gps-rtk技術在道路橫斷面測量中的應用畢業論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 2 國家大地坐標系2022 國家大地坐標系是全球地心坐標系在我國的具體體現，其原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心。橫斷面點測量，在已知中樁的垂直方向上，移動流動站依次至此樁的橫斷面方向地形變化點處，在距中線左右各20范圍內測出中線垂直方向上點的三維坐標，為繪制橫斷面需求，保持左右方向上的點大致在一個方向上，并根據實際地形的變化走勢，在地形復雜的溝、渠、坎、土堆、坑、塘等加密測量特征點,特征點最好高低、上下對應。實際工作中的 GPS 測量可劃分為方案設計、外業實施及內業數據處理三個階段。動態測量模式分為準動態測量模式和實時動態測量模式，而實時動態測量模式又分為DGPS和RTK方式。中國高度重視衛星導航系統的建設，一直在努力探索和發展擁有自主知識產權的衛星導航系統。RTK 技術是GPS 定位技術的一個新的里程牌,它不僅具有GPS技術的所有優點,而且可以實時獲得觀測結果及精度,大大提高了作業效率并開拓了GPS 新的應用領域。RTK 耗電量較大,需要多個大容量電池、電瓶才能保證連續作業,在電力供應缺乏的偏遠地區作業受到限制。RTK 可進行多種測量內、外業工作。隨著動態GPS 測量技術的不斷發展、完善，將更加充分的顯示出這一技術的高精度和高效益，它會為公路工程建設的發展和進步發揮更大的作用。由于每個點位的測量都是獨立完成的，不會產生累積誤差，各點放樣精度趨于一致。這種方法在測量過程中能實時獲得定位精度。 據 有 關 專 家 預 測 ， 在 美 國 ， 單 單 是汽 車 GPS 導 航 系 統 ， 2022 年 后 的 市 場 將 達 到 30 億 美 元 ， 而 在 我 國 ， 汽 車 導 航的 市 場 也 將 達 到 50 億 元 人 民 幣 。該系統利用導航衛星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力。消費娛樂 徒步旅行者、獵人、越野滑雪者，野外工作人員和戶外活動者現在常應用袋式 GPS 定位器，配上電子地圖，可以在草原、大漠、鄉間、山野或無人區內找到自己的目的地。黑龍江省國土資源廳在哈爾濱市、大慶市、佳木斯市進行了試驗性工作，建立和使用GPS2022 系統，開展各市的礦產資源勘察動態管理工作，減少礦區范圍界限定位誤黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文4差，提高對地礦資源的有效管理，取得了較好的成果。由于它不需要逐級布網加密，在測區只需少量的控制點即可。國家 A 級和 B 級 GPS 大黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文3地控制網分別于 1996 年和 1997 年建成并交付使用，A 級網，30 個點組成，其水平方向的重復精度達 210－8，垂直方向不低于 710－8。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。 關 機 后 ， 機 內 電 池 為 RAM 存 儲 器 供電 ， 以 防 止 數 據 丟 失 。 其 主 要 功 能 是 能 夠 捕 獲 到 按 一 定 衛 星 截止 角 所 選 擇 的 待 測 衛 星 ， 并 跟 蹤 這 些 衛 星 的 運 行 。地 面 控 制 部 分 由 一 個 主 控 站 ,5 個 全 球 監 測 站 和 3 個 地 面 控 制 站 組 成 。GPS 衛星定位系統由 3 部分組成：空間部分、地面監控部分和用戶接收設備部分。關鍵詞: GPSRTK ；公路斷面測量； GPS控制網；南方CASS；緯地軟件ABSTRACT This paper is a Global Positioning System (GPS) for the measurement of the content of highway projects, the main research will be the Global Positioning System (GPS) RTK technology for the road section survey, and with latitude in the South CASS software and graphics within the industry to calculate Earthwork.An outline of the GPS system, the position of the main features and the status of highway engineering。論文還論述了GPSRTK與常規水準儀相結合，解決現狀測區高程擬合的問題。對于物理點的放樣已經不再僅僅是采用測角和量距，而是借助 GPS 導航衛星信號來確定地面點的準確位置。 C/A 碼 人 為 采 取 措 施 而 刻 意 降 低 精 度后 ,主 要 開 放 給 民 間 使 用 。 黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文2用 戶 設 備 部 分 即 GPS 信 號 接 收 機 。 在 用 機 外 電 源 時 機 內 電 池 自 動 充 電 。而 Y 碼是在 P 碼的基礎上形成的，保密性能更佳。其應用領域廣泛，主要有以下幾點 [1]：⑴在大地測量、工程測量中的應用： 由于 GPS 系統具有精度高、速度快、費用省、操作簡便，現今建立大地及工程控制網基本上是采取 GPS 定位技術，取代了常規手段。而利用 GPS 定位技術，特別是采用 RTK 技術替代常規方法測繪地籍及房產成為可能。時間周期也長，不能及時反映礦產資源的實際現狀。實際上，這是移動計算機(PDA)、蜂窩電話和 GPS 接收機的系統集成和完美整合。全球定位系統（Global Positioning System 簡稱 GPS）是美國從上世紀 70 年代開始研制的新一代衛星導航與定位系統。由 于 GPS 技 術 所 具 有 的 全 天 候 、 高 精 度 和 自 動 測 量 的 特 點 ， 作 為 先 進 的 測量 手 段 和 新 的 生 產 力 ， 已 經 融 入 了 國 民 經 濟 建 設 、 國 防 建 設 和 社 會 發 展 的 各 個應 用 領 域隨 著 冷 戰 結 束 和 全 球 經 濟 的 蓬 勃 發 展 ， 美 國 政 府 宣 布 2022 年 至 2022 年 期間 ， 在 保 證 美 國 國 家 安 全 不 受 威 脅 的 前 提 下 ， 取 消 SA 政 策 ， GPS 民 用 信 號 精度 在 全 球 范 圍 內 得 到 改 善 ， 利 用 C/A 碼 進 行 單 點 定 位 的 精 度 由 100 米 提 高 到20 米 ， 這 將 進 一 步 推 動 GPS 技 術 的 應 用 ， 提 高 生 產 力 、 作 業 效 率 、 科 學 水 平 以及 人 們 的 生 活 質 量 ， 刺 激 GPS 市 場 的 增 長 。而一般公路工程的控制測量，則可采用 RTK 動態測量。采用動態 GPS 測量，只需將中線主點的坐標輸入 GPS 接收機中，系統就會定出放樣的點位。施工中對點、線、面以及坡度等放樣均很方便、快捷，精度可達到厘米級。④RTK測量自動化、集成化程度高, 數據處理能力強。②電量不足問題。 坐標系轉換精度, 對于 10km 基線亦在 3cm 以內, 動態作業由于測距偏心, 天線高誤差等, 一般也在 3cm 以內, 至于正常高擬合與內插精度取決于連測點數目與分布、擬合模型等, 一般在 5cm～10cm 內是能夠做到的。衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施。GPS 測量模式可分為靜態測量和動態測量，而靜態測量又分為常規靜態測量模式和快速測量模式。RTK系統正常工作必須具備三個條件：第一，基準站和移動站同時接收5顆以上的GPS衛星信號；第二，基準站與 移動站同時接收衛星信號和基準站臺發出的差分信號；第三，移動站要連續接收GPS衛星信號和基準站發出的差分信號，也就是說移動站在移動過程中不關機，不能失鎖，否則 RTK 必須重新初始化。由此可繼續進行下一里程的中線測量，每20公里進行中樁記錄，由此可實時測得所有里程全部中樁點的三維坐標。其對應的數學參數為:長半軸: a = 6378245m；扁 率：α = 1/ = ；三、1980 年國家大地坐標系1980 年國家大地坐標系的大地原點在陜西省涇陽縣永樂鎮,與之相應的橢球為1975 年國際橢球,橢球短軸平行于地球質心指向我國地極原點 方向。:。利用重合點的二維高斯平面坐標將 GPS 點在 WGS－84 坐標系的坐標轉換為某國家坐標系或地方獨立坐標系的坐標GPS 網點于 WGS－84 坐標系的坐標:??????GGGyxLBHLB,??重合點同時也有在某國家坐標系或地方獨立坐標系的高斯平面坐標????????0100GiiGi iii iiii XYZC黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文14，則有：??Dyx,式中： 為平移參數；0,yx 為尺度比參數；k 為旋轉參數。???????????????ZYXZYXGiiDii04dAQLPBii?iii iiidLB??????iiii yxLB,?黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文16其中:式中各符號的意義!可得 GPS 網點在地方參考橢球上的大地經緯度為:然后利用高斯投影正算公式,計算各點的平面坐標:此處應注意:在計算過程中,橢球參數應使用地方獨立坐標系對應的地方參考橢球的參數。由以上作業步驟可知，測量工作在公路勘測設計的各個階段都不可缺少，而且同一測站要重復工作五六次，甚至十來次。大比例尺帶狀地形圖測繪：高等級公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進行。公路選線一般采用圖紙上定線和現場勘察選線兩種方式。橫斷面放樣時，先確定出橫斷面形式，然后把橫斷面設計數據輸入到電子手簿中，生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現場放樣測設。其實質在于擴大 RTK 技術的應用范圍，其關鍵在于實時 GPS 系統的數量。因此，整個測區所有點位的WGS84 測量成果是一個精度均勻，絕對可靠的，無需進行任何內業后處理，只要根據同平面及高程的已知點位匹配情況進行坐標轉換與高程擬合，輸出測區的點位成果表，根據轉換后的坐標與高程系統輸出相應的數字化地形圖，用于輸出修正后黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文19的線路模型，并推算出工程的土石方工作量。在線路附近埋設有高等級控制點,這些高等級控制點高程已知且精度能滿足規范要求。,進行同樣操作,就可計算出兩側特殊點的高程,用來進行橫斷面的設計。這樣就可以將 WGS84 坐標系轉換成當地坐標系。② GPSRTK 作業的軟件環境。公路工程在縱向有時可達到幾百公里，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，長度變形各不相同。要想流動站得到精確的國家或地方坐標和高程，一要在基準站輸人 WGS84 系坐標，二要在流動站輸人 WGS84 坐標系與國家坐標系的轉換參數。開機后進行必要的系統設置、無線電設置及天線高等輸人工作。移動站通過數據鏈接收來自基準站的數據 ,然后利用 GPS 控制器內置的隨機實時數據處理軟件與本機采集的 GPS 觀測數據組成差分觀測值進行實時處理,實時給出待測點的坐標、高程及實測精度,并將實測精度與預設精度指標進行比較,一黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文23旦實測精度符合要求,手薄將提示測量人員紀錄該點的三維坐標及其精度。由此可繼續進行下一里程的中線測量，每20公里進行中樁記錄，由此可實時測得所有里程全部中樁點的三維坐標。持棱鏡者根據GPSRTK指示的斷面方向采集斷面特征點。CASS 地形地籍成圖軟件系統是基于 AutoCAD 平臺技術的數字化測繪數據采集系統,目前在地形地籍成圖、工程測量、房產測繪、空間數據建庫等領域已得到廣泛地應用,同時還可以利用此軟件進行土方量的計算、公路設計、面積量算等工作。同時對超限數據及在外業采集時誤操作記錄的數據進行刪除,對點位不能滿足計算要求的區域進行補測。 ④ 橫向滾動條控制向前和向后翻動交點數據；⑤ “插入”、 “刪除”按鈕分別控制在任意位置插入和刪除一個交點。“取消”按鈕可以關閉此對話框，同時當前對話框中的數據改動也被取消。④ 應充分利用建設用地，嚴格保護農用耕地。② 項目——項目管理作用：管理某一工程設計項目的所有數據文件及與項目相關的其他屬性（如項目名稱、公路等級、超高加寬方式、斷鏈設置等） 。黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文30新建的二級公路、三級公路應結合城鎮周邊路網布設，避免穿越城鎮。同一起點、終點的路段內有多個可行路線方案時，應對各設計方案進行同等深度的比較。黑龍江工程學院成人教育學院本科生畢業論文29⑨ “控制…”按鈕用于控制平面線形的起始樁號和繪制平面圖時的標注位置、字體高度等；注意：在使用交點設計法進行路線平面設計及拖動時，將“控制…” 對話框中的“繪交點線”按鈕點亮。在這個過程中充分運用南方CASS 軟件自動生成等高線的功能，在大幅提高工作效率的同時,還降低了作業員的勞動強度,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,從而使經濟效益和社會效益得到顯著提高。②在道路線形設計中，緯地軟件能夠設計出各種復合曲線，同時能很好的處理線路的斷鏈問題。 GPSRTK 斷面測量內業數據處理 內業數據處理的幾種軟件⑴南方 CASS 軟件：為了滿足項目規劃、工程建設的需求和區域地形控制的需要。每個小組由4到5個人組成,分別負責GPSRTK 測量、全站儀測量和放樁、持棱鏡、插旗的工作。數據采集時，測點將實時顯示在手簿屏幕上，并提示偏離斷面線的方向和距離，以便操作員糾正斷面點位到斷面線上