【正文】 2. 沿甲方劃定的勘測(cè)線(xiàn)路每 5Km 左右布設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)；大型隧道進(jìn)出口、大橋、特大橋兩端各埋設(shè)一對(duì)相互通視的四級(jí) GPS 點(diǎn)，當(dāng)隧道與橋梁、隧道與隧道、橋梁與橋梁間所布設(shè)四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的距離可以滿(mǎn)足一級(jí)導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)時(shí)，中間可不再加點(diǎn)；在植被茂密的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)增加 GPS 對(duì)點(diǎn)；四級(jí) GPS 對(duì)點(diǎn)的點(diǎn)間 距離一般為 500～ 1000米。 D , 因此無(wú)論單頻機(jī)或雙頻機(jī)均可滿(mǎn)足公路控制測(cè)量的要求。此外 , 在快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量中 , 能快速地解算整周模糊值 , 從而使觀(guān)測(cè)時(shí)間比單頻機(jī)少 , 但價(jià)格較高 , 用于精密相對(duì)定位的雙頻機(jī)精度可達(dá) 5mm + 1ppm178。 首級(jí) GPS 平面控制網(wǎng)的布設(shè) 應(yīng)用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行路線(xiàn)控制測(cè)量 , GPS接收機(jī)是完成任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備 , 用于測(cè)量工作的 GPS接收機(jī)稱(chēng)測(cè)地型接收機(jī) , 使用時(shí)必須對(duì)其性能與可靠性進(jìn)行檢驗(yàn) , 檢驗(yàn)內(nèi)容包括一般性檢驗(yàn)、通電檢驗(yàn)和實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。路線(xiàn)所經(jīng)地區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，橋梁、隧道等大型構(gòu)造物較多。 測(cè)區(qū)在 1954 年北京坐標(biāo)系中高程異常為 + 米，平均曲率半徑 R=6363331 米。）、跨三度投影帶的第35帶（中央子午線(xiàn)為 105176。35′（線(xiàn)路最南端）～ 23186。24′（線(xiàn)路最西端）～ 106186。路線(xiàn)所經(jīng)地區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，橋梁、隧道等大型構(gòu)造物較多 測(cè)區(qū)位置及概況 測(cè)區(qū)從云南與廣西交界的羅村口起經(jīng)富寧縣和廣南縣到硯山縣止，主線(xiàn)全長(zhǎng)約225Km。因此對(duì)于定測(cè)高程的計(jì)算應(yīng)采用動(dòng)態(tài)的擬合模型，即無(wú)論采用何種擬合算法都首先找出距該點(diǎn)最近的幾個(gè)點(diǎn)，利用這幾個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算擬合參數(shù)，當(dāng)點(diǎn)位發(fā)生變化則其相當(dāng)?shù)?GPS水準(zhǔn)重合點(diǎn)也發(fā)生變化，避免了人為分區(qū)的缺陷。 如果已有多個(gè) GPS 水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)點(diǎn)，則可用最小二乘法求得擬合系數(shù) i? 為： 1()T TA A A???? 工路工程在縱向有時(shí)可達(dá)到幾百公里，在橫向上卻一般只有幾十米，在 GPS高程轉(zhuǎn)換過(guò)程中若是利用所有點(diǎn)建立統(tǒng)一的擬合公式于整個(gè)測(cè)區(qū)，由于線(xiàn)路在某個(gè)方向上伸展的范圍較大，其高程異常的變化也就復(fù)雜得多，因此無(wú)論采用何種擬合算法其整體擬合的精度都不會(huì)很高 。目前，大都采用模擬法求解高程異常值 ? 。無(wú)論線(xiàn)路坐標(biāo)系采用的是國(guó)家坐標(biāo)、 城市坐標(biāo)或工程獨(dú)立坐標(biāo)，該模型均適用。1 1c o s sinsin c o si ii ixxxyy y??? ????? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? 因此由上式可計(jì)算各點(diǎn)在線(xiàn)路坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。11iiy y y? ? ? ，其相應(yīng)的線(xiàn)路坐標(biāo) ( ,iixy)的計(jì)算如下： 39。 39。 39。,iixy）的坐標(biāo)差 39。x x xy y y??? ??? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? （ 8） 若對(duì)任一點(diǎn) i， GPS測(cè)得的 WGS— 84 坐標(biāo)為（ Xi,Yi,Zi），投影后的平面坐標(biāo)為（ 39。因此得到 2個(gè)坐標(biāo)系的尺度參數(shù) ? =s/s’ ，旋轉(zhuǎn)參數(shù) ? =? ? `， 2個(gè)坐標(biāo)系的關(guān)系式為： 2121c o s s in 39。y? / 39。 39。y? ，距離 2239。由 WGS— 84坐標(biāo)求得的坐標(biāo)差 39。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 從 RTK定位原理知，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)站輸入 WGS— 84系坐標(biāo)，二要在流動(dòng)站輸入 WGS— 84 系與國(guó)家坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。另外，由于道路測(cè)量一般采用分別建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，來(lái)確定地面點(diǎn)的平面位置和高程。而且必要時(shí) ,可用動(dòng)態(tài) GPS 到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合 ,這與傳統(tǒng)方法相比 ,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用 ,前景又廣闊。通過(guò)繪圖軟件 ,可繪出沿線(xiàn)的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。橫斷放樣 時(shí) ,先確定出橫斷面形式 (填、 挖、 半填半挖 ) ,然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到 電子手簿中 (如邊坡坡度、 路肩寬度、 路幅寬度、 超高、 加寬、 設(shè)計(jì)高 ) ,生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件 ,儲(chǔ)存起來(lái) ,并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。另外 ,如果你需要在各直線(xiàn)段和曲線(xiàn)段間加樁 ,只需輸入加樁點(diǎn)的樁號(hào)就行了 ,剩下工作由 GPS來(lái)完成。放樣時(shí) ,我們只要先輸入各主控點(diǎn)樁號(hào) ,然后輸 入起終點(diǎn)的方位角 a a2 ,直線(xiàn)段距離 D D2 ,緩和曲線(xiàn)距離 LS LS2 ,圓曲線(xiàn)半徑 R ,這樣就可以很輕松放樣了 ,而且一切工作均由 GPS電子手簿來(lái)完成。由于每個(gè)點(diǎn)測(cè)量都是獨(dú)立完成的 ,不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差 ,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。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 ,因此大大降低了測(cè)圖難度 ,既省時(shí)又省力 ,非常實(shí)用。用實(shí)時(shí) GPS 動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn) ,只需在沿線(xiàn)每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘 ,即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、 高程。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖 ,先要建立控制點(diǎn) ,然后進(jìn)行碎部測(cè)量 ,繪制成大比例尺地形圖。也可設(shè)置多個(gè)移 動(dòng)站 ,利用同一基準(zhǔn)站觀(guān)測(cè)信息各自獨(dú)立開(kāi)展作業(yè)。 5． 能夠接收到 GPS信號(hào)的任何地點(diǎn) ,全天 24小時(shí)均可進(jìn)行實(shí)時(shí) RTK測(cè)量放樣。這樣 ,測(cè)量中即使遇到障礙物 （ 如穿過(guò)橋下或通過(guò)隱蔽地帶 ） 造成失鎖 ,也可在重新捕獲到衛(wèi)星后數(shù)分鐘內(nèi)完成整周未知數(shù)初始化 ,繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。在 RTK測(cè)量中 ,盡管初始化時(shí)間和長(zhǎng)短受到跟蹤觀(guān)測(cè)的衛(wèi)星數(shù)、幾何圖形強(qiáng)度、多路徑效應(yīng)、電離層干擾等諸多因素影響 ,但已可在數(shù)分鐘之內(nèi)完成。 3． RTK測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)之一是快速解算載波的整周未知數(shù)。 2． 經(jīng)典的 GPS測(cè)量因不具備實(shí)時(shí)性 ,而不能有用來(lái)放樣 ,放樣工作還得配備傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器 , RTK測(cè)量技術(shù)彌補(bǔ)了這一缺陷。靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)后處理的方式 ,是高精度控制測(cè)量中的理想方法。 4． 2 RTK測(cè)量的特點(diǎn) 1． RTK測(cè)量技術(shù)保留了所有經(jīng)典的 GPS功能。只要保證鎖定四顆以上的衛(wèi)星 ,并具有足夠的幾何圖形強(qiáng)度 ,就能隨時(shí)給出厘米級(jí)的 點(diǎn)位精度 因此必須具備功能很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)基準(zhǔn)站將自身信息與觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù) ,通過(guò)數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)揭苿?dòng) 站 ,移動(dòng)站將從基準(zhǔn)站接收到的信息與自身采集到的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀(guān)測(cè)值。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng) ,移動(dòng)站可以隨時(shí)調(diào)閱基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)和測(cè)站的實(shí)時(shí)信息。 2． 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng) RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) ,RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn) 站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù) （ 偽距觀(guān)測(cè)值、相位觀(guān)測(cè)值 ） 及已知數(shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)站接收機(jī) ,為把基準(zhǔn)站的信息及觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)一并同時(shí)傳輸?shù)揭苿?dòng)站 ,并與移動(dòng)站的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理 ,必 須配置高質(zhì)量的無(wú)線(xiàn)通訊設(shè)備 無(wú)線(xiàn)信號(hào)調(diào)制解調(diào)器 。但是單頻機(jī)進(jìn)行整周未知數(shù)的初始化需要很長(zhǎng)的時(shí)間 ,這是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量所不允許的 加之單頻機(jī)在實(shí)際作業(yè)時(shí)容易失鎖 ,失鎖后的重新初始化又要占去很多時(shí)間。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) (RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量 模式 ,兩種定位模式相結(jié)合 ,在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、 施工放樣、 監(jiān)理和 GIS(地理信息系統(tǒng) )前端數(shù)據(jù)采集。流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí) ,通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù) ,隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)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(cè)量精度。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(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證。在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀(guān)測(cè)成果。 第四章 RTK 在高速公路測(cè)量中的應(yīng)用 4． 1 概述 RTK是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) (Real Time Kinematic) 測(cè)量技術(shù)的縮寫(xiě) , 它是以載波相位觀(guān)測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分測(cè)量技術(shù) , 是 GPS 測(cè)量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破， 在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。 觀(guān)測(cè)記錄主要由接收機(jī)自動(dòng)完成，即將 GPS 衛(wèi)星信號(hào)與外業(yè)設(shè)置的測(cè)站控制信息以及接收機(jī)工作狀態(tài)等記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上。 3)觀(guān)測(cè)記錄 外業(yè)觀(guān)測(cè)過(guò)程中，所有的觀(guān)測(cè) 數(shù)據(jù)和資料部應(yīng)妥善記錄。 在一個(gè)時(shí)段觀(guān)測(cè)過(guò)程中不允許進(jìn)行以下操作：接收機(jī)關(guān)閉又重新啟動(dòng)、進(jìn)行自測(cè)試、改變衛(wèi)星高度角、改變數(shù)據(jù)采樣間隔、改變天線(xiàn)位置、按動(dòng)關(guān)閉文件和刪除文件等功能鍵。 ⑨觀(guān)測(cè)期間，不 得在天線(xiàn)附近 50m 以?xún)?nèi)使用電臺(tái)，不得在天線(xiàn)附近 l0m 以?xún)?nèi)使用對(duì)講機(jī)。 ⑦每時(shí)段觀(guān)測(cè)前后應(yīng)各量取天線(xiàn)高一次，兩次量高之差不應(yīng)大于 3mm，取平均值作為最后天線(xiàn)高。 ⑥每時(shí)段觀(guān)測(cè)開(kāi)始時(shí)與結(jié)束前各記錄一次觀(guān)測(cè)衛(wèi)星號(hào)、天氣狀況、實(shí)時(shí)定位經(jīng)緯度和大地高、 PDOP 值等。 ④接收機(jī)啟動(dòng)前與作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)填寫(xiě)測(cè)量手簿中的記錄項(xiàng)目， GPS 測(cè)量手簿記錄格式、內(nèi)容可參考 GPS 規(guī)范。 ②檢查接收機(jī)電源電纜和天線(xiàn)等各項(xiàng)連接無(wú)誤后，方可開(kāi)機(jī)。對(duì)于具體的操作方法因接收機(jī)的型號(hào)不同而異， GPS 收機(jī)都隨機(jī)帶有操作手冊(cè)，具體操作按操作手冊(cè)執(zhí)行。方向上分別量取的天線(xiàn)高．二次量取結(jié)果差須小于 3mm，取其平均值記入測(cè)量手簿，并在各時(shí)段前后分別量取一次。 ⑥架設(shè)天線(xiàn)不宜過(guò)低，一般應(yīng)距地面 以上。 ⑤天線(xiàn) 集成體上的圓水準(zhǔn)氣泡必須居中，沒(méi)有圓水準(zhǔn)氣泡的天線(xiàn)可調(diào)整天線(xiàn)基座腳 螺旋，使在天線(xiàn)互為 120176。 ④為消除相位中心偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，安置天線(xiàn)時(shí)用羅盤(pán)定向使天線(xiàn)指北線(xiàn)嚴(yán)格指向北方，定向誤差根據(jù)定位的精度不同而異，一般不超過(guò) 3176。 ②需要在視標(biāo)的基板上安置天線(xiàn)時(shí)，應(yīng)先卸去砧標(biāo)頂部，將標(biāo)志中心投影到基板上，然后 以投影點(diǎn)安置天線(xiàn)，投影點(diǎn)示誤三角形的最長(zhǎng)邊或示誤四邊形的長(zhǎng)對(duì)角線(xiàn)不得大于5mm。 1） 天線(xiàn)安置 天線(xiàn)的正確安置是獲取點(diǎn)位精確成果的前提，天線(xiàn)安置需滿(mǎn)足下列要求： ①對(duì)于控制測(cè)量，天線(xiàn)一般應(yīng)盡可能利用三腳架直接安置在標(biāo)志中心的垂直方向上，對(duì)中誤差不大于 3mm，特殊情況下可進(jìn)行偏心觀(guān)測(cè)，必須精密測(cè)定歸心元素。各種標(biāo)石的規(guī)格應(yīng)符合《全球定位系統(tǒng) (GPS)測(cè)量規(guī)范》。 GPS 網(wǎng)點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置具有中心標(biāo)志的標(biāo)石，標(biāo)石的類(lèi) 型分為基巖標(biāo)石、基本標(biāo)石和普通標(biāo)石三種。； (3)測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其它測(cè)量手段聯(lián)測(cè)和擴(kuò)展； (4)點(diǎn)位選定后，應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記。但由于點(diǎn)位的選擇對(duì)保證觀(guān)測(cè)工作的順利進(jìn)行、可靠地保證測(cè)量結(jié)果及后期對(duì)工程應(yīng)用的方便具有重要意義，所以，在選點(diǎn)工作開(kāi)始之前，應(yīng)收集和了解測(cè)區(qū)的地形情況以及原有測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的分 布及保存情況，以便確定合理的測(cè)點(diǎn)位置。 GPS 在高速公路 測(cè)量 中的 外業(yè)實(shí)施 GPS 在高速公路 測(cè)量 中 的外業(yè)實(shí)施主要包括 GPS 點(diǎn)位選埋、觀(guān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)預(yù)處 理等工作。 b— — — GPS 接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度的比例誤差 。各等級(jí)控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)間的弦長(zhǎng)精度用下式表示： σ = [ a2+ ( bd)2]1/ 2 式中 , σ — — — GPS 基線(xiàn)向量的弦長(zhǎng)中誤差 。四級(jí)控制網(wǎng)可作為高速公路的施工控制網(wǎng) , 控制點(diǎn)間的平均距離以 500m 較為適宜。 應(yīng)用 GPS 技術(shù)進(jìn)行路線(xiàn)測(cè)量首先應(yīng)根據(jù)工程需要確定 GPS 控制網(wǎng)的等級(jí) , 路線(xiàn) GPS 控制測(cè)量分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)共 4個(gè)等級(jí)。而網(wǎng)的基準(zhǔn)的確定是通過(guò)網(wǎng)的整體平差計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為閉合環(huán)的特例，在公路導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量中還可采用所謂的附合線(xiàn)路。在公路路線(xiàn)控制測(cè)量中，布設(shè) GPS 網(wǎng)時(shí)多采用環(huán)形網(wǎng)，即由若干個(gè)含有多條獨(dú)立觀(guān)測(cè)邊的閉合環(huán)所組成的網(wǎng)。為滿(mǎn)足用戶(hù)的要求， GPS 網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則是 : (1) GPS 網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與原有地面控制點(diǎn)相重合，重合點(diǎn)一般不應(yīng)少于 3 個(gè)，以便可靠地確定 GPS 網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)； (2) GPS 網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)考慮與水準(zhǔn)點(diǎn)相重合，而非重合點(diǎn)一般應(yīng)根據(jù)要求以水準(zhǔn)測(cè)量方法聯(lián)測(cè)； (3) GPS 網(wǎng)一般應(yīng)通過(guò)獨(dú)立邊構(gòu)成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合路線(xiàn)，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性； (4)為了便于觀(guān)測(cè)和水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)， GPS 網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在視野開(kāi)闊和容易到達(dá)的地方； (5)為了便于公路導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)加密， GPS 網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量靠近公路走向。所以，設(shè)計(jì)中要根據(jù)用戶(hù)的要求和可能慎重確定。 GPS 網(wǎng)的精度要求，主要取決于公路等級(jí)對(duì)控制網(wǎng)的要求 GPS 測(cè)量按其精度劃分為 A, B, C, D, E 五級(jí)，工程測(cè)量中一般采用 C, D, E 三級(jí)，其精度指標(biāo)應(yīng)符合表 規(guī)定。 高速公路 GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì) GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)是 GPS 測(cè)量工作實(shí)施的第一步，這項(xiàng)工作應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶(hù)的要求來(lái)進(jìn)行。由于通視的原因，這一條件難以滿(mǎn)足，甚至在大范圍密林、密灌 及青紗帳地區(qū)，根本無(wú)法實(shí)施常規(guī)控制測(cè)量。 (4)地面通視困難往往影響常規(guī)測(cè)量的實(shí)施。在這些地區(qū)進(jìn)行路線(xiàn)測(cè)量作業(yè)，往往在 50km 以上均找不到導(dǎo)線(xiàn)的聯(lián)測(cè)點(diǎn)。 (3)國(guó)家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重影響測(cè)量作業(yè)。這種要求一般在實(shí)際作業(yè)中難以達(dá)到，往往出現(xiàn)超規(guī)范作業(yè)。 常規(guī)測(cè)量方法的缺陷 (1)規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)、閉合導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線(xiàn)間長(zhǎng)度