【正文】 線路坐標(biāo)進(jìn)行中樁放樣。傳統(tǒng)的中樁放樣是采用全站儀(測(cè)距儀配合經(jīng)緯儀)進(jìn) 行放樣。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)行中樁放樣。⑵用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作,測(cè)線路縱斷面。中樁放樣完成以后,用水準(zhǔn)儀測(cè)出中樁的水準(zhǔn)高程。在線路附近埋設(shè)有高等級(jí)控制點(diǎn),這些高等級(jí)控制點(diǎn)高程已知且精度能滿足規(guī)范要求。利用這些高等級(jí)控制點(diǎn)獲取中樁的高程,用來(lái)進(jìn)行線路縱斷面的設(shè)計(jì)。 ⑶用經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺測(cè)線路橫斷面。橫斷面的設(shè)計(jì)需要了解線路兩側(cè)的地形起伏狀況,即兩側(cè)的地面高程。測(cè)量使用的是經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺的方法。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。,在此方向上地形變化的地方立水準(zhǔn)尺,記錄和讀數(shù)。倒轉(zhuǎn) 180176。,進(jìn)行同樣操作,就可計(jì)算出兩側(cè)特殊點(diǎn)的高程,用來(lái)進(jìn)行橫斷面的設(shè)計(jì)。隨著 GPSRTK 平面定位的精度被人們認(rèn)可,大多數(shù)的工程測(cè)量單位都采用 GPSRTK 放樣替代全站儀放樣,因此放樣速度得到了較大的提高。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。而且如果后兩組落后太多,放樣的中樁有可能被人毀掉,不利于整個(gè)工作的順利完成。為了解決這些問(wèn)題,可以利用 GPSRTK 的高程數(shù)據(jù)來(lái)代替水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù),從而完成整個(gè)水準(zhǔn)測(cè)量工作。 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：⑴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。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的一般步驟是先選定橢球,設(shè)定轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù),然后輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。也可以先不輸入?yún)?shù),而是在 測(cè)區(qū)附近找到 3 個(gè)已知控制點(diǎn)輸入已知的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo),測(cè)出 WGS84 坐標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。 這樣就可以將 WGS84 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系。為了保證轉(zhuǎn)換的正確性,可以到第四個(gè)已知點(diǎn)上進(jìn)行檢核。檢核正確后即可進(jìn)行。⑵測(cè)量時(shí)可以使用 1+3 的形式,即 1 個(gè)基準(zhǔn)站、3 個(gè)流動(dòng)站。其中 1 個(gè)流動(dòng)站用于放樣中樁,并進(jìn)行定測(cè),另兩個(gè)流動(dòng)站置于兩邊測(cè)橫斷面的坐標(biāo)和高程。⑶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)。 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與現(xiàn)測(cè)量方法的比較為了體現(xiàn) GPSRTK 一次性 測(cè)量過(guò)程的優(yōu)勢(shì),將 GPSRTK 一次性測(cè)量與傳統(tǒng) 測(cè)量進(jìn)行了比較,結(jié)果見(jiàn)下表：表 31 比較結(jié)果比較內(nèi)容 GPSRTK 測(cè)量 傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)人員 8 人 15 人工作進(jìn)度 5~7(km/d) 2~3(km/d)工作環(huán)境 白天和夜晚皆可,上方應(yīng)無(wú)遮擋物 白天且可見(jiàn)度較好作業(yè)模式 中樁放 樣和縱 橫斷面測(cè)量同步完成,便于調(diào)度中樁放樣和縱橫斷面測(cè)量各自分步完成,不利于調(diào)度作業(yè)精度 滿足縱橫斷面設(shè)計(jì)精度要求 滿足縱橫斷面設(shè)計(jì)精度要求 在公路斷面 測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用⑴GPSRTK 的技術(shù)條件：① GPSRTK 作業(yè)的硬件條件。GPSRTK 作業(yè)的最低配置為一對(duì)可用于 RTK作業(yè)的 GPS 接收機(jī)，一對(duì)數(shù)據(jù)鏈，電源設(shè)備。② GPSRTK 作業(yè)的軟 件環(huán)境。GPSRTK 要求實(shí)時(shí)提供流動(dòng)站相對(duì)于參考站的 3 維定位成果，并完成相 應(yīng)的坐標(biāo)變換和投影計(jì)算，這必須有一個(gè)強(qiáng)有力的軟件系統(tǒng)來(lái)支持上述任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。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。并且這個(gè)軟件應(yīng)是開(kāi)放的，即不但可隨時(shí)由用戶自行進(jìn)行版本升級(jí)，而且應(yīng)與其它測(cè)量 儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。③ 調(diào)制解調(diào)器的配置（電臺(tái)或數(shù)據(jù)鏈）。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)。⑵RTK 在公路中線測(cè)量中的作業(yè)流程：① 建立測(cè)區(qū)平面控制網(wǎng)：根據(jù) 測(cè)區(qū)范圍，用 GPS 靜態(tài)測(cè)量方法建立測(cè)區(qū)控制 網(wǎng)，相鄰點(diǎn)間間距 3~5 公里，并與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)。求出各控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，同 時(shí)需考慮投影變形。公路工程在縱向有時(shí)可達(dá)到幾百公里，在橫向上卻一般只有幾十米，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬(wàn)別，長(zhǎng)度變形各不相同。因此必須采取相應(yīng)的措施消弱長(zhǎng)度變形。② 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。而高程擬合的精度高低取決于參與擬合的水準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)及分布的均勻程度。③ 轉(zhuǎn)換參數(shù)的設(shè)置：選擇控制網(wǎng)中已知的 WGS84 和地方獨(dú)立網(wǎng)格坐標(biāo)以及高程的公共點(diǎn)。求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。從 RTK 定位原理可知。GPS 定位結(jié)果是點(diǎn)在 WGS84 坐標(biāo)系的幾何位置。要想流動(dòng)站得到精確的國(guó)家或地方坐標(biāo)和高程，一要在基準(zhǔn)站輸人 WGS84 系坐標(biāo)，二要在流 動(dòng)站輸人 WGS84 坐標(biāo)系與國(guó)家坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。④ 選擇作業(yè)時(shí)段：根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)預(yù)報(bào)和天氣預(yù)報(bào)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段。衛(wèi)星的幾何分越好，定位精度就越高，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理安排工作計(jì)劃。⑤ 測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備：根據(jù)外業(yè)測(cè)量的需要。可將內(nèi)業(yè)計(jì)算出的路線逐樁坐標(biāo)按相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出并輸人到 GPS 內(nèi)。以供中線測(cè)量調(diào)用。也可將路線直曲要素中的起訖樁號(hào)、半徑、A 值等 輸人到 GPS 的道路編輯軟 件中進(jìn)行編輯，這樣在 GPS 內(nèi)部生成路線線位后，就可以利用 GPS 內(nèi)的道路放樣軟件進(jìn)行放樣，外業(yè)過(guò)程中 GPS可以實(shí)時(shí)顯示出測(cè)點(diǎn)樁號(hào)或偏差。⑥ 外業(yè)操作：基準(zhǔn)站 設(shè)置在 測(cè)區(qū)附近的基準(zhǔn)點(diǎn)上。開(kāi)機(jī)后進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無(wú)線電設(shè)置及天線高等輸人工作。流動(dòng)站接收機(jī)開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，輸人轉(zhuǎn)換參數(shù)，再進(jìn)行流動(dòng)站的設(shè) 置和儀器初始化，完成 測(cè) 量前的準(zhǔn)備工作。 ⑶總結(jié)：① 研究表明由于載波相位測(cè)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。② 該 法應(yīng)用于高等 級(jí)公路放樣測(cè)量，其定位精度可達(dá)到厘米級(jí)，完全能夠滿足規(guī)范要求。③ 該 法在施 測(cè)過(guò)程中，能實(shí)時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量控制指標(biāo)，因而能實(shí)時(shí)提供經(jīng)檢驗(yàn)的成果資料，大大提高了生產(chǎn)效率。④ 用該法是非常有利的。 第4章 GPSRTK在公路斷面測(cè)量中的應(yīng)用 技術(shù)測(cè)量斷面的原理RTK 系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成?；鶞?zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)將采集的載波相位觀測(cè)量及測(cè)站坐標(biāo)改正信息一同發(fā)送給流動(dòng)站,基準(zhǔn)站在接收 GPS 信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí),通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站。 移動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),然后利用 GPS 控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,實(shí)時(shí)給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè) 精度,并將實(shí)測(cè)精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較,一旦實(shí)測(cè)精度符合要求,手薄將提示測(cè)量人員紀(jì)錄該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其精度。RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到 cm 級(jí)精度。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分 GPSRTK 由基準(zhǔn)站、流動(dòng)站和 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分軟件系統(tǒng)三部分組成，在 RTK 作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站，流動(dòng)站不僅要通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，只要能跟蹤并保持接收到四顆以上衛(wèi)星的相位觀測(cè)值和必要的 幾何圖形，流動(dòng)站則可以實(shí)時(shí)給出 cm 級(jí)定位結(jié)果。GPSRTK 技 術(shù)為斷面測(cè)量提供了便利，斷面測(cè)量前，在手簿上可采用直線放樣的方法設(shè)定理論斷面線。數(shù)據(jù)采集時(shí)， 測(cè)點(diǎn)將實(shí)時(shí)顯 示在手簿屏幕上，并提示偏離斷面線的方向和距離，以便操作 員糾正斷面點(diǎn)位到斷面線上。這種方法直接測(cè)定斷面點(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)。 斷面測(cè)量的外業(yè)實(shí)施測(cè)量開(kāi)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(kāi)始進(jìn)行中線測(cè)量工作 [4]。中線測(cè)量，測(cè)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(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)。橫斷面點(diǎn)測(cè)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20m范圍內(nèi)測(cè)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(shì)，在地形復(fù)雜的溝、渠、坎、土堆、坑、塘等加密測(cè)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(shì)平坦區(qū)，只采集必要的主要 邊界點(diǎn)即可，并在現(xiàn)場(chǎng)繪制草圖,以便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。在GPS測(cè)量控制點(diǎn)上安置基準(zhǔn)站,各個(gè)測(cè)量小組在基準(zhǔn)站作用范圍內(nèi)不同路段測(cè) 量。每個(gè)小組由4到5個(gè)人組成,分別負(fù)責(zé)GPSRTK 測(cè)量、全站儀測(cè)量和放樁、持棱鏡、插旗的工作。施測(cè)時(shí),用GPSRTK 測(cè)量中 線上的地形特征點(diǎn)、放樣中樁。放樁者在實(shí)地用木樁標(biāo)定中樁位置,用紅漆寫上里程樁號(hào)和點(diǎn)的特征(如K1+ ZY),并做好記錄。橫斷面既可以用GPSRTK 放樣 的模式直接測(cè)量,也可以用全站儀自由設(shè)站與GPSRTK 同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。持棱鏡者根據(jù)GPSRTK 指示的斷面方向采集斷面特征點(diǎn)。在丘陵地區(qū),由于山丘、密林或建筑物遮擋,常有 GPSRTK 信號(hào)失鎖或精度差的情況,對(duì) GPSRTK 測(cè)量縱 斷面造成不利影響。此時(shí)可用全站儀自由設(shè)站法或極坐標(biāo)法與 GPSRTK 結(jié)合測(cè)量 縱斷面的地形特征點(diǎn)。當(dāng)關(guān)聯(lián)點(diǎn)不易測(cè)得時(shí),可用 GPSRTK在信號(hào)好的區(qū)域布設(shè)圖根點(diǎn),用全站儀施測(cè)放樣點(diǎn)。 GPSRTK 斷面測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的幾種軟件⑴南方 CASS 軟件：為了滿足項(xiàng)目規(guī)劃、工程建設(shè)的需求和區(qū)域地形控制的需要。常需要進(jìn)行地形圖和斷面圖的測(cè)繪。我國(guó)建 設(shè)發(fā)展的需求,也帶動(dòng)了我國(guó)測(cè)繪行業(yè)和測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)字化成圖軟件以其制圖簡(jiǎn)化、明了的優(yōu)點(diǎn),在繪制地形 圖和斷面圖等工作中顯得越來(lái)越重要,其中以南方測(cè)繪公司出品的 CASS 地形地籍成圖軟件的應(yīng)用最為廣泛。CASS 地形地籍成圖軟件系統(tǒng)是基于 AutoCAD 平臺(tái)技術(shù)的數(shù)字化測(cè)繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),目前在地形地籍成圖、工程測(cè)量、房 產(chǎn)測(cè)繪、空間數(shù)據(jù)建庫(kù)等領(lǐng)域已得到廣泛地 應(yīng)用,同時(shí)還可以利用此軟件進(jìn)行土方量的計(jì)算、公路設(shè)計(jì) 、面 積量算等工作。 該軟 件全面面向 GIS,徹底打通數(shù)字化成圖系統(tǒng)與 GIS 的接口,使用骨架線實(shí)時(shí)編輯、簡(jiǎn)碼用戶化、GIS 無(wú)縫接口等先進(jìn) 技術(shù)。該軟件的推出,大大簡(jiǎn)化了地形圖和斷面圖的繪制工作,被廣大用戶接受和認(rèn)可,其用戶量、升級(jí)速度及售后服務(wù)在同等功能的軟件中均名列前茅,目前已成為我國(guó)測(cè)繪行業(yè)繪制地形圖所使用的一種主流軟件。⑵緯地軟件：①對(duì)于海量數(shù)據(jù) 處理時(shí)，相較于其他軟件上，緯地通過(guò)構(gòu)建 DTM 內(nèi)插出斷面，不需要人工輸入測(cè)量數(shù)據(jù)， 獲得斷面。②在道路線形 設(shè)計(jì)中，緯地軟件能夠設(shè)計(jì)出各種復(fù)合曲線，同時(shí)能很好的處理線路的斷鏈問(wèn)題。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。④對(duì)于繪制公路 設(shè)計(jì)線時(shí) ，緯地也是批量繪出⑤緯地軟件斷面內(nèi)插數(shù)據(jù)格式（文本格式）能夠和很多 軟件數(shù)據(jù)格式兼容或者轉(zhuǎn)化，通用性強(qiáng)大。 數(shù)據(jù)導(dǎo)入和預(yù)處理將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī),對(duì)不同里程的多組作業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并,檢查數(shù)據(jù),對(duì)每次采集回的數(shù)據(jù)都要進(jìn)行檢核，以免漏點(diǎn)， 給后期的斷面繪制造成影響。同時(shí)對(duì)超限數(shù)據(jù)及在外業(yè)采集時(shí)誤操作記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除,對(duì)點(diǎn)位不能滿足計(jì)算要求的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。對(duì)所測(cè)得的高程點(diǎn)進(jìn)行處理之后，建立DTM， 對(duì)照底圖繪制等高線 [5]。 圖 41 將 GPS 導(dǎo)出 CASS 格式文件圖 42 導(dǎo)入 CASS 并保存為 DWG 格式圖 43 建立 DTM 三角網(wǎng) 圖 44 繪制等高線自動(dòng)生成等高線。利用 CASS 軟件標(biāo)題欄中的“等高線” 中的各個(gè)命令來(lái)繪制等高線,可以根據(jù)展繪出的高程自動(dòng)生成等高線,這種方法在地貌不復(fù)雜、地物不多的情況下比較實(shí)用,繪制的速度快,測(cè)區(qū)的范圍越大,其準(zhǔn)確度越高,但局部需要手工修改,修改后的等高線可以符合實(shí)際地形地貌的要求。在這個(gè)過(guò)程中充分運(yùn)用南方 CASS 軟件自動(dòng)生成等高線的功能， 在大幅提高工作效率的同時(shí),還降低了作業(yè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了地形圖的成圖精度,為地形圖的繪制工作帶來(lái)了極大的便利,從而使經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到顯著提高。 公路主線線形設(shè)計(jì)⑴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⑵公路平面線形的組成要素：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⑶公路平面線形的常用形式：直—緩—圓—緩—直