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GPS RTK在公路勘测中的应用

时间:2012-09-10浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

GPS技术的优越性

根据公路工程测量的带状特点及规范要求,采用常规测量手段已不能满足要求。以前平面控制首选导线测量方法,根据初步方案确定的线路,采用全站仪等设备施测带状图和纵横断面图,再借助各级控制点进行中线测量等工作,由于在测量时经常难以找到合适的控制点,且存在地面通视困难等因素,使导线测量的实施存在一定的困难,达不到规范的要求,影响了工程的质量。GPS技术不需通视,全天候作业的特点使其在布设公路勘测首级控制网方面具有独特的优越性:它的测量精度高,相对平面定位精度可达几个1O一6D的精度;作业速度平均每天可以观测几十个甚至上百个点;控制网形布设灵活,一般每隔5km左右设置1对相互通视的GPS点,其他点间无需通视;费用低,经济效益高,操作方便。实践证明:利用GPS进行公路勘测首级控制网的建立,在几十公里范围内的点位误差一般在2cm左右。

GPS在建立公路勘测首级平面控制网中的应用

沪宁、宁杭等高速公路均是采用GPS建立首级平面控制网的,控制网根据线路的基本走向布设控制点,作为测绘带状地形图、定线测设和施工放样的基础,其中技术设计、选点和坐标转换最为关键。在工程测量中要着重处理好GPS偏心观测、投影变形和内业平差的优化等问题。

GPS RTK在公路中线放样中的应用

在作业过程中,RTK要求基准站和各流动站间通过建立数据通讯链来实现基准站数据向流动站的实时传输,并能对传输的数据进行正确编码和同步检错。为保证数据传输的准确与实时,必须综合考虑传输格式、传输频率、传输距离及传输数据量等多种因素。利用GPS RTK技术不受通视条件的限制,速度快、精度高,可以达到《公路勘测规范》要求,但在作业中要特别注意正确求解并输入WGS-84坐标系统与国家坐标系统或地方坐标系统间的转换参数。

1、用GPS RTK进行公路中线放样的作业过程

  • 在路线控制点上架设1台GPS接收机作为基准站,其他流动站用于测设路线点位并打桩作业;
  • 据所设计的路线参数,利用路线计算程序计算路线中桩的设计坐标,也可由线路设计人员直接提供中桩表,一般按2m 间隔计算中桩坐标,防止在现场有些中桩点落入水中或房屋中而无法标定;
  • 将路线中桩的设计坐标输入到GPS电子手簿;
  • 在流动站上操作控制器,输入要测设的中桩点号,按解算键,显示屏可及时显示当前杆位和到设计桩位的方向与距离,移动杆位,当屏幕显示杆位与设计点位重合时,在杆位处打桩写号即可;
  • 在每个桩位按控制器的记录键,将每个桩位高程记录于电子手簿,实现无纸化记录;
  • 内业将观测数据传输到计算机,利用软件绘制纵断面图。

2、GPS RTK技术用于公路中线放样的优点

  • 实时动态显示测量成果,现场指示性好;
  • 作业效率高,每个放样点只需停留1~2s,流动站小组作业,每小组3~4人,每天可完成中线测量5~10km。且在中线放样的同时完成中桩抄平工作;
  • 功能强大,可以进行二维和三维放样,垂向偏置,根据测站与偏置距离法放样,缓和曲线放样,车载道路平整度检验,桩位存储等功能,并能与全站仪进行数据自由交换。

GPS RTK技术在公路横断面测量中的应用

在进行公路勘测中,横断面测量工作繁重,由于全站仪测量受通视条件限制,精度高但效率不高,用抬杆法精度又较低。GPS不受通视限制,可以快速而高精度地进行横断面测量,大大减轻了测量的工作量。其工作原理是:首先求出需测横断面中桩z的坐标及其切线方位角αz(即该处中线方向),则横断面的方位角为α=αz+90度;然后用RTK流动站沿断面特征点进行测量,判断该点是否在横断面上,方法是求出垂距D=(YP-YZ)cosα-(XP-XZ)sinα,若|D|≤ε,则认为该点在横断面上,其中ε为自定义的精度指标,此判断过程可以通过编程RTK电子手簿上自动实现。当点位在横断面线上时,计算该点到中桩Z点的平距与高差,记录下来,用专门的软件内业展绘可得横断面图。

信息标题:GPS RTK在公路勘测中的应用

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