【文章內(nèi)容簡介】 因此不需要再到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量。從而大大減少了外業(yè)工作。如果需要進(jìn)行現(xiàn)場斷面測量時(shí)，也可采用動(dòng)態(tài) GPS 測量。與傳統(tǒng)方法相比，在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用各方面都有明顯的優(yōu)勢。⑹施工測量：動(dòng)態(tài)GPS系統(tǒng)既有良好的硬件，也有極其豐富的軟件可選擇。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)。隨著動(dòng)態(tài)GPS 測量技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，將更加充分的顯示出這一技術(shù)的高精度和高效益，它會(huì)為公路工程建設(shè)的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮更大的作用。 RTK技術(shù)在道路測量中的優(yōu)缺點(diǎn)⑴優(yōu)點(diǎn)：①工作效率高。在一般的地形地勢下, 高質(zhì)量的RTK 設(shè)站一次即可測量完4km 半徑的測區(qū), 大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù), 移動(dòng)站一人操作即可, 勞動(dòng)強(qiáng)度底 , 作業(yè)速度快, 提高了工作效率。②定位精度高。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)。③全天候作業(yè)。RTK 測量不要求基準(zhǔn)站、移動(dòng)站間光學(xué)通視, 只要求滿足“電磁波” 通視, 因此和傳統(tǒng)測量相比, RTK 測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文7因素的影響和限制小, 在傳統(tǒng)測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū) , 只要能滿足RTK 的基本工作條件, 它也能進(jìn)行快速高精度定位 , 使測量工作變得更容易更輕松。④RTK測量自動(dòng)化、集成化程度高, 數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。RTK 可進(jìn)行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動(dòng)站利用軟件控制系統(tǒng), 無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測繪功能, 減少了輔助測量工作和人為誤差, 保證了作業(yè)精度。⑵缺點(diǎn)：①受衛(wèi)星狀況限制。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對(duì)美國是最佳時(shí)段,但世界上有些國家在某一確定的時(shí)間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋,容易產(chǎn)生假值。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,使一天中可作業(yè)時(shí)間受限制。產(chǎn)生假值問題可采用 RTK 測量成果的質(zhì)量控制方法來發(fā)現(xiàn)。同時(shí)注意選擇作業(yè)時(shí)間。②電量不足問題。RTK 耗電量較大,需要多個(gè)大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè),在電力供應(yīng)缺乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)作業(yè)受到限制。③初始化能力和所需時(shí)間問題。在山區(qū)、林區(qū)或城鎮(zhèn)密樓區(qū)作業(yè)時(shí),GPS 衛(wèi)星信號(hào)被阻擋機(jī)會(huì)較多,容易造成失鎖,需要經(jīng)常地重新初始化,這樣測量的精度和效率就受到影響。解決這個(gè)問題的方法主要是選用初始化能力強(qiáng)、所需時(shí)間短的RTK 機(jī)型,如擁有先進(jìn)技術(shù)的 ASHTECH ZX 雙頻 RTK 測量系統(tǒng)。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步,RTK技術(shù)將得到越來越廣泛的應(yīng)用,在未來也將會(huì)有更加先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到測量行業(yè)中。一般來說, 影響 RTK 成果精度的因素主要是 GPS 觀測其有誤差源, 除此之外, 還有受基線解算精度、基準(zhǔn)站點(diǎn)位精度、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換精度的影響, 但是在 RTK 作業(yè)中, 基線解算精度可以達(dá)到 10cm+1μmD。 基準(zhǔn)站點(diǎn)位精度平均在 3cm 之內(nèi)。 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。RTK 技術(shù)是GPS 定位技術(shù)的一個(gè)新的里程牌,它不僅具有GPS技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn),而且可以實(shí)時(shí)獲得觀測結(jié)果及精度,大大提高了作業(yè)效率并開拓了GPS 新的應(yīng)用領(lǐng)域。由于載波相位測量,差分處理技術(shù)、整周未知數(shù)、快速求解技術(shù)以及移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的融合,使RTK在精度、速度、實(shí)時(shí)性上達(dá)到了完滿的結(jié)合,并使得RTK定位技術(shù)大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文8 展望與我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS 是近年來開發(fā)的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，其全球性、全能性、全天候性的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測速優(yōu)勢必然會(huì)在諸多領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用 [7]。在發(fā)達(dá)國家，GPS 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于交通運(yùn)輸和道路工程之中。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中國正在實(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)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是：建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括 5 顆靜止軌道衛(wèi)星和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。中國高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，一直在努力探索和發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2022 年，首先建成北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是在 2022年北京奧運(yùn)會(huì)、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。為更好地服務(wù)于國家建設(shè)與發(fā)展，滿足全球應(yīng)用需求，我國啟動(dòng)實(shí)施了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)。我們相信我國北斗系統(tǒng)也會(huì)隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在高等級(jí)公路的快速修建和其在道路工程中的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛和深入，并發(fā)揮更大的作用。黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文9第2章 GPSRTK測量相關(guān)概念RTK測量技術(shù)是經(jīng)載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)。GPS 測量模式可分為靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量，而靜態(tài)測量又分為常規(guī)靜態(tài)測量模式和快速測量模式。動(dòng)態(tài)測量模式分為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測量模式和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量模式，而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量模式又分為DGPS和RTK方式。RTK技術(shù)與其他測量模式相比，具有定位精度高、測量自動(dòng)化、集成化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、操作簡單、使用方便的等特點(diǎn)。RTK系統(tǒng)主要由基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈及移動(dòng)接收機(jī)三部分組成。通常是利用2臺(tái)以上的GPS接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，其中一臺(tái)安置在已知點(diǎn)上作為基準(zhǔn)點(diǎn)，另一臺(tái)用 來未知點(diǎn)坐標(biāo)，稱移動(dòng)站。基準(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。RTK 技術(shù)根據(jù)差分方法的不同分為修正法和差分法。修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給移動(dòng)站，改正移動(dòng)站的接收載波相位，再求解三維坐標(biāo)；差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給移動(dòng)站，進(jìn)行求差解算三維坐標(biāo)。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)，也就是說移動(dòng)站在移動(dòng)過程中不關(guān)機(jī)，不能失鎖，否則 RTK 必須重新初始化。實(shí)際工作中的 GPS 測量可劃分為方案設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三個(gè)階段。GPS 測量的方案設(shè)計(jì)依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范（規(guī)程） 、GPS 網(wǎng)的用途、用戶要求等黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文10對(duì)網(wǎng)形、精度和基準(zhǔn)等進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。GPS 測量規(guī)范是指國家測繪管理部門或行業(yè)部門制定的技術(shù)法規(guī)，包括：⑴2022 年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢疫總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》 ，簡稱《規(guī)范》 。⑵1998 年建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測量規(guī)程》 ，簡稱《規(guī)程》 。⑶各部委根據(jù)本部門GPS測量實(shí)際情況制定的其他GPS測量規(guī)程和細(xì)則。外業(yè)測量開始前，要進(jìn)行對(duì)點(diǎn)的校核，找準(zhǔn)控制點(diǎn)（至少三個(gè)），即開始進(jìn)行中線測量工作 [2]。中線測量，測量時(shí)選路線前進(jìn)方向進(jìn)行變化位置放置流動(dòng)站，每一個(gè)里程為一段分隔距離，由已知控制點(diǎn)，流動(dòng)站手簿軟件即可顯示此點(diǎn)距離中樁偏移距離及實(shí)際高程，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)，移動(dòng)流動(dòng)站至地形變化點(diǎn)的中樁位置，偏值精度到正負(fù)5cm，即可打樁并記錄樁號(hào)、高程。由此可繼續(xù)進(jìn)行下一里程的中線測量，每20公里進(jìn)行中樁記錄，由此可實(shí)時(shí)測得所有里程全部中樁點(diǎn)的三維坐標(biāo)。橫斷面點(diǎn)測量，在已知中樁的垂直方向上，移動(dòng)流動(dòng)站依次至此樁的橫斷面方向地形變化點(diǎn)處，在距中線左右各20范圍內(nèi)測出中線垂直方向上點(diǎn)的三維坐標(biāo)，為繪制橫斷面需求，保持左右方向上的點(diǎn)大致在一個(gè)方向上，并根據(jù)實(shí)際地形的變化走勢，在地形復(fù)雜的溝、渠、坎、土堆、坑、塘等加密測量特征點(diǎn),特征點(diǎn)最好高低、上下對(duì)應(yīng)。相對(duì)的地勢平坦區(qū)，只采集必要的主要邊界點(diǎn)即可，并在現(xiàn)場繪制草圖,以便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。 坐標(biāo)系和我國常用坐標(biāo)系 測量常用坐標(biāo)系一、WGS－84 世界大地坐標(biāo)系WGS－84 坐標(biāo)系的定義是:原點(diǎn)位于地球質(zhì)心 O，Z 軸指向 定義的協(xié)議地球極(CTP)方向,X 軸指向 的零子午面和 CTP 赤道的交點(diǎn),Y 軸與 X 軸、Z 軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。與 WGS－84 坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的橢球是“WGS－84 橢球” 。其數(shù)學(xué)參數(shù)為:長半軸:a = 6378137177。2m；黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文11扁 率:α = 1/ = ；※ WGS－84 坐標(biāo)系統(tǒng)從 1987 年 1 月 10 日開始使用。二、1954 年北京坐標(biāo)系1954 年北京坐標(biāo)系是前蘇聯(lián) 1942 年坐標(biāo)系的延伸,其大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)的普爾科沃,與之相應(yīng)的橢球?yàn)榭死鞣蛩够鶛E球。其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)參數(shù)為:長半軸: a = 6378245m；扁 率：α = 1/ = ；三、1980 年國家大地坐標(biāo)系1980 年國家大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)在陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn),與之相應(yīng)的橢球?yàn)?975 年國際橢球,橢球短軸平行于地球質(zhì)心指向我國地極原點(diǎn) 方向。其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)參數(shù)為:長半軸：a = 6378140m；扁率：α = 1/=四、2022 國家大地坐標(biāo)系2022 國家大地坐標(biāo)系是全球地心坐標(biāo)系在我國的具體體現(xiàn)，其原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心。Z 軸指向 定義的協(xié)議極地方向（BIH國際時(shí)間局） ，X 軸指向 定義的零子午面與協(xié)議赤道的交點(diǎn)，Y 軸按右手坐標(biāo)系確定。2022 國家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球參數(shù)如下：長半軸 a=6378137m；扁率　f=1/五、地方獨(dú)立坐標(biāo)系在我國的一些城市或礦區(qū)基于實(shí)用和方便的目的,建立了地方獨(dú)立坐標(biāo)系,與之對(duì)應(yīng)的是“地方參考橢球”(例如：高程投影面選為當(dāng)?shù)氐钠骄０蚊?進(jìn)行高斯投黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文12影時(shí)中央子午線通常選擇在當(dāng)?shù)刂醒胛恢酶浇?。 “地方參考橢球”與國家參考橢球相比其數(shù)學(xué)參數(shù)可表示為: GPS 定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換利用重合點(diǎn)坐標(biāo)將 GPS 點(diǎn)在 WGS－84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)所有 GPS 網(wǎng)點(diǎn)于 WGS－84 坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)：????GGZYXHLB,?網(wǎng)中的重合點(diǎn)同時(shí)也有在某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo): DDDyx ,其中:為平移三參數(shù)；??ZYX?,為旋轉(zhuǎn)三參數(shù)；)(??為尺度比參數(shù)。k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。布爾薩（Bursa）模型亦可寫成如下形式：?? 。001 ????????????????????????? GiiiXYZYGiiiDiii ZXkYZX?。:。????????????????GiiiiDiiiiiGiDi ZYXZYXRCX其 中??。/????LLaNda黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文13??TZYXKZYXR???針對(duì)布爾薩（Bursa）模型說明：1)、如何利用此模型進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換?2)、若需要轉(zhuǎn)換的是坐標(biāo)差 ,則應(yīng)該沒有三個(gè)平移參數(shù) ,此時(shí)僅??ZYX?,有旋轉(zhuǎn)三參數(shù)和尺度參數(shù)。3)、若由 則可仍然利用此模型 ,但必須將七個(gè)轉(zhuǎn)??GDZYX,?換參數(shù)反號(hào)。4)、所求得的七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)應(yīng)該一起(整套)使用!5)、對(duì)于同一 GPS 網(wǎng),如果重合點(diǎn)數(shù)目不同或重合點(diǎn)在 GPS 網(wǎng)中的位置不同,則所求出的七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)的數(shù)值將是不一樣。6)、對(duì)于一個(gè) GPS 網(wǎng)所求出的七個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù),其具有時(shí)間性和區(qū)域性。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。8)、坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換也可在 GPS 網(wǎng)進(jìn)行約束平差時(shí)或聯(lián)合平差時(shí)一起進(jìn)行,平差計(jì)算的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。利用重合點(diǎn)的二維高斯平面坐標(biāo)將 GPS 點(diǎn)在 WGS－84 坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)GPS 網(wǎng)點(diǎn)于 WGS－84 坐標(biāo)系的坐標(biāo):??????GGGyxLBHLB,??重合點(diǎn)同時(shí)也有在某國家坐標(biāo)系或地方獨(dú)立坐標(biāo)系的高斯平面坐標(biāo)????????0100GiiGi iii iiii XYZC黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文14，則有：??Dyx,式中： 為平移參數(shù)；0,yx 為尺度比參數(shù)；k 為旋轉(zhuǎn)參數(shù)。?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 轉(zhuǎn)化為大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣XQBQ因有: ????TTdZYAdHLB,??則有： TXB(2)、將大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 轉(zhuǎn)化為高斯平面直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣B G因有： ????TTdLdY,??則有： BGQ