK 技術能夠減少野外觀測時間，實時的給出差分定位結果，歷時不到 1s，更為重要的是，由于 RTK 技術是實時給出每一歷元的定位結果，測量人員可以監(jiān)測基準站與測站觀測結果的質量和解算結果的收斂情況提高了 GPS 測量工作的可靠性和高效性，避免測量結果有誤差帶來的重測工作量。 河南工程學院畢業(yè)設計 5 第三章 RTK 技術在公路施工放樣中的應用 GPS RTK 技術在野外測繪中有很多的應用，現(xiàn)僅以 RTK 技術在公路測繪中的應用為代表詳細的說明 RTK 技術在現(xiàn)代測量中的重大作用。 本作業(yè)于 2021 年對 河南省濮陽至范縣高速 進行定測。該專用線全長 ，測區(qū)地勢平坦，除幾處外都較適合 GPSRTK 測量。作業(yè)時將基準站設在大致全線中心處，距離最遠待放樣點 7km 多 ,滿足作業(yè)要求 。 第一節(jié) 準備工作 在線路初測時應首先建立控制網(wǎng)，一般應采用靜態(tài) GPS 定位技術建立首級控制，同時也建立了 RTK 作業(yè)的基準站網(wǎng)絡，在沿線還應布設一些 GPS 水準點，以利于進行高程的轉化。目前的 RTK 技術 產(chǎn)品一般都具有坐標放樣、直線及圓曲線測設等功能，因此能夠進行定線工作。 首先應在室內根據(jù)設計數(shù)據(jù)計算出各待定點的坐標，包括整樁、曲線主點、橋位等加樁，然后將這些數(shù)據(jù)送到手持機中，有了坐標以后在實測前還應作坐標轉換參數(shù)的計算，以便把 GPS 測量結果轉換到工程采用的坐標系統(tǒng)。有了轉換參數(shù)便可在野外進行測設工作。 2021 年 11 月在 河南省濮陽 至 范縣 高速公路 第八標段 路段進行了定線測量的試驗。當時該路段已進入施工階段。具體步驟如下： 計算各待定點 的坐標。根據(jù)線形設計數(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 和加樁的設計坐標。也可用已有的成熟軟件進行計算。試驗時采用的坐標數(shù)據(jù)由遼寧省交通設計院提供。 將測設點 的坐標輸入到手持機中。設計坐標數(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。由于試驗時的數(shù)據(jù)量較小，因此采用人工輸入，試驗結束后成功地進行了由軟件傳送數(shù)據(jù)的嘗試。 選擇作業(yè)時段：公路 沿線地物地貌復雜多變，為獲取完整的數(shù)據(jù)，必須根據(jù)衛(wèi)星可見預報和天氣預報選擇最佳觀測時段。衛(wèi)星的幾何 分布越好，定位精度就越高，衛(wèi)星河南工程學院畢業(yè)設計 6 的分布情況可用 Planning 軟件 查看多項預測指標，根據(jù)預測結果合理安排工作計劃。 建立測區(qū)平面控制網(wǎng)： 根據(jù)中線放樣資料，用 GPS RTK 技術 建立測區(qū)控制網(wǎng) 。在測區(qū)范圍內找出已知點，根據(jù)設計計劃書，通過坐標正反算計算出若干控制點（這些控制點分別布設在待測鐵路的兩側）。 相鄰點間間距 5－ 8km，并與國家點聯(lián)測，求出各控制點平面坐標，同時投影變形不得不考慮，變形的程度與測區(qū)地理位置和高程有關，鐵路線路短則數(shù)十 千米 ，長則上千 千米 ，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬別，長度變形 各不相同。在 3 度 投影帶的邊緣，長度變形可達 以上，導致中線樁由圖上反算的放樣長度與實地測量長度不一致，無法滿足放樣要求。因此必須采取相應的措施消弱長度變形。 在該線路測量中應用 GPS 技術的形式是沿設計線路建立狹帶狀控制網(wǎng)。目前主要有兩種情況，一種是應用 GPS 定位技術替代導線測量；一種是應用 GPS 定位技術加密國家控制點或建立首級控制網(wǎng)。在實際生產(chǎn)中較多地運用了后者。 布網(wǎng)形式：根據(jù)《測量技術規(guī)程》規(guī)定， 1： 2021 比例尺地形圖測繪起、閉于高級控制點的導線全長不得大于 30KM（公路線路一般規(guī)定≤布設 10km）。據(jù)此鐵路 GPS線路控制網(wǎng)布設應滿足以下幾條： （ 1）作為導線起、閉點的 GPS 應成對出現(xiàn)； （ 2）每對點必須通視，間隔以 1km 為宜（不宜短于 200m）； （ 3）每對點與相鄰一對點的間隔不得大于 30km。具體間隔視作業(yè)條件和整個控制測量工作計劃而定，一般 515km 布設一對點。這些點均沿設計線路布設，起圖形類似線形鎖。 圖 1 顯示了 官柴線延長至新安煤礦鐵路專用線 GPS 控制網(wǎng)的布設圖形： 圖 1 測區(qū) GPS 控制網(wǎng)的布設圖形 GPS 定位測量是為初測導線提供起閉 點。 GPS 網(wǎng)由 11 個大地四邊形和兩個三角形組成。待定點（ GPS 控制點） 20 點為 10 個點對，相鄰點對間平均距離 18km。聯(lián)測了河南工程學院畢業(yè)設計 7 六個國家控制點，選用其中 5 個點作為已知點參與平差。 為了提高勘測精度和便于日后勘測工作的開展，在構建 GPS 控制網(wǎng)時在以下地段布設 GPS 點對： （ 1）線路勘測起訖處； （ 2）線路重大方案起訖處； （ 3）線路重大工程，如隧道、特大橋、樞紐等地段； （ 4）航測線段重疊處。 觀測工作主要依據(jù)的技術指標 表 1 各級 GPS 測量作業(yè)的基本技術要求 各級 GPS 測量作業(yè)的基本技術要求 項目