【正文】 在這個(gè)過程中充分運(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。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 25 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) 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 26 圖 44 繪制等高線 自動(dòng)生成等高線。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)。 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。 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題。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。 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。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)用越來越廣泛。 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 ? 南方 CASS 軟件 ： 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 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。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)。持棱鏡者根據(jù) GPSRTK指示的斷面方向采集斷面特征點(diǎn)。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。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。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。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)。 斷面測(cè)量的外業(yè)實(shí)施 測(cè)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(cè)量工作 [4]。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。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)站不僅要通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(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。移動(dòng)站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(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。 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 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。 ③ 該法在施測(cè)過程中，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。 ? 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。開機(jī)后進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無線電設(shè)置及天線高等輸人工作。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)過程中GPS 可以實(shí)時(shí)顯示出測(cè)點(diǎn)樁號(hào)或偏差。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)。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。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)。從 RTK 定位原理可知。 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)。 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，來求得正常高。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、地形情況千差萬別，長(zhǎng)度變形各不相同。 ? RTK 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)。 ③ 調(diào)制解調(diào)器的配置（電臺(tái)或數(shù)據(jù)鏈） 。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。 ② GPSRTK 作業(yè)的軟件環(huán)境 。 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)果見下表 ： 表 31 比較結(jié)果 比較內(nèi)容 GPSRTK 測(cè)量 傳統(tǒng) 測(cè)量 黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 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)無遮擋物 白天且可見度較好 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 ? GPSRTK 的技術(shù)條件 ： ① GPSRTK 作業(yè)的硬件條件 。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。檢核正確后即可進(jìn)行 。這樣就可以將 WGS84 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系。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 。為了解決這些問題 ,可以利用 GPSRTK 的高程數(shù)據(jù)來代替 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。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。 ,進(jìn)行同樣操作 ,就可計(jì)算出兩側(cè)特殊點(diǎn)的高程 ,用來進(jìn)行橫斷面的設(shè)計(jì)。 ,在此方向上地形變化的地方立水準(zhǔn)尺 ,記錄和讀數(shù) 。測(cè)量使用的是經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺的方法。 ? 用經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺測(cè)線路橫斷面。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。 ? 用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平工作 ,測(cè)線路縱斷面。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。 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與現(xiàn)測(cè)量方法的比較及實(shí)際應(yīng)用 傳統(tǒng)公路斷面測(cè)量方法與流程 公路的縱橫斷面設(shè)計(jì)需要進(jìn)行中樁放樣和縱橫斷面測(cè)量。因此，整個(gè)測(cè)區(qū)所有點(diǎn)位的 WGS84 測(cè)量成果是一個(gè)精度均勻 ，絕對(duì)可靠的，無需進(jìn)行任何內(nèi)業(yè)后處理，只要根據(jù)同平面及高程的已知點(diǎn)位匹配情況進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與高程擬合，輸出測(cè)區(qū)的點(diǎn)位成果表，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)與高程系統(tǒng)輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖，用于輸出修正后的線路模型，并推算出工程的土石方工作量。該作業(yè)方式的效率同樣在于實(shí)時(shí)GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。如此分段推進(jìn)，完成全線 外業(yè)數(shù)據(jù)采集，再通過內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，輸出測(cè)區(qū)的所有待定點(diǎn)的成果表，并輸出相應(yīng)的數(shù)字化地形圖。 ? 實(shí)施 “ 定位 +放樣 ” 的一體化作業(yè)方式 ： 該作業(yè)方式是將公路勘測(cè)工作分為定位作業(yè)和放樣作業(yè)兩大環(huán)節(jié)。其實(shí)質(zhì)在于擴(kuò)大 RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍，其關(guān)鍵在于實(shí)時(shí)GPS 系統(tǒng)的數(shù)量。靜態(tài)作業(yè)是利用 GPS 技術(shù)建立全線基礎(chǔ)控制網(wǎng)，提供高精度的框架，并為動(dòng)態(tài)作業(yè)提供轉(zhuǎn)換參數(shù)；動(dòng)態(tài)作業(yè)就是利用 RTK 技術(shù)，分段測(cè)量放樣。 雖然公路勘測(cè)工作環(huán)節(jié)眾多，十分繁雜，但有了 GPSRTK 技術(shù)后，可以按照 “ 靜態(tài) +動(dòng)態(tài) ” 作業(yè)方式，甚至可以按照 “ 定位 +放樣 ” 作業(yè)方式，以簡(jiǎn)化作業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一體化勘測(cè)目標(biāo)。通過專用繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來。橫斷面放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式，然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工 測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。我們知道，道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構(gòu)成。第一種是根據(jù)現(xiàn)有的各種線形中 樁坐標(biāo)計(jì)算公式或?qū)Ｓ霉酚?jì)算軟件，計(jì)算出公路中線上的各樁點(diǎn)的坐標(biāo) [3]，然后將中樁點(diǎn)坐標(biāo)傳輸?shù)?GPS 控制手簿中，建立以點(diǎn)號(hào)為標(biāo)識(shí)符的公路放樣文件，個(gè)別加樁點(diǎn)的坐標(biāo)以手工輸入法輸入手簿。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上完成定線后，勘測(cè)人員需要將公路中線在實(shí)地上標(biāo)定出來。公路選線一般采用圖紙上定線和現(xiàn)場(chǎng)勘察選線兩種方式。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，采集速度快，因此大大降低了測(cè)圖難度，既省時(shí)又省力，非常實(shí)用。僅需 1 人背著流動(dòng)站 GPS 接收機(jī)在待測(cè)的地物地貌等碎部點(diǎn)上采集 1 分鐘左右，并通過 RTK 操作手簿輸入碎部點(diǎn)的特征編碼及屬性信息，即可實(shí)時(shí)地得到碎部點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。 大比例尺帶狀地形圖測(cè)繪：高等級(jí)公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行。 RTK 測(cè)量包含有三維信息，可用于數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣以及縱橫斷面測(cè)量。 GPSRTK 技術(shù)在公路勘測(cè)方面主要用于低等級(jí)控制點(diǎn)的加密、數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)采集、中線放樣、縱橫斷面測(cè)量等方面。近十多年來，由于 GPS 定位技術(shù)在公路勘測(cè)系統(tǒng)中的普及，測(cè)量iiiii LL BdBB ?? ????? ? ? ?iiii yxLB ????? ,黑龍江工程學(xué)院成人教育學(xué)院本科生畢業(yè)論文 17 作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度有所減輕，但是整個(gè)野外作業(yè)步驟并沒有太大的觸動(dòng)，因而作業(yè)周期仍無顯著的縮短。 由以上作業(yè)步驟可知，測(cè)量工作在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都不可缺少，而且同一測(cè)站要重復(fù)工作五六次，甚至十來次。要實(shí)現(xiàn)這一總體目標(biāo)，關(guān)鍵還在于要首先實(shí)現(xiàn)公路勘測(cè)的一體化。全站儀存在的弱點(diǎn)，正好是 GPS 定位技術(shù)的長(zhǎng)處隨著 GPSRTK 系統(tǒng)的問世，使得作業(yè)員可以現(xiàn)場(chǎng)獲取測(cè)點(diǎn)厘米級(jí)精度的三維坐標(biāo)，這就為測(cè)量方式一體化的實(shí)現(xiàn)提供了可能。 第 3 章 公路斷面測(cè)量 公路斷面測(cè)量的現(xiàn)狀 實(shí)現(xiàn)測(cè)量方式的自動(dòng)化、一體化、一直是測(cè)繪工作者追求的目標(biāo)。 然后再利用高斯投影正算公式 ,計(jì)算各點(diǎn)的平面坐標(biāo) : GPS 網(wǎng)投影變換至地方獨(dú)立坐標(biāo)系 地方 獨(dú)立坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的地方參考橢球與國(guó)家參考橢球存在著長(zhǎng)半徑上 的差異 da,根據(jù)橢球變換的投影公式有 : 其中 : 0404 dAQdL dAPdBii ??iiiiiidLLLdBBB????? ? ? ?iiii yxLB , ?? ?0。式中各符號(hào)的意義 ! 此處 : 0,0 00 ?? dLdB ；同時(shí)可設(shè) : 0/ ?sds 而 : 000 AAdA ?? 其中 : 0A 為地面網(wǎng)原點(diǎn)至起始方位點(diǎn)的大地方角 , 0A 為 GPS 網(wǎng)在相應(yīng)方位上的大地方位角。GD ZYXZYXZYX???????????????????????????????????。 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 XQ 轉(zhuǎn)化為大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 BQ 因有 : ? ? ? ?TT dZdYdXAdHdLdB , ?? 則有： TXB AQAQ ??? (2)、 將大地坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 BQ 轉(zhuǎn)化為高斯平面直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 GQ 因有： ? ? ? ?TT dLdBBdYdX , ?? 則有： TBG BQBQ ??? (3)、 直接由 空間直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣 XQ 計(jì)算高斯平面直角坐標(biāo)的協(xié)因數(shù)陣GQ TXG CQCQ ??? 式中， ABC ?? 簡(jiǎn)化之有： 當(dāng)只有一個(gè)重合點(diǎn)時(shí)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 在 GPS 網(wǎng)中只具有一個(gè)重合點(diǎn)時(shí) ,可以僅設(shè)三個(gè)平移參數(shù) ,并利用重