【正文】 緯儀、全站儀、測距儀等。 GPS 技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，它是衛(wèi)星技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和天文觀測技術(shù)等高科技尖端技術(shù)的綜合產(chǎn)物， GPS 技術(shù)的出現(xiàn)與不斷完善將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)地形測量技術(shù)的改進(jìn)，完善和豐富地形測量方法。 ,優(yōu)于常規(guī)測量的平面坐標(biāo)和高程系統(tǒng)分離狀況 ,有利于宇航科學(xué)、導(dǎo)彈發(fā)射等空間科學(xué)的應(yīng)用。 。隨著 GPS技術(shù)的日益成熟和快速發(fā)展，現(xiàn)今 ,生產(chǎn)性作業(yè)精度可達(dá) 1~Z106mm,國外可達(dá)零點(diǎn)幾 106mm,可建立比常規(guī)測量精度更高的控制網(wǎng)。 可按需布設(shè)控制網(wǎng) ,簡化加密級(jí)別 ,省 去聯(lián)測過渡點(diǎn)。 GPSRTK 用于數(shù)字化地形測量 . GPS 用于數(shù)字化地形測量的特點(diǎn) 。 。在貫通面上貫通誤差左、右線分別為 177。 經(jīng)過平差處理，網(wǎng)中最弱邊相對(duì)精度為 1/60106，最高相對(duì)精度達(dá) 1/137 萬；最弱點(diǎn)位中誤差為 177。 靠椅山隧道控制網(wǎng)由 14 個(gè)點(diǎn)組成，網(wǎng)中最短邊長為 ，最大邊長為 ，平均邊長為 。 靠椅山隧道地處亞熱帶地區(qū)，雨量充沛、荊剌叢生，溝深林密，野外作業(yè)條件十分艱苦，采用常規(guī)方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且選點(diǎn)困難，砍伐工作量大。根據(jù)《公路隧道勘測規(guī)程》中對(duì)隧道類別劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬公路特長隧道，洞外測量在貫 通面上對(duì)貫通誤差影響值限值為 177。 GPS 測量用于隧道 控制測量 在京珠國道主干線粵境高速公路翁城縣境內(nèi)有座靠椅山雙洞直線型平行隧道，初測的左、右洞起訖樁號(hào)分別為 ZK144+710～ ZK147+730， YK144+730～ YK147+740。 近 600km的 GPS控制網(wǎng)，僅用兩個(gè)外業(yè)組， 10 個(gè)作業(yè)員， 7臺(tái) GPS接收機(jī)，約 20d 的作業(yè)時(shí)間。 經(jīng)過平差處理，網(wǎng)中最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為 ，最弱邊相對(duì)中誤差為 1/ 萬。該地區(qū)路線 跨越南嶺山脈，沿線山高深、植被茂盛、地形地貌復(fù)雜、通視條件極差。其效率較常規(guī)測量手段至少提高 3倍。 通過平差處理，該四等網(wǎng)最弱點(diǎn)位中誤差為 ，平均點(diǎn)位中誤差 ，最弱邊相對(duì)中誤差 1/27669，平均邊長相對(duì)中誤差 1/453578。數(shù)據(jù)采樣間隔為 15s。該機(jī)的標(biāo)稱精度為 10mm+2PPm。這樣，該段共設(shè)了 6對(duì) GPS加密點(diǎn)，加密點(diǎn)的精度要達(dá)到四等控制網(wǎng)的要求。 為提高京珠國道粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段測設(shè)質(zhì)量，決定在國家測繪系統(tǒng)基礎(chǔ)進(jìn)行控制點(diǎn)的加密。在已找出的的 7個(gè) 控制點(diǎn)中，國家測繪局系統(tǒng) Ⅰ 等點(diǎn) 1個(gè)， Ⅲ 等點(diǎn) 1個(gè)；城市測量系統(tǒng)點(diǎn) 2個(gè)；總參軍控點(diǎn) 3個(gè)。 京珠國道主干線粵境高速公路湯塘至廣州北二環(huán)段路線長約60 公里，所處地形為重丘區(qū)，路線設(shè)計(jì)為 6車道。由于通視的原因，這一條件難以滿足，甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區(qū)，根本無法實(shí)施常規(guī)控制測量。 4． 地面通視困難往往影響常規(guī)測量的實(shí)施。在這些地區(qū)進(jìn)行路線測量作業(yè)，往往在 50 公里以上均找不到導(dǎo)線的聯(lián)測點(diǎn)。 3． 國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重，影響測量作業(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)測量方法的缺陷 1． 規(guī)范對(duì)附合導(dǎo)線長、閉合導(dǎo)線長及結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線間長度等有嚴(yán)格規(guī)定，一般對(duì)于高等級(jí)公路均要求達(dá)到一級(jí)導(dǎo)線要求。 采用 RTK 進(jìn)行測量定位放樣時(shí)，利用流動(dòng)站接收機(jī)的測量控制器能直觀地對(duì)測量過程進(jìn)行有效控制。 觀測時(shí)間很短，當(dāng)觀測條件良好時(shí)，采用性能良好的雙頻接收機(jī)觀測， 3— 5S 即可求得測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 此外， GPSRTK 作業(yè)模式可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地將測量結(jié)果顯示出來。其平面控制測量往往采用導(dǎo)線形式，這包括附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線等導(dǎo)線網(wǎng)形式。 GPS 觀測可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行，一般不受天氣狀況的影響。在觀測中測量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測工作如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測等均由儀器自動(dòng)完成。 。 。 。一般雙頻 GPS 接收機(jī)基線解精度為 5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱精度為5mm+5ppm， GPS 測量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長， GPS 測量優(yōu)越性愈加突出。但測站上空必須開闊，以使接收 GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾。測站間相互通視一直是測量學(xué)的難題。 RTK的作業(yè)過程是使用 RTK 的基本步驟，也是今后使用 RTK所必須進(jìn)行的操作，通過對(duì)作業(yè)過程的敘述，使我們初步掌握了 RTK的使用方法。雖然 RTK的系統(tǒng)是 現(xiàn)代 測量的最新成果，但它應(yīng)有不足之處。 RTK的誤差來源有很多種，知道了它們的來源，對(duì)于我們采取一定的措施保證 RTK 的測量精度，提供了理論依據(jù)。對(duì)局部地形進(jìn)行測繪后得知，將一般的測繪技術(shù)與 RTK 技術(shù)并用，即可順利開展地形測繪工作。本工程測點(diǎn)位于城鄉(xiāng)結(jié)合部中，并有大量高壓變電線路，因此測量時(shí) GPS信號(hào)受到嚴(yán)重阻礙，因此測量中我們采用 RTK 技術(shù)與全站儀相結(jié)合的方法來進(jìn)行樁位放樣。 放樣導(dǎo)航圖 (3)地形的測繪。將線路中線的曲線要素提前輸入測量控制器，使其自動(dòng)生成線路圖。對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行收集的過程中，或通過相對(duì)靜態(tài)技術(shù)加密 GPS控制點(diǎn)時(shí)，利用 RTK 技術(shù)持續(xù)監(jiān)測 3～ 5 分鐘加密測設(shè)部分控制點(diǎn)，使其符合局部區(qū)域采用全站儀檢測進(jìn)行分項(xiàng)工程的要求。當(dāng)流動(dòng)站天線整平后，十字絲與同心圓圓心重合時(shí)，這時(shí)可以按 “ 測量 ” 鍵對(duì)該放樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測，并保存觀測值。 在作業(yè)時(shí)，在手薄控制器上顯示箭頭及目前位置到放樣點(diǎn)的方位和水平距離，觀測值只需根據(jù)箭頭的指示放樣。 2． 放樣測量：在進(jìn)行放樣之前，根據(jù)需要 “ 鍵入 ” 放樣的點(diǎn)、直線、曲線、 DTM道路等各項(xiàng)放樣數(shù)據(jù)。單點(diǎn)測量觀測時(shí)間的 長短與跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星圖形精度、觀測精度要求等有關(guān)。 ． 流動(dòng)站開始測量 1． 單點(diǎn)測量：在主菜單上選擇 “ 測量 ” 圖標(biāo)打開，測量方式選擇 “RTK”, 再選擇 “ 測量點(diǎn) ” 選項(xiàng)，即可進(jìn)行單點(diǎn)測量。 2． 在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果有當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)與 W CS84 坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。點(diǎn)校正可以通過兩種方式進(jìn)行。計(jì)算出參數(shù)后即可對(duì)各控制點(diǎn)進(jìn)行檢核測量，所 有監(jiān)測點(diǎn)的觀測時(shí)間為 3秒，再把 GPS 靜態(tài)觀測成果和 RTK觀測成果進(jìn)行比照后得知，后者可以達(dá)到鐵路工程測量對(duì)測量精度的要求。再利用內(nèi)業(yè)中計(jì)算出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，在測量控制器上輸入所得參數(shù)。但實(shí)踐證明，這種方法需要的時(shí)間較長。 這項(xiàng)工程建設(shè)采用的接收機(jī)是天寶（ Trimble） 5700 型 GPS 接收機(jī) 為例 ，施測 時(shí)主要通過以下兩種途徑實(shí)現(xiàn)參數(shù)的轉(zhuǎn)換： 6 一是通過 RTK設(shè)備中的測量控制器進(jìn)行現(xiàn)場測算。 正常情況下，都在地方獨(dú)立坐標(biāo)系中開展工程建設(shè)，這就需要對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 ． 2． 建立新工程，定義坐標(biāo)系統(tǒng) 新建一個(gè)工程，即新建一個(gè)文件夾，并在這個(gè)文件夾里設(shè)置好測量參數(shù) [如橢球參數(shù)、投影參數(shù)等 ]。平面控制網(wǎng)根據(jù) C級(jí) GPS靜態(tài)相對(duì)測量精度進(jìn)行測量，同時(shí)以三等精度為準(zhǔn)對(duì)水準(zhǔn)高程進(jìn)行聯(lián)測。在 RTK 定位測量的過程中，將接收機(jī)裝設(shè)在基準(zhǔn)站上，并準(zhǔn)確設(shè)置配置參數(shù)。將基準(zhǔn)站設(shè)置為動(dòng)態(tài)測量模式。 GPS— RTK測量的 一般 作業(yè)流程 GPSRTK 測量作業(yè)流程：接受任務(wù) —— 接收控制資料 —— 參考站設(shè)置 —— 流動(dòng)站設(shè)置 ——轉(zhuǎn)換參數(shù)求解 —— 實(shí)時(shí)測量。 一般而言，我們都在地勢高、視野開闊的高等級(jí)已 知控制點(diǎn)設(shè)置基準(zhǔn)站，這些地方便于連續(xù)跟綜觀測 GPS 衛(wèi)星活動(dòng)，同時(shí)利用數(shù)據(jù)鏈將站內(nèi)信息和載波觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)站。否則 RTK 須重新初始化。 4 . RTK 工作條件 (1)、 基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收到 5 顆以上 GPS 衛(wèi)星信號(hào)； (2)、 基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收到衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信 90 號(hào)； (3)、 基準(zhǔn)站和移動(dòng)站要連續(xù)接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)。）在實(shí)際使用中需要根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的變換，來求出所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)。在 GPS 測量中通常采用兩類坐標(biāo)系統(tǒng)，一類是在空間固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標(biāo)系統(tǒng)，稱地固坐標(biāo)系統(tǒng)，我們在公路工程控制測量中常用地固坐標(biāo)系統(tǒng)。在需要的 位置 P點(diǎn)架設(shè) GPS 接收機(jī)，在某一時(shí)刻 ti同時(shí)接收了 3顆 (A、 B、 C)以上的 GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，通過一系列數(shù)據(jù)處理和計(jì)算可求得該時(shí)刻 GPS接收機(jī)至 GPS衛(wèi)星的距離 SAP、 SBP、 SCP，同樣通過接收衛(wèi)星星歷可獲得該時(shí)刻這些衛(wèi)星在空間的位置 (三維坐標(biāo) )。 2 基準(zhǔn)站 基準(zhǔn)站信號(hào)發(fā)射天線 移動(dòng)站 移動(dòng)站信號(hào)接收天線 圖 RTK工作原理 ． RTK 系統(tǒng)組成 RTK 系統(tǒng)主要由三大部分組成： a 基準(zhǔn)站接收機(jī) b 數(shù)據(jù)鏈 c 移動(dòng)站接收機(jī)。 RTK 的關(guān)鍵技術(shù)主要是初始整周期模糊度的快速解算數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質(zhì)完成 —— 實(shí)現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性。 RTK 技術(shù)根據(jù)差分方法的不同分為修正法和差分法。它是利用 2臺(tái)以上 GPS接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，其中一臺(tái)安置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站，另一臺(tái)用來測定未知點(diǎn)的坐標(biāo) —— 移動(dòng)站，基準(zhǔn)站根據(jù)該點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)求出其到衛(wèi)星的距離改正數(shù)并將這一改正數(shù)發(fā)給移動(dòng)站，移動(dòng)站根據(jù)這一改正數(shù)來改正其定位結(jié)果，從而大大提高定位精度。 RTK 系統(tǒng)可應(yīng)用于兩項(xiàng)主要測量任務(wù)，即測點(diǎn)定位和測設(shè)放樣。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在 RTK 作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。目前， 很多行業(yè)已開始運(yùn)用 GPS RTK 技術(shù)開展生產(chǎn)活動(dòng)。 ............................................................................................... 16 三維約束平差 .......................................... 16 二維約束平差 .......................................... 17 GPS 高程轉(zhuǎn)換 ...................................