【文章內(nèi)容簡介】 》規(guī)定：GPS控制網(wǎng)作為公路工程項(xiàng)目的首級控制網(wǎng)，應(yīng)每隔5Km左右布設(shè)一對相互通視的GPS控制點(diǎn)。布網(wǎng)方式采用邊連式布網(wǎng)，即相鄰三角網(wǎng)之間僅有兩個(gè)公共點(diǎn)相連的布網(wǎng)方式。公路工程測量一般采用北京54大地坐標(biāo)，這就涉及到北京54坐標(biāo)系與WGS84坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。因此，GPS控制網(wǎng)應(yīng)同測區(qū)內(nèi)國家平面控制點(diǎn)聯(lián)測，以便將國家控制點(diǎn)坐標(biāo)作為GPS控制網(wǎng)成果轉(zhuǎn)換的起始數(shù)據(jù)。國家坐標(biāo)聯(lián)測點(diǎn)的精度以及控制網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換模型直接影響到GPS控制網(wǎng)的精度，所以要求國家坐標(biāo)聯(lián)測點(diǎn)具有高精度、一定的數(shù)量和密度。通過上面對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的說明，我們知道，坐標(biāo)聯(lián)測點(diǎn)至少是兩個(gè)以上，其中一個(gè)作為GPS控制網(wǎng)在平面坐標(biāo)中的定位起算點(diǎn)，這兩個(gè)點(diǎn)之間的方位角和長度作為GPS控制網(wǎng)在地面坐標(biāo)系內(nèi)的定向、長度的起算數(shù)據(jù)。同時(shí)，為了保證地面控制點(diǎn)的正確性和可靠性，至少還需要一個(gè)坐標(biāo)聯(lián)測點(diǎn)作為檢核點(diǎn)，因此，《公路全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》規(guī)定：坐標(biāo)聯(lián)測國家平面控制點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)，并且，隨著測區(qū)范圍的擴(kuò)大，還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾幼鴺?biāo)聯(lián)測點(diǎn)的數(shù)量。根據(jù)以往布網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，一般聯(lián)測35個(gè)精度高、分布均勻的國家平面控制點(diǎn)即可。某快速軌道工程是重點(diǎn)工程,路線全長46Km該工程項(xiàng)目時(shí)間要求緊、路線平面控制精度高，該工程外業(yè)勘測依據(jù)《公路勘測規(guī)范》以及《公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》。GPS平面控制網(wǎng)根據(jù)公路及橋梁、隧道等構(gòu)造物的特點(diǎn)及不同要求，可分為四個(gè)等級。快速軌道工程包括特大橋梁和中長隧道，確定其平面控制測量等級為四等三角測量。，大地坐標(biāo)緯度在121゜43′～121゜59′之間，平均緯度121゜52′。結(jié)合國家平面控制點(diǎn)高斯投影分帶，我們發(fā)現(xiàn)，該測區(qū)正好位于3゜帶的邊緣，因此，投影長度變形不能滿足規(guī)范要求，需要選擇抵償高程面或者按測區(qū)內(nèi)平均緯度作為中央子午線進(jìn)行高斯平面投影。根據(jù)該工程特點(diǎn)及測區(qū)實(shí)際情況，我們選擇L=121゜30′作為中央子午線進(jìn)行高斯平面投影，通過計(jì)算，該測區(qū)的投影長度變形能夠滿足要求。具體勘測過程如下： 各等級控制點(diǎn)精度要求級別每對相鄰點(diǎn)平均距離d（Km）固定誤差a（mm）比例誤差b（ppm）最弱相鄰點(diǎn)位中誤差m（mm）路線特殊構(gòu)造物路線特殊構(gòu)造物路線特殊構(gòu)造物一級515010二級525010三級525010四級50 ①選點(diǎn)：結(jié)合1：50000地形圖，我們先在圖紙上確定國家平面控制點(diǎn)位置，共聯(lián)測三個(gè)國家三角點(diǎn)分別為A（二級）、B（二級）、C（三級）。以上三點(diǎn)的北京— A、B、C三點(diǎn)的大地坐標(biāo)及高斯坐標(biāo)點(diǎn)名 大地坐標(biāo) 高斯坐標(biāo)BLHXYA39゜02′″121゜46′″B39゜05′″121゜51′″C39゜04′″121゜58′″沿快軌路線走向,我們又布設(shè)了六個(gè)四等精度的水準(zhǔn)點(diǎn),高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準(zhǔn)。為了勘測的方便,對上述國家三角點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行命名,。 確定GPS平面控制點(diǎn)（三個(gè)國家三角點(diǎn)、六個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn))后，我們首先對九個(gè)GPS控制點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場勘測，了解控制點(diǎn)周圍的觀測環(huán)境，避免在觀測過程中出現(xiàn)對觀測信號干擾的現(xiàn)象。國家三角點(diǎn)均位于高山頂，視野開闊，控制點(diǎn)上方及周圍均無建筑物或者樹木遮擋，觀測條件比較理想；六個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)位于路的兩側(cè)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，水準(zhǔn)點(diǎn)地勢比較低，在觀測過程中，信號接收機(jī)跟蹤GPS 衛(wèi)星數(shù)目有可能受周圍地物的影響，因此，對觀測時(shí)段以及衛(wèi)星的觀測角度需要進(jìn)行不同時(shí)段的比較，選擇較佳觀測時(shí)段。通過GPS接收機(jī)隨機(jī)配置的星歷分析軟件，對下載的衛(wèi)星廣播星歷分析，查找合適的觀測時(shí)段。 測區(qū)內(nèi)GPS平面控制點(diǎn)點(diǎn)名BM25BM7ABCBM19BM1BM11BM16名稱100200300400500600700800900衛(wèi)星數(shù)目有可能受周圍地物的影響，因此，對觀測時(shí)段以及衛(wèi)星的觀測角度需要進(jìn)行不同時(shí)段的比較，選擇較佳觀測時(shí)段。通過GPS接收機(jī)隨機(jī)配置的星歷分析軟件，對下載的衛(wèi)星廣播星歷分析，查找合適的觀測時(shí)段。 ②現(xiàn)場觀測：前期測量準(zhǔn)備工作完成后，我們按照制定的觀測計(jì)劃，分兩天對GPS控制網(wǎng)進(jìn)行三角觀測?？刂凭W(wǎng)測量使用的是ASHTECH公司的Z12型號GPS接收機(jī)，該套定位設(shè)備包括三臺(tái)GPS接收機(jī)(一臺(tái)基準(zhǔn)站、兩臺(tái)流動(dòng)站)、兩部手簿(手持計(jì)算機(jī))以及相關(guān)的基線結(jié)算、控制網(wǎng)平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等軟件。GPS首級控制網(wǎng)的布設(shè)是應(yīng)用GPS靜態(tài)定位技術(shù)，使用三臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行外業(yè)觀測。實(shí)際測量過程中，分為三個(gè)測量小組，依據(jù)觀測計(jì)劃，在同一時(shí)段分別對三個(gè)GPS控制點(diǎn)定位觀測，觀測小組之間通過通信設(shè)備相互聯(lián)系，隨時(shí)查看GPS接收機(jī)的觀測指標(biāo)是否符合測量要求，否則采取延長觀測時(shí)間的辦法，即通過增加觀測數(shù)據(jù)量來提高定位精度。動(dòng)態(tài)GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的發(fā)展空間，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置1臺(tái)接收機(jī)作為參考站，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測量精度，這樣使用者就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測情況和基線的解算結(jié)果情況，根據(jù)待測點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀測時(shí)間，從而減少多余觀測，提高工作效率。 對于工程單位來講，GPS靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)技術(shù)相結(jié)合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量。施工中采用常規(guī)的方法和GPS技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)流程可以大大減少作業(yè)強(qiáng)度和提高工作效率。隨著GPS的發(fā)展，初始化時(shí)間越來越短，跟蹤能力也越來越強(qiáng)，精度也越來越高，可靠性也越來越強(qiáng)，有著良好的性價(jià)比。給工程單位的前期控制以及施測過程中的復(fù)雜問題帶來極大的方便。 GPS在施工建設(shè)階段的應(yīng)用 GPS在施工過程中的應(yīng)用GPS測量具有高精度、高效率的優(yōu)點(diǎn)，在控制測量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著GPS接收機(jī)性能和數(shù)據(jù)處理技術(shù)逐漸完善，GPS應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓寬。實(shí)時(shí)GPS測量在道路工程中可完成多種工作。①繪制大比例尺地形圖高等級道路選線多是在大比例尺(通常是1:2000或1:1000)帶狀地形圖上進(jìn)行，用傳統(tǒng)方法測圖，先要建立控制網(wǎng)，然后進(jìn)行碎部測量，繪制大比例尺地形圖。其工作量大且速度慢，花費(fèi)時(shí)間長。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測量，構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，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，大大降低了測圖的難度,既省時(shí)又省力。②工程控制測量用GPS建立控制網(wǎng)，最精密的方法應(yīng)屬靜態(tài)測量。對于大型建筑物，如特大橋、隧道、互通式立交等進(jìn)行控制，宜用靜態(tài)測量。而一般工程的控制測量，則可采用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測量。利用這種方法在測量達(dá)到要求的點(diǎn)位精度，即可停止觀測，大大提高了作業(yè)效率。由于點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求必須通視，使得測量更簡便易行。③道路中線測設(shè)設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地圖上定線后，需將道路在地面標(biāo)定出來。采用實(shí)時(shí)GPS測量，只需將中線樁點(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。由于每個(gè)點(diǎn)位的測量都是獨(dú)立完成的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。④道路縱、橫斷面測量道路中線確定后，利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo)，通過繪圖軟件，即可繪出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時(shí)采集來的，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)，也可采用實(shí)時(shí)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。⑤施工測量實(shí)時(shí)GPS系統(tǒng)既有良好的硬件，也有極豐富的軟件可選擇。施工中對點(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。 放樣工作放樣是測量一個(gè)應(yīng)用分支，它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地給標(biāo)定出來，過去采用常規(guī)的放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會(huì)放樣，全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位時(shí)，往往需要來回移動(dòng)目標(biāo)，而且要23人操作，同時(shí)在放樣過程中還要求點(diǎn)間通視情況良好，在生產(chǎn)應(yīng)用上效率不是很高，有時(shí)放樣中遇到困難的情況會(huì)借助于很多方法才能放樣，如果采用RKT技術(shù)放樣時(shí)，僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸人到電子手簿中，背著GPS接收機(jī)，它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過坐標(biāo)來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會(huì)大大提高，且只需一個(gè)人操作。道路放樣可以看作無數(shù)個(gè)點(diǎn)放樣組成，道路放樣前首先對道路數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，輸入道路起點(diǎn)坐標(biāo)樁號、終點(diǎn)坐標(biāo)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、圓弧等，軟件將自動(dòng)生成道路方向及樁號。設(shè)置放線樁號間距依次放樣線上各點(diǎn)，也可直接輸入樁號放樣特定的點(diǎn)。RTK放樣結(jié)果的精度，除受基準(zhǔn)站點(diǎn)位精度影響外，還受模糊度解算誤差、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換誤差等影響，工程項(xiàng)目的實(shí)際放樣工作中，流動(dòng)站在放樣施測的同時(shí)，對沿線的已知GPS控制點(diǎn)進(jìn)行了比對（）。 統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以看出，RTK測量的點(diǎn)位精度可達(dá)厘米級，與傳統(tǒng)測量方法相比不存在誤差累積，能夠很好地滿足高速公路放樣測量的精度要求。 10Km坐標(biāo)較差統(tǒng)計(jì)表點(diǎn)位合成方向較差分級CC≤≤≤C≤點(diǎn)位數(shù)百分比494182 全站儀與RTK同樁號坐標(biāo)差比較樁號坐標(biāo)較差(m)坐標(biāo)較差(m)坐標(biāo)較差(m)RTK定位所需時(shí)間K0+1204K0+5503K1+5403K2+3405K4+1802K6+220 15K7+5504K9+3808K10+00028 GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用GPS以其全天候、高精度、高效率、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、測站間無需通視、集平面與高程測量于一體等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今極為重要的監(jiān)測手段之一。根據(jù)被監(jiān)測對象的變形特點(diǎn)、監(jiān)測精度要求等因素，GPS變形監(jiān)測的方式和數(shù)據(jù)處理方法也有所不同?？傮w來講，GPS技術(shù)用于變形監(jiān)測領(lǐng)域，主