【正文】 帶同3176。④ 點位應遠離大功率無線電發(fā)射源如電視臺微波站等其距離不得小于200m并應遠離高壓輸電線距離不得小于50m⑤ 附近不應有強烈干擾接受衛(wèi)星信號的物體在點位選好后在對點位進行編號時必須注意點位編號的合理性在野外采集時輸入的觀測站名是由四個任意輸入的字符組成為了在測后處理時方便及準確必須不使點號重復實施為了保證GPS點位的選擇符合四等二級GPS網(wǎng)的技術設計要求并有利于全站儀布設圖根導線網(wǎng)進行加密結合外環(huán)公路的地理條件經(jīng)過實地踏勘后決定將GPS網(wǎng)點均勻布設在公路中線這樣做是基于GPS選點的原則避開了公路沿線建筑物的遮擋以及流動車輛的干擾更重要的是實現(xiàn)了GPS點間的互相通視GPS網(wǎng)的選點網(wǎng)圖2 擬定觀測計劃⑴ 衛(wèi)星可見性預報根據(jù)網(wǎng)站提供的星歷Yuma數(shù)據(jù)高程應取至01mf 天線高應包括測前測后量得的高度及其平均值均取至0001mg 觀測狀況應包括電池電壓接收衛(wèi)星信噪比SNR故障情況等② 記錄應符合下列要求a 原始觀測值和記事項目應按規(guī)格現(xiàn)場記錄字跡要清楚整齊美觀不得涂改轉抄b 外業(yè)觀測記錄各時段觀測結束后應及時將每天外業(yè)觀測記錄結果錄入計算機硬盤或軟盤c 接收機內存數(shù)據(jù)文件在卸到外存介質上時不得進行任何剔除或刪改不得調用任何對數(shù)據(jù)實施重新加工組合的操作指令d 天線高的量取安置好儀器后觀測員應在各觀測時段的前后各量測天線高一次量至毫米量取時由標石或其他標志或者地面點中心頂端量至天線中部即天線上部與下部的中縫圖31量取天線高示意圖采用下面公式計算天線高 41其中——標石或其它標志中心頂端到天線下沿所量的斜距即為觀測員用鋼卷尺由地面中心位置量至天線邊緣的斜距 天線半徑天線相位中心為準99mm 天線相位中心至天線中部的距離13mm所算即為天線高理論計算值兩次量測的結果之差不應超過3mm并取其平均值采用注意實際輸入儀器天線高時要求輸入即用鋼卷尺由地面中心位置量至天線邊緣的斜距⑷ 退出數(shù)據(jù)記錄① 退回到主界面然后長按PWR鍵關機② 在任何界面下同時按下F1F4快捷鍵關機即可退出數(shù)據(jù)采集且不會丟失數(shù)據(jù)⑸ GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸設置要存放野外觀測數(shù)據(jù)的文件夾可以在數(shù)據(jù)通訊軟件中設置將所觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ谋P根目錄下的文件夾⑹ 基線解算在基線解算的菜單里面選擇全部解算有自動計算進度條顯示處理的進度這一解算過程可能等待時間較長處理過程若想中斷請點擊工具欄的停止按鈕基線初步解算完成后顏色已由原來的綠色變成紅色或灰色基線雙差固定解方差比大于3的基線變紅 軟件默認值3 小于3的基線顏色變灰色對灰色基線需要重新解算⑺ 檢查閉合環(huán)和重復基線基線解算合格后在閉合環(huán)查看閉合環(huán)的情況首先對同步時段任一三邊同步環(huán)的坐標分量閉合差和全長相對閉合差按獨立環(huán)閉合差要求進行同步環(huán)檢核然后計算異步環(huán)程序將自動搜索所有的同步異步閉合環(huán)如有同步環(huán)的超限需要對基線進行特殊處理當閉合環(huán)檢驗符合要求后才可進行網(wǎng)平差點名 縱坐標X 橫坐標Y 高程H GPS10 4369139647 445700880 1171306 GPS11 4369002907 445833245 1186961 GPS12 4369202397 445840339 1170840 D1 4368454402 445836717 1154321 D2 4367789694 445862619 1152895 外環(huán)公路控制點成果表五用RTK技術進行控制測量一觀測過程1 測前準備GPSRTK內存數(shù)據(jù)容量認真了解各GPS點所處的環(huán)境運用GPS軟件預測點的最佳觀測時間檢查GPSRTK的各項設置靜態(tài)或動態(tài)高度截止角數(shù)據(jù)采樣率天線類型天線量測方式2 觀測⑴ 到出發(fā)到測點前認真檢查GPS主機電池電纜測GPS天線的鋼尺記錄紙筆腳架及對講機等必備品⑵ 架站認真地架好儀器對中整平接好電纜⑶ 量測天線高各種GPS量測天線的高的方式是不一樣的同一種GPS也有幾種不同的量測方式一定要記清楚自己用的是哪種方式此外GPS天線高的量測一般都是量的斜高不要人為地改為垂直高要對稱量幾個方向然后取平均值⑷ 開始觀測時只需按下電源開關這時記錄好測點名開機時間開機時天線高⑸ 觀測結束時先關電源不要馬上拆機還要再量天線高以判斷觀測過程中儀器是否動過3 GPS數(shù)據(jù)傳輸⑴ 在傳輸數(shù)據(jù)前先查看儀器里每個時段里記錄的數(shù)據(jù)量是否大小相近將由于開關電源引起的無效記錄先刪除⑵ 通信參數(shù)設置⑶ 傳輸數(shù)據(jù)時先檢查軟件中的各項設置查看GPS類型天線類型天線高的量測方式等是否設置一致⑷ 傳輸數(shù)據(jù)時記錄好各數(shù)據(jù)文件的時段號點名以備基線解算后用輸入天線高⑸ 在做好上述工作后查看高級設置給定高度截止角PDOP值等幾個重要設置即可傳輸數(shù)據(jù) 4 GPS數(shù)據(jù)處理⑴ 基線向量解算時可根據(jù)不同情況設置好是解算部分基線還是解算全部基線軟件自動解算⑵ 基線向量解算后可初步檢查一下評判各基線的置信參數(shù)檢查同步環(huán)異步環(huán)等閉合差檢查不同時段同一條邊的較差查出超限原因剔除有粗差的基線⑶ 若發(fā)現(xiàn)有問題的基線還可以查看各點接收到的衛(wèi)星狀況及其他有關部因素以查找原因確定此基線是否重新解算還是重測5 平差計算GPS定位成果屬于WGS84大地坐標系而實用的測量成果是屬于國家坐標系或地方坐標系因此必須解決成果的坐標轉換問題⑴ GPS基線向量網(wǎng)的平差分為三種類型一是無約束平差二是約束平差三是聯(lián)合平差目前對于絕大多數(shù)的地區(qū)聯(lián)合平差是解決GPS網(wǎng)成果轉換的有效手段也是絕大多數(shù)的地區(qū)目前唯一行之有效的方法因此GPS網(wǎng)一般要聯(lián)測35個已知點⑵ GPS基線向量網(wǎng)成果的內精度分析根據(jù)無約束平差成果分析主要考察基線向量觀測值改正數(shù)各點坐標中誤差點位中誤差GPS基線向量邊的方位和邊長相對精度若發(fā)現(xiàn)有明顯粗差則要在聯(lián)合平差前剔除⑶ 聯(lián)合平差或約束平差成果的精度分析主要考察各類觀測值的改正數(shù)的分布是否有明顯粗差平差坐標點位誤差轉換參數(shù)單位權中誤差是否通過統(tǒng)計檢驗邊長相對精度是否滿足設計的精度要求6 高程擬合GPS高程擬合根據(jù)不同軟件的要求至少要聯(lián)測4個水準高程點但其高精度不高一般只能達到3厘米左右二 數(shù)據(jù)處理由于RTK技術只能把測得的坐標顯示在屏幕上它不能如常規(guī)儀器 經(jīng)緯儀鋼尺等 標定方向測量距離雖然可以把一些整樁關系加樁預先算出其坐標然后按坐標去放樣但中線測量和單純的點位放樣不同因為在中線測量過程中還會遇到許多地形地物等加樁需根據(jù)現(xiàn)場確定出位于中線上的特征點并定出其里程要解決這個問題可根據(jù)設計數(shù)據(jù)把線路顯示在手持計算機上在屏幕上注明整樁及曲線主點的樁位對于臨時地形地物加樁由于整個線路中線已顯示在屏幕上通過與接收機的點位坐標的比較便可找到位于中線上的地形或地物加樁其里程可按一定的算法算出因此首先需要根據(jù)設計數(shù)據(jù)連續(xù)計算線路上各點在線路坐標系中的坐標其次GPS測量的結果是屬于WGS84坐標系的要進行放樣就需要把該結果轉化到線路坐標系才能實時進行比較另外對于中線測量獲得的結果需要進一步進行處理以獲得中樁的高程坐標計算的數(shù)學模型　　目前的道路設計中主要使用直線圓曲線緩和曲線三種線型其中直線的曲率K 0圓曲線的曲率K 1R R為設計半徑 緩和曲線設計時遵循RL A2 A2為常數(shù) 的原則距起點L處的曲率K 1R LA2即與線路的長度成比例發(fā)生變化因此整個線路上各點的曲率隨里程變化的函數(shù)可根據(jù)設計數(shù)據(jù)獲得即K f S 若將曲率沿線路作積分就得出線路上方位角的變化即曲線切線的方位角隨弧長的變化 5 由直線圓曲線緩和曲線的曲率特性可知直線的方位角不變圓曲線的方位角線性變化 緩和曲線上各點切線方位角按照二次拋物線變化若曲線起點A在線路坐標系中的坐標為XAYA過A點切線的方位角為αA則曲線上任一點的坐標可通過方位角沿線路的積分獲得 6 對于直線段有 7 對于圓曲線有 8 對于緩和曲線則必須采用積分式借助于數(shù)值解法求得實用公式與計算步驟　　前面給出了各種線型在起點坐標及過該點切線方位角已知時點位坐標的計算公式通過曲率的積分來獲得方位角對方位角積分獲得坐標增量因此若要按里程的順序進行坐標的連續(xù)計算首先應根據(jù)設計數(shù)據(jù)確定出各種線型銜接點處的里程及曲率例如某段起點里程SA曲率KA終點里程SB曲率KB則該段內任一點SI處曲率的計算公式為　　 9 方位角 10 　　直線段按式 3 計算圓曲線按式 4 計算緩和曲線采用辛普生公式來計算相鄰點的坐標差若相鄰點弧長小于100 m則該公式具有足夠的精度　　 11 根據(jù)上述公式即可算出每一個點的坐標及切線方向的方位角實際計算時可選較小的間隔進行計算以準確地把中線繪制在屏幕上在連續(xù)計算時線路有左偏右偏之分因此左偏曲率取負右偏曲率取正以保證積分后對方位角大小的影響的準確性由上述可知其實際計算步驟為據(jù)設計數(shù)據(jù)計算各段曲線銜接處的里程并給出其曲率值給出路線起始點方位角αA計算αi計算坐標增量通過連續(xù)累加即可算出各點的線路坐標　　該算法適用于各種線型及其相互組合如S型凸型及復合型因其曲率在每一組合段中都是線性變化的其銜接處的曲率也很容易給出因此都道路中線各點的坐標都是表示在線路坐標系中的而GPS衛(wèi)星采用的是WGS84坐標系統(tǒng)測量的結果也是屬于該坐標系的因此要把該結果實時轉換到線路坐標系中才能使兩者進行比較另外在平面位置滿足要求以后還要其高程信息而GPS測得的是大地高還要將其轉換為水準高才能繪制橫斷面圖 ⑴ 坐標轉換　　為在定測中運用RTK技術應首先建立RTK作業(yè)的基準站網(wǎng)絡即控制網(wǎng)點之間的距離可以是幾公里或十幾公里這此點構成線路的首級控制網(wǎng)它不僅有WGS84坐標同時也有線路坐標系的坐標在RTK作業(yè)時應求得轉換參數(shù)以進行兩種坐標系的實時轉換在兩個控制點間的線路應選用該兩點的兩套坐標求轉換參數(shù)高程計算　　在線路工程中完全用GPS替代基平測量尚有一定的困難基平仍由水準或測距三角高程來完成基平一般每1～2 km布設一個水準點在基平點選擇及GPS線路控制時應顧及兩者有足夠多的重合點這樣保證每2～3 km有一個重合點這時采用擬合模型其誤差就能得到有效的控制擬合后相對于基平水準點高程中誤差可在2～3 cm以內這樣的精度可以滿足中平測量以及野外地形數(shù)據(jù)采集對高程的精度要求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轉換參數(shù)計算首先確定采用哪些點進行轉換參數(shù)的計算這些點應具有線路坐標和WGS84坐標若沒有WGS84坐標則可在野外利用RTK技術實時測得在樁定線路時一般實時只考慮平面位置可把平面和高程分開處理平面采用平面轉換的模型后處理高程計算采用動態(tài)擬合模型野外實測野外實測時基準站可設置于視野開闊的已知控制點上試驗時基準站設置于E作好GPS接收機數(shù)據(jù)鏈電臺及電池等的連線工作輸入?yún)⒖颊镜淖鴺思捌渌恍┰O置參數(shù)后啟動基準站設備進入工作狀態(tài)數(shù)據(jù)鏈不斷地發(fā)射校正信息此時移動站可開始工作移動站應從另一已知點出發(fā)即先驗證已知坐標轉換參數(shù)及參考站設置的準確性然后測設各整樁和加樁的位置在每次作業(yè)的最后應再次回到已知點上檢查是否與已知數(shù)據(jù)相符以保證實測數(shù)據(jù)的質量為確定點的實際位置需要移動天線在手持機上可給出需移動的距離或者南北向和東西向各移動多少為在實際移動中能夠準確確定移動的方位和距離應配合以手表式的指南針也可采用一小鋼卷尺為輔助工具當與目標點在1 m以內時選擇兩點觀測兩點與目標的距離可得到用小卷尺采用距離交會便可較準確地定出待定點的位置再把儀器放置上面觀測確定是否準確　　利用RTK技術進行中線定測時線路上的里程可按一定的算法算出即首先計算至前一整樁的直線距離S然后根據(jù)程序計算該整樁加S處點的坐標X1Y1進而計算距離S1S1與S的差即為曲線長S處的弦曲差該差作為第一次改正加到S中即可得到加樁的里程若精度不夠可再次趨近RTK到現(xiàn)場放樣之前最好先把測量控制點成果和待放樣的路線中坐標輸入到RTK的內存中當然如果時間來不及以上數(shù)據(jù)未輸入到RTK中也沒有關系在現(xiàn)場放樣是需要用到哪個點現(xiàn)場臨時輸入該點坐標即可只不過這樣的話野外測量放樣的工作效率要低一些RTK測量技術用于公路測量中道路中線放樣可以大大提高工作效率采用RTK技術放樣工作可以由一個人完成放樣方法靈活即可按照樁號放樣也可按照坐標放樣并可以隨時變換放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位便與前后左右移動直到誤差小于設定時的為止所有中樁數(shù)據(jù)樁號高程坐標都可以文本文件的方式供給設計人員使用總 結通過GPSRTK技術在孝義市市區(qū)北外環(huán)公路控制網(wǎng)的測繪中的應用可以深刻的體會到GPS技術的優(yōu)越性感受到GPS具有其他測量儀器和測量方法無可比擬的優(yōu)勢以往的公路測量工作主利用傳統(tǒng)手段如經(jīng)緯儀全站儀等測量儀器進行人工測量然后在室內整理計算得到最終結果這樣做不但工作量大浪費大量的人力物力且測量結果精度還比較低時間周期也長不能及時反映道路交通的實際現(xiàn)狀這項技術也代表了測量方法的改進使其成為沿著高生產率方向發(fā)展的一種自然進程1 GPS的優(yōu)勢主要有以下幾個方面 1測站間無需保持通視 由于 GPS 定位時測站間不要求互相通視可省略許多中間過渡點且不必建標從而省大量的人力物力 2可提供三維坐標 經(jīng)典大地測量將平面與高程采用不同的方法分別施測 GPS可同時精確測定測點的三維坐標目前GPS水準測量