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RTK-GPS在高速公路工程放样中的应用

时间:2012-10-16浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

工程放样是测量的一个应用分支,它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给 标定出来,过去采用常规的放样方法很多,如经纬仪交会放样,全站仪的边角放样等等,一般要放样出一个设计点位时,往往需要来回移动目标,而且要2-3人操 作,同时在放样过程中还要求点间通视情况良好,在生产应用上效率不是很高,有时放样过程中遇到困难的情况需借助于很多方法才能完成作业。

近几年来,随着 RTK(Real Time Kinematic)即实时动态GPS测量技术的出现及其在测量领域的应用发展,给测量作业带来了很多便利。它具有观测时间短、精度高、无须通视和现场给 出精确坐标等优点。使用RTK-GPS进行平面定位较之使用常规方法放样简单、方便、可靠和快捷,它的优越性使我们能在公路工程放样项目中在保证质量的同 时极大地提高工作效率并降低成本。以下结合本人采用徕卡双频RTK-GPS在高速公路工程放样实践中的应用谈谈用RTK技术进行测量放样的一些情况和认识。

野外放样作业流程

1、设置参考站:在已知控制点上架设好GPS接收机和天线,打开接收 机,将PC卡上室内设置的参数(坐标系统)读入GPS接收机,建立(或选择)配置集,输入参考站点的准确的北京54坐标和天线高,参考站GPS接收机通过 转换参数将北京54坐标转换为WGS-84坐标,同时连续接收所有可视GPS卫星信号,并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工 作状态发送出去,待电台指示灯显示发出通讯信号后流动站即可开展工作。

2、流动站工作:打开接收机,新建(或打开)工作项目,建立(或选择)配置集(要求与参考站相匹配)。流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时也接收来自参考站的数据,进行处理获得流动站的三维WGS-84坐标,最后再 通过与参考站相同的坐标转换参数将WGS-84坐标转换为北京54坐标,并实时显示在流动站的TR500终端上。接收机可将实时位置与设计值相比较,指导 放样到正确位置(测前在室内采用配套软件将电子表格中的设计坐标数据进行格式编辑处理形成GPS接收机可读的文件后发送到机内的PC卡)。

性能及效率分析

1、 定位精度

参考站以一秒的时间间隔发出校正数据,移动台则根据这些数据计算定位值。按制造厂家的产品介绍,这种每秒一组数据的RTK-GPS的精度,平面为 10mm+1ppm,高程为20mm+2ppm。经现场检测,在距离参考站约3公里的地方,平面定位精度误差小于5cm,高程误差小于10cm。由于 RTK工作模式是采用载波相位来实现实时差分测量的,在参考站的差分信号覆盖范围内(距离参考站的有效范围大致为15Km),GPS接收机只要 1~3min就能进入RTK工作状态,在此状态下1min内即可得到厘米级的点位精度。若不受外界因素的影响(能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要 的几何图形),则流动站可随时给出厘米级定位结果,一直保持到测量结束。即使是受到一些外部因素的影响或干扰,也可保持利用伪距观测值接收RTCM改正数 的DGPS分米级精度,满足放样精度的要求。

2、作业效率

在柳州市区环城、阳朔至平乐高速公路边桩放样工程中,沿途有不少山川 丘陵,植被覆盖厚,多为有剌密灌、果树、甘蔗、杂草等地。我们同时开设了RTK-GPS测量组和全站仪测量组,结果前者完成的任务量是后者的2~3倍,且 使用GPS作业过程要轻松自在得多。在马江至梧州高速公路高边坡钻孔放样项目中,委托方特别强调高程精度不能低于0.2m。高边坡钻孔位置多在密林里面, 植被茂盛,水平方向通视困难,有些孔位离控制点还比较远。如果单单采用常规测量方法,寻找控制点需要不少时间,且需要大量砍伐,要转很多测站,这样既费时 又费力,质量也难以保证,在综合考虑之后,我们决定采用徕卡RTK-GPS与全站仪相结合来施放的办法,即先用RTK-GPS采取单点定位的方法快速找到 一个控制点,架设参考站后用移动站在离钻孔位置最近的开阔地带引测几个图根点(厘米级精度),再用全站仪进行施放。事实证明,这一办法既保证了施放工作的 质量,又大大减少了作业的劳动强度,加快了施放工作的进度。

认识和体会

通过应用RTK-GPS在高速公路工程放样的实践,得出以下几点认识和体会:

1、 定位精度高

在良好环境下平面定位精度达到厘米级,在大多数环境里平面定位误差都能保证在0.2m以内,能满足公路放样的精度要求。

2、 作业效率高

采用RTK-GPS采取单点定位的方法寻找控制点极为便捷,它直接以厘米级(或分米级)精度实时定位放样并能保持工作连续稳定,比较适合于林地等困难地区作业。

3、 节省费用

采用RTK技术进行公路放样,无须沿途布设图根控制点而且作业时间短,可以减少工作人员,减少砍伐工作量,降低了工程成本和劳动强度,从而提高了经济效益。

4、架设参考站的点位周边要开阔,无电、磁场干扰,上空无遮挡,并尽量避开山体对电台通讯的阻挡,这样移动站才能较快获得RTK(厘米级)精度并保持稳定。

5、在地形条件复杂的地区(如枝叶繁茂的山林地、松树林等),采用RTK-GPS与全站仪相结合可以大大提高工作效率及成果质量。

6、在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下,由于这些地区地形条件的限制,实施常规的测量比较困难,采用RTK-GPS进行测量(控制测量、实地实时放样、中桩测量、点位测量等)无凝是一种有效的手段。

信息标题:RTK-GPS在高速公路工程放样中的应用

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