畢業(yè)設計--gps定位技術高速公路施工放樣的應用

1、<p>　　GPS定位技術高速公路施工放樣的應用</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　系（部） 土木工程系 </p><p>　　專 業(yè) 工程測量技術 </p><p>　　指導教師 </p>

2、<p>　　2011年 05 月 28 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　RTK技術是GPS 測量技術與數(shù)據(jù)傳輸技術的結合，是GPS 測量技術中的一個新突破。文章闡述了RTK的發(fā)展背景、含義、系統(tǒng)的組成以及其在測量領域內(nèi)的應用與優(yōu)缺點。GPS RTK技術以其高精度、高效率、易操作、費用低以及儀器

3、輕便等特點被廣泛應用于各種控制測量、地形測量、施工放樣等方面。雖然在測量項目中RTK技術與傳統(tǒng)的測量方法相比具有其不可替代的優(yōu)勢，但由于易受外界環(huán)境的干擾，所以在觀測過程中應認真的對待周圍的觀測條件和衛(wèi)星數(shù)量，確認基準站與流動站的輸入項與設置均正確無誤，結合實際考察誤差來源以取得最好的觀測結果。由于GPS所采集的是WGS-84坐標，在向地方坐標系轉(zhuǎn)換的過程中必然導致轉(zhuǎn)換模型誤差和已有控制誤差的引入，并且在實際的工作過程中，常用的是正常高

4、系統(tǒng)，而GPS所采集的則是基于橢球面的大地高，在大地高向正常高轉(zhuǎn)換的過程中，由于轉(zhuǎn)換方法的不同必然導致高程精度有所差異，因此必須重視對水平精度和高程精度的合理評定。本文結合實際，舉例具體說明其在鐵路定測作業(yè)模式中的應用。提出了運用GPS RTK技術獲取觀測信息的新方法。并對RTK技術在鐵路圖根控制測量、碎部測量中的操作步驟及注意事項做了</p><p>　　關鍵詞： RTK GPS 公路定測 精度分析<

5、/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Technology of RTK is combined with technology of survey and technology of data transform，which is a new way to the GPS survey. The article expounds the

6、 background, meaning, system of RTK，and its advantages and shortages in the filed of surveying. The technology of GPS RTK is widely used in all kinds of control surveys, topography surveys and construction layout for its

7、 high precise, high efficient, easily operate; low cost and the light weigh of the instrument and other advantages. Although in t</p><p>　　survey mood according to actual situation. And it points out some ne

8、w ways to get the survey messages. And it does the necessary illustrate of the operate steps and something which must be pay attention to of technology of RTK applied in railway control surveys, Construction surveys, in

9、the same time it also exactly compares the precise of the technology of RTK with normal ways of survey in the paper. </p><p>　　Key word:RTK GPS Railway Survey Precise Evaluation 目 錄</p><p&

10、gt;　　摘要···································

11、83;····································&

12、#183;····································

13、;·········Ⅰ</p><p>　　Abstract······················&

14、#183;····································

15、;····································

16、83;······················Ⅱ</p><p>　　前言··········

17、;····································

18、83;····································&

19、#183;··································1</p>

20、<p>　　第一章 測區(qū)概況·································&

21、#183;····································

22、;···································2</p&g

23、t;<p>　　第一節(jié) 工程介紹·································

24、;····································

25、83;·································2</p><p&

26、gt;　　第二節(jié) 工程地質(zhì)··································

27、83;····································&

28、#183;·······························2</p><p>　　第二節(jié) 氣

29、候特征····································&

30、#183;····································

31、;······························3</p><p>　　第二章 GPS技術的工作原理及

32、優(yōu)點····································&#

33、183;·····························3</p><p>　　第一節(jié) GPS技術的工作原理

34、3;····································&#

35、183;····································

36、···········3</p><p>　　第二節(jié) GPS的優(yōu)點····················

37、····································

38、3;····································&#

39、183;······4</p><p>　　第三章 GPS技術在公路施工放樣中的應用······················

40、3;····································&#

41、183;·5</p><p>　　第一節(jié) 準備工作·····························

42、3;····································&#

43、183;····································

44、5</p><p>　　第二節(jié) 測量實施·······························&#

45、183;····································

46、···································9</p>

47、;<p>　　第三節(jié) 精度評析·································

48、····································

49、3;·······························15</p><p>　　第四章 注意問

50、題····································

51、83;····································&

52、#183;······························17</p><p>　　第五章 結束語

53、83;····································&

54、#183;····································

55、;··································17</p>&

56、lt;p>　　參考文獻··································&#

57、183;····································

58、····································

59、3;··········19</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術的快速發(fā)展，RTK（Real Time Kinematic）測量技術也日益成熟。 GPS RTK技術以其高精度、高效率、易操作

60、、費用低以及儀器輕便等特點被廣泛應用于各種控制測量、地形測量、施工放樣等方面。在地形復雜，通視情況較差，導線測量有困難的測區(qū)，RTK可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角網(wǎng)、導線網(wǎng)等方法，且相對導線測量可以大大縮短作業(yè)時間。目前的GPS測量技術難以替代傳統(tǒng)的精密幾何水準測量方法。但在平緩地區(qū)，利用RTK高程曲面擬合技術的方法測量圖根控制點、碎部點，完全可以滿足大比例尺地形圖的測圖精度，大大節(jié)省作業(yè)時間。</p><p><b&

61、gt;　　測區(qū)概況</b></p><p>　　濮范高速公路項目是河南省“十一五”規(guī)劃的范縣至輝縣高速公路主要部分，也是濮陽市構建區(qū)域交通骨架體系的重點項目。該項目建成后，將和京港澳國家高速公路、大廣國家高速公路、濮鶴高速公路、德商高速公路形成一條從豫北、中原城市群以及晉東南至山東濟南、青島等渤海沿岸經(jīng)濟圈的快速通道，將為“聯(lián)網(wǎng)三省高速、打通豫魯快捷人口、形成晉豫渤運輸通道、緩解區(qū)域路網(wǎng)壓力”發(fā)揮重要

62、作用，為促進省際之間的物資往來和人員流動以及帶動河南省及濮陽經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮巨大的區(qū)域優(yōu)勢。</p><p><b>　　第一節(jié) 工程介紹</b></p><p>　　濮范高速西起大(慶)廣(州)高速公路，向東依次經(jīng)過高新區(qū)、華龍區(qū)、清豐縣、濮陽縣、范縣，止于擬建的(山東)德(州)(河南)商(丘)高速公路，全長55．6公里，其中大橋6座，中橋11座，小橋2座，涵洞71道，

63、通道103道；設計采用雙向四車道高速公路技術標準，設計行車速度100公里／小時，路基寬26米，路面面層采用瀝青混凝土結構，全線占地325．136公頃(4877畝)，批復概算總金額213795萬元。 濮范高速公路已于2006年12月25日開工奠基。項目工期為32個月，預計2009年8月份建成通車。</p><p>　　跨濮范高速特大橋位于河南范縣、濮陽縣境內(nèi)，橋梁施工起止里程為D1K105＋312.630—D1K1

64、07＋611.630，中心里程為D1K106+462，全橋長2299m,32m簡支T梁63孔，（40+56+40）m連續(xù)梁1聯(lián)。在D1K105+880處跨越101省道，其夾角約為45度，為連續(xù)梁施工。80米鋼桁梁一孔，在D1K107+100處跨越濮范高速公路</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　第二節(jié) 工程地質(zhì)</b&g

65、t;</p><p>　　本橋穿越101省道，濮范高速公路，地勢較為平坦。地層主要為第四系全新統(tǒng)沖基層以及第四系上更新統(tǒng)沖基層，由粉質(zhì)黏土、粉土、砂類土組成。</p><p>　　粉質(zhì)黏土：黃褐色，軟塑，局部夾砂土等。厚度約0.5～14.2m,呈層狀產(chǎn)出。</p><p>　　粉土：厚度約0.6～12.6m，含少量粉細砂。</p><p>　

66、　砂類土：厚度約1.4～19.4m，以黏性土填充。</p><p>　　橋址地下水主要為第四系孔隙潛水。</p><p>　　孔隙潛水：以第四系孔隙潛水為主，部分地段稍具承壓性，主要賦存于第四系沖擊層中。第四系砂類土層透水性、富水性強，該層孔隙潛水的補給與排洪區(qū)基本一致，以水平徑流為主，徑流途徑較長，水量受地表水、大氣降水補給和影響，具有明顯的季節(jié)變化特征。</p><

67、p>　　勘察期間測得地下水位埋深4.2m～7.8m，地下水位高程39.65～42.58m。</p><p><b>　　第三節(jié) 氣候特征</b></p><p>　　施工段途經(jīng)地區(qū)屬暖溫帶亞濕潤區(qū)；四季分明，冬長夏短；春季干燥多風，夏季龐大，另一方面還在于神經(jīng)元能夠?qū)斎胄盘栠M行非線性處理。因此，對圖1-1可進一步建立起更接近于工程的數(shù)學模型。</p>

68、;<p>　　炎熱，雨量集中，秋季涼爽濕潤，冬季寒冷干燥，雨雪偏少。受大陸性季風制約，冬寒干燥，春季多風，夏熱多雨，秋季天高氣爽，具“春旱、秋澇、晚秋又旱”特征，年平均氣溫介于12～15℃，年平均降雨量介于500～840mm，集中在7～9月</p><p>　　GPS（RTK）技術的工作原理及優(yōu)點</p><p>　　GPS(RTK)技術的原理</p><

69、p>　　RTK定位技術就是基于載波，通過相對定位模型獲取所在點相對于基準點的坐標和精度指標。相位觀測值的實時動態(tài)定位技術。在RTK 作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，用戶輸入相應的坐標轉(zhuǎn)換和投影參數(shù)，可以實時得到精度達到厘米級的定位結果。</p><p>　　RTK定位

70、技術是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS定位技術，實施動態(tài)測量。在RTK作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，同時通過輸入的相應的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù)，實時得到流動站的三維坐標及精度。</p><p>　　應用RTK技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數(shù)據(jù)（如偽距或相

71、位觀測值）及已知數(shù)據(jù) （如基準站點坐標）實時傳輸給流動站GPS接收機，流動站快速求解整周模糊度，在觀測到 四顆衛(wèi)星后，可以實時地求解出厘米級的流動站動態(tài)位置。這比GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)定位 需要事后進行處理來說，其定位效率會大大提高。故RTK技術一出現(xiàn)，其在測量中的 應用立刻受到人們的重視和青睞。 </p><p>　　GPS定位技術系統(tǒng)配置包括以下三部分：1、基準

72、站接收機；2、移動站接收機；3、數(shù)據(jù)鏈。基準站接收機設在具有已知坐標（也可無已知坐標，地勢較高）的參考點上，連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號，并將測站的坐標、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送出去，移動站接收機在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時接收來自基準站的數(shù)據(jù)，通過OTF（ON THE FLY）算法快速求解載波相位整周模糊度。</p><p>　　GPS(RTK)的優(yōu)點</p><p

73、>　　應用GPS RTK 技術進行鐵路定測具有如下優(yōu)點：</p><p>　　1、常規(guī)的中線測量總是先確定平面位置，而后再確定高程。即先放線，后做中平測量。GPS RTK技術可提供三維坐標信息，因此在放樣中線的同時也獲得了點位的高程信息，無須在進行中平測量，大大的提高了工作效率。</p><p>　　2、目前GPS RTK基準站數(shù)據(jù)鏈的作用半徑可以達到10-20km，因此整個線路上只

74、要布設首級控制網(wǎng)，如一、二級導線等，只要保存好首級點，即可隨時放樣中線或恢復整個線路，因此也不必擔心一些重要樁位如交點樁的遺失而給線路測量帶來困難等。</p><p>　　3、GPS RTK基準站發(fā)出的定位信息，可供多個流動站使用，而流動站只需一個人單獨操作，這就大大節(jié)省了人力，提高了功效。</p><p>　　4、在GPS RTK定線測量中，首級控制網(wǎng)直接與中線樁點聯(lián)系，不存在中間點的誤

75、差積累問題，因此能達到很高的精度，適合高等級線路工程的要求。</p><p>　　5、RTK技術能夠在野外達到厘米級的定位精度。RTK技術能夠減少野外觀測時間，實時的給出差分定位結果，歷時不到1s，更為重要的是，由于RTK技術是實時給出每一歷元的定位結果，測量人員可以監(jiān)測基準站與測站觀測結果的質(zhì)量和解算結果的收斂情況提高了GPS測量工作的可靠性和高效性，避免測量結果有誤差帶來的重測工作量。</p>

76、<p>　　第三章 RTK技術在公路施工放樣中的應用</p><p>　　GPS RTK技術在野外測繪中有很多的應用，現(xiàn)僅以RTK技術在公路測繪中的應用為代表詳細的說明RTK技術在現(xiàn)代測量中的重大作用。</p><p>　　本作業(yè)于2010年對河南省濮陽至范縣高速進行定測。該專用線全長55.6km，測區(qū)地勢平坦，除幾處外都較適合GPS-RTK測量。作業(yè)時將基準站設在大致全線中心處

77、，距離最遠待放樣點7km多,滿足作業(yè)要求</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　準備工作</b></p><p>　　在線路初測時應首先建立控制網(wǎng)，一般應采用靜態(tài)GPS定位技術建立首級控制，同時也建立了RTK作業(yè)的基準站網(wǎng)絡，在沿線還應布設一些GPS水準點，以利于進行高程的轉(zhuǎn)化。目前的RTK技

78、術產(chǎn)品一般都具有坐標放樣、直線及圓曲線測設等功能，因此能夠進行定線工作?！　∈紫葢谑覂?nèi)根據(jù)設計數(shù)據(jù)計算出各待定點的坐標，包括整樁、曲線主點、橋位等加樁，然后將這些數(shù)據(jù)送到手持機中，有了坐標以后在實測前還應作坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算，以便把GPS測量結果轉(zhuǎn)換到工程采用的坐標系統(tǒng)。有了轉(zhuǎn)換參數(shù)便可在野外進行測設工作?！　?010年11月在河南省濮陽至范縣高速公路第八標段路段進行了定線測量的試驗。當時該路段已進入施工階段。具體步驟如下：　　

79、1、計算各待定點的坐標。根據(jù)線形設計數(shù)據(jù)及待定點的里程按本節(jié)闡述的線路中線點位坐標計算的模型可計算出各整樁和加樁的設計坐標。也可用已有的成熟軟件進行計算。試驗時采用的坐標數(shù)據(jù)由遼寧省交通設計院提供?！　?、將測設點的坐標輸入到手持機中。設計坐標數(shù)據(jù)可由一定的軟件輸送到手持機中，也可由人工直接在手持機上進行數(shù)據(jù)輸入，但人工輸入工作效率較慢且容易出錯，不適合于大量點的輸入。由于試驗時</p><p>　　4、建立測

80、區(qū)平面控制網(wǎng)：根據(jù)中線放樣資料，用GPS RTK技術建立測區(qū)控制網(wǎng)。在測區(qū)范圍內(nèi)找出已知點，根據(jù)設計計劃書，通過坐標正反算計算出若干控制點（這些控制點分別布設在待測鐵路的兩側(cè)）。相鄰點間間距5－8km，并與國家點聯(lián)測，求出各控制點平面坐標，同時投影變形不得不考慮，變形的程度與測區(qū)地理位置和高程有關，鐵路線路短則數(shù)十千米，長則上千千米，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。在3度投影帶的邊緣，長度變形可達以上，導致中線

81、樁由圖上反算的放樣長度與實地測量長度不一致，無法滿足放樣要求。因此必須采取相應的措施消弱長度變形。</p><p>　　在該線路測量中應用GPS技術的形式是沿設計線路建立狹帶狀控制網(wǎng)。目前主要有兩種情況，一種是應用GPS定位技術替代導線測量；一種是應用GPS定位技術加密國家控制點或建立首級控制網(wǎng)。在實際生產(chǎn)中較多地運用了后者。</p><p>　　5、布網(wǎng)形式：根據(jù)《測量技術規(guī)程》規(guī)定，1

82、：2000比例尺地形圖測繪起、閉于高級控制點的導線全長不得大于30KM（公路線路一般規(guī)定≤布設10km）。據(jù)此鐵路GPS線路控制網(wǎng)布設應滿足以下幾條：</p><p>　?。?）作為導線起、閉點的GPS應成對出現(xiàn)；</p><p>　?。?）每對點必須通視，間隔以1km為宜（不宜短于200m）；</p><p>　　（3）每對點與相鄰一對點的間隔不得大于30km。具

83、體間隔視作業(yè)條件和整個控制測量工作計劃而定，一般5-15km布設一對點。這些點均沿設計線路布設，起圖形類似線形鎖。</p><p>　　圖1顯示了官柴線延長至新安煤礦鐵路專用線GPS控制網(wǎng)的布設圖形：</p><p>　　圖1 測區(qū)GPS控制網(wǎng)的布設圖形</p><p>　　GPS定位測量是為初測導線提供起閉點。GPS網(wǎng)由11個大地四邊形和兩個三角形組成。待定點（G

84、PS控制點）20點為10個點對，相鄰點對間平均距離18km。聯(lián)測了六個國家控制點，選用其中5個點作為已知點參與平差。</p><p>　　為了提高勘測精度和便于日后勘測工作的開展，在構建GPS控制網(wǎng)時在以下地段布設GPS點對：</p><p>　　（1）線路勘測起訖處；</p><p>　?。?）線路重大方案起訖處；</p><p>　　（3

85、）線路重大工程，如隧道、特大橋、樞紐等地段；</p><p>　　（4）航測線段重疊處。</p><p>　　6、觀測工作主要依據(jù)的技術指標</p><p>　　表1 各級GPS測量作業(yè)的基本技術要求</p><p>　　表2 各級GPS 測量基本技術要求規(guī)定</p><p>　　鐵路與公路等線路工程部門規(guī)定GPS線

86、路工程控制網(wǎng)的技術標準，分成C、D、E三級，GPS網(wǎng)的基線相對精度由下式表達：</p><p>　　σ=SQR（a2+（b.d）2）</p><p>　　各級GPS網(wǎng)的基線相對精度標準見表3</p><p>　　表3 GPS線路控制網(wǎng)的精度標準</p><p>　　注：σ為基線邊標準差/mm，a為固定誤差/mm，b為比例誤差/（mm/km）

87、，a為基線邊長度</p><p><b>　　7、儀器裝備情況</b></p><p>　　本次作業(yè)所使用的儀器為南方測繪儀器公司生產(chǎn)的9800型雙頻接收機,其精度指標為：</p><p>　　實時RTK平面精度2cm＋2ppm,高程精度為5cm＋1ppm,作業(yè)距離達15km，該儀器集成性能較好，主機、電源、數(shù)傳電臺一體化，整機功率低，17AH

88、基站蓄電配2個鋰電可連續(xù)工作12小時，RTK基站自動智能設置。</p><p><b>　　8、標石選埋</b></p><p>　　本次作業(yè)為保證 GPS網(wǎng)有較好圖形強度，作業(yè)前對該網(wǎng)形進行優(yōu)化設計。利用1：10000地形工作圖將欲做的D級GPS點做規(guī)劃設計，然后根據(jù)現(xiàn)場實際情況，再其附近選擇一個適合架設GPS的位置，并盡量選擇地勢高、沒有遮擋的位置，以保

89、證后期在該點假設參考站是信號能順利傳到流動站。</p><p>　　9、放樣內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準備</p><p>　　利用測量內(nèi)外業(yè)一體化程序完成全部計算工作。將線路的起點坐標、方位角、加直線長度及曲線要素輸入程序,據(jù)里程計算出全線待放樣點的坐標，其中直線上每50m一個點，曲線上每10m一個點。按相應的數(shù)據(jù)格式將放樣點坐標導出成Trimble DC文件，通過Data Transfer將DC文件導入

90、到外業(yè)掌上電腦供外業(yè)調(diào)用。</p><p>　　外業(yè)測量存儲的RAT文件是專用的數(shù)據(jù)庫文件，不可直接用來給成圖軟件調(diào)用，用“測點成果輸出”功能可以把RAT文件轉(zhuǎn)換為用戶所需要的格式。轉(zhuǎn)換后的格式與我們所用軟件CASS5.0軟件格式相一致，結合外業(yè)的草圖，從而快速地完成數(shù)字化內(nèi)業(yè)成圖工作。</p><p><b>　　第二節(jié) 測量實施</b></p>&l

91、t;p>　　1、應用GPS RTK技術進行線路定測的作業(yè)方法：計算各待定點的坐標。根據(jù)線形設計的數(shù)據(jù)及待定點的里程可計算出各整樁和加樁的設計坐標。一般用已有的成熟軟件進行計算。將測設點的坐標輸入到手持機中。設計坐標數(shù)據(jù)可由一定的軟件輸送到手持機中，也可由人工直接在手持機上進行數(shù)據(jù)輸入，但人工輸入工作效率較慢且容易出錯，不適合大量點的輸入。由于試驗時的數(shù)據(jù)量較小，因此采用人工輸入。</p><p>　　2、轉(zhuǎn)

92、換參數(shù)計算：首先確定哪些點將進行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算,這些點將具有線路坐標和WGS-84坐標,若沒有WGS-84坐標,則可在野外利用RTK技術實時測得。試驗時采用試驗路段的四個控制點進行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計算，這些點均進行過GPS測量。在標定平面路線時一般只考慮平面位置，即把平面和高程分開處理，平面采用平面轉(zhuǎn)換的模型，后處理高程采用動態(tài)擬和模型。本次工程所采用的RTK手持機裝有可進行轉(zhuǎn)換參數(shù)計算的軟件系統(tǒng)，試驗時采用隨機軟件進行處理。選擇轉(zhuǎn)換參數(shù)時要

93、注意以下兩個問題：測區(qū)四周及中心的控制點，均勻分布；高轉(zhuǎn)化精度，最好選3個以上的點，利用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。</p><p>　　3、作業(yè)步驟：由于線路通常較長，為確保測量各交點坐標的準確性，通常在線路的全長，每隔一定的距離設置一個坐標控制點，該控制點的坐標是測量該段線路交點的坐標基準點。因此，坐標中線測量的第一步就是進行控制點的測量。</p><p><b>　?。?）控制

94、點的布設</b></p><p>　　控制點布置在線路沿線兩側(cè)，點位盡量放置在較高的位置上，能夠看見越長的線路越好。點位要固定，不能有移動的現(xiàn)象。盡量設置在建筑物的頂上等位置，若在沒有建筑物的地區(qū)，則應在地上打入大木樁，在樁頂上訂小鋼釘。兩相鄰的控制點能夠相互通視，距離在50m—500m的范圍之內(nèi)。如圖2控制點為D1、D2、D3。</p><p><b>　　4、具體

95、操作過程：</b></p><p>　?、?已知某點的坐標,求另一點的坐標</p><p>　　置經(jīng)緯儀于D1，后視D2，瞄準，得方位角，測的距離</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　同理測、……的坐標。</p><p>　?、?已知二點坐標，求方位角與距離

96、</p><p>　　已知JDA （XA、YA）,JDB （XB、YB）用 </p><p>　　注意：計算的時候必須是B點坐標減A點坐標。</p><p>　　圖3 方位角與距離的計算</p><p><b>　　當 </b></p><p>　　同理得,,,當а>0時為右偏,а

97、<0時為左偏。</p><p>　?、?計算線路中樁坐標直線段</p><p>　　已知：方位角аAB，JDA(XA，YA) 直線上P1點到的距離為D則P1的坐標為：</p><p>　　注意：距離D=P1的樁號—的YZ樁樁號+的切線長T。</p><p>　?、?第一緩和曲線P2點坐標計算（ZH-HY段任一點）ZH用直線段上求坐標法求

98、得。</p><p>　　圖4 緩和曲線點的坐標計算</p><p>　　JDB右偏為“+”，左偏為“-”。先算弦長S：</p><p>　?。↙為到ZH點的樁號之差）</p><p>　　⑤ 圓曲線段P3點坐標計算（HY-YH段任一點）</p><p>　　圖5 圓曲線點的坐標計算</p><p&

99、gt;　　當JDB右偏時用“+”，左偏時用“-”。</p><p>　　L——P3到HY點的樁號之差</p><p>　　S——HY到P3的弦長</p><p>　　φ——L所對應的弦切角</p><p>　　⑥ 第二緩和曲線P4點的坐標（YH-HZ段任點）。先求：</p><p>　　圖6 第二緩和曲線點的坐標計算

100、</p><p>　　當右偏時用“-”，左偏時用“+”。</p><p>　　L——P4到HZ點的樁號之差</p><p>　　S——HZ到P4的弦長</p><p>　　α——L所對應的弦切角</p><p>　　4、實施過程：外業(yè)人員將基準站接收機設在基準點上，開機后進行必要的系統(tǒng)設置、無線電設置及天線高等輸入工作

101、。一般為兩人一組，一人在基準站上，一人背著儀器到每個界址上立桿并記錄數(shù)據(jù)，一般取3秒作為一個記錄單元，在記錄數(shù)據(jù)時要求測量人員立點要準確，盡量穩(wěn)住對中桿，同時畫出草圖，以便內(nèi)業(yè)整圖時提供參考。</p><p><b>　　單點測量：</b></p><p>　　①安置在測量桿頂端置于觀測點上;</p><p>　?、陂_TSC1控制器電源，在住菜

102、單上選SURVEY（測量），將光標移至TRIMBLE PTK上按回車鍵在選擇MESSURE POINTS（測量點）;</p><p>　?、跿YPE FIELD設為TOPO POINT，再輸入點名，代碼，天線高;</p><p>　?、軤顟B(tài)行顯示RTK=FIXED時，按[MEASURE]鍵或回車鍵開始觀測，觀測時間與衛(wèi)星的數(shù)量，衛(wèi)星的圖形精度，觀測精度要求有關。當[STORE]功能軟件出現(xiàn)

103、時，若滿足要求按[STORE]鍵存儲觀測值，否則按[ESC]鍵放棄觀測。</p><p>　　流動站接收機開機后首先進行系統(tǒng)設置，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)，再進行流動站的設置和初始化工作。通常公布的坐標系統(tǒng)和大地水準面模型不考慮投影中的當?shù)仄?，因此要通過點校正來減少這些偏差，獲得更精確的當?shù)鼐W(wǎng)格坐標，且確保作業(yè)區(qū)域在校正的點范圍內(nèi)。</p><p>　?、?選擇好坐標系：你當前已知點是什么坐標系就采

104、用什么坐標系，不清楚的 可采用國家基本坐標系。</p><p>　?、?設置好投影參數(shù)：知道已知點坐標中央子午線的，采用實際中央子午線， 不知道的則選取擇當?shù)亟?jīng)度作為中央子午線，X常數(shù)用0，Y常數(shù)用500000，投影尺度比用1。</p><p>　　③ 使七參數(shù)和轉(zhuǎn)換參數(shù)都處于OFF態(tài)。</p><p>

105、;<b>　?、?設置基準站。</b></p><p>　　待基站架設完畢，并已開始單點定位，進入碎部點測量，按Tab鍵存儲一個坐標，設點名為Pr1。進入基準站坐標輸入，輸入基準站坐標時，按R鍵獲取已測點坐標Pr1為基準站坐標。</p><p>　　設制好RTK工作方式和發(fā)射間隔后，設成基準站工作方式。 </p><p>　?、?A情況時，分別

106、到測區(qū)的兩個已知點上（兩已知點距離要盡量遠，且已知點要有足夠的精度），進入碎部點測量，在RTK Fixed下分別存儲到點名Pr1和Pr2注意要輸入天線高）。</p><p>　　B情況時，到測區(qū)的另一個已知點上（兩已知點要有足夠的精度），進入碎部點測量，在RTK Fixed下存儲到點名Pr2。</p><p>　?、?進入“求轉(zhuǎn)換參數(shù)”，按T鍵取出Pt1坐標，按R鍵取出Pr1坐標，按Ent

107、er鍵進入取第二點坐標，按T鍵取出Pt2坐標，按Ｒ鍵取出Rr2坐標， 按Enter鍵轉(zhuǎn)換參數(shù)計算完畢，并自動存儲到“轉(zhuǎn)換參數(shù)”中，進入轉(zhuǎn)換參數(shù)，查看轉(zhuǎn)換參數(shù)，打開轉(zhuǎn)換參數(shù)。 </p><p>　?、?重測P1或P2點坐標，檢查點坐標是否與已知點一致（在2cm誤差內(nèi)），有條件的還可以到第三已知點去檢驗轉(zhuǎn)換參數(shù)的正確性。</p><p>　　利用RTK技術進行鐵路線路測繪，將常規(guī)的沿線路中線測

108、量模式改變?yōu)榫€路坐標控制測量模式，直接利用控制點測設中線，一次放出整樁和加樁，無需在做交點的貫通測量，進行中線、中平、斷面的一次作業(yè)。</p><p>　　采用1＋2作業(yè)模式：基準站1人；流動站4人，其中2人操作GPS,1人寫樁號、打樁，1人背木樁，1人用流動站作斷面；抄平組7人，其中2人記錄，2人司鏡，2人跑尺，1人拉鏈。</p><p>　　作業(yè)時，由流動站放樣中樁點，抄平組馬上測其高

109、程，另一流動站作斷面。且根據(jù)地物地貌的屬性可對觀測點進行屬性編碼，以取代原有的中樁記錄。</p><p>　　實際作業(yè)進度，每天完成新線定測2.5km。</p><p>　　對于要觀測的跨線高和不適合RTK放樣的點，可以與全站儀相結合的方法解決；現(xiàn)場無法用GPS測量的斷面可由抄平組完成。</p><p><b>　　第三節(jié) 精度評析</b>&l

110、t;/p><p>　　公司未配GPS時，均采用全站儀放樣，多年實踐表明，全站儀中線測量精度較高，為檢驗GPS-RTK測量的精度，我們事先用全站儀放樣一段線路，并將結果作為參考值，兩種作業(yè)模式的成果比較如下：</p><p>　　表1 全站儀與GPS放樣點坐標比較</p><p>　　根據(jù)統(tǒng)計結果分析,最大平面較差為6mm，因此，我們認為RTK測量成果質(zhì)量可信。</

111、p><p><b>　　第四章 注意問題</b></p><p>　　由于RTK技術只能把測得的坐標顯示在屏幕上，它不能如常規(guī)儀器(經(jīng)緯儀、鋼尺等)標定方向、測量距離，雖然可以把一些整樁、關系加樁預先算出其坐標，然后按坐標去放樣，但中線測量和單純的點位放樣不同，因為在中線測量過程中還會遇到許多地形、地物等加樁，需根據(jù)現(xiàn)場確定出位于中線上的特征點并定出其里程。要解決這個問題

112、可根據(jù)設計數(shù)據(jù)把線路顯示在手持計算機上，在屏幕上注明整樁及曲線主點的樁位，對于臨時地形、地物加樁由于整個線路中線已顯示在屏幕上，通過與接收機的點位坐標的比較便可找到位于中線上的地形或地物加樁，其里程可按一定的算法算出。因此首先需要根據(jù)設計數(shù)據(jù)連續(xù)計算線路上各點在線路坐標系中的坐標。其次，GPS測量的結果是屬于WGS-84坐標系的，要進行放樣就需要把該結果轉(zhuǎn)化到線路坐標系才能實時進行比較。另外，對于中線測量獲得的結果需要進一步進行處理以獲

113、得中樁的高程。同時還應注意以下幾個問題：</p><p>　　一、RTK作業(yè)過程中,有效衛(wèi)星個數(shù)應不少于5個,點位幾何圖形因子(PDOP)值應不大于6。</p><p>　　二、每次移動基準站需要已知控制點上進行檢測,一是為了確認基準站流動站的輸入項和設置都正確無誤,二是為了檢驗已知控制點點間的兼容性,三是為了方便圖根控制的精度評定。</p><p>　　三、RTK

114、的測量精度和觀測歷元的多少沒有必然的聯(lián)系,需要認真地了解和分析RTK測量的誤差源,得出符合實際情況的精度指標.同時,由于RTK測量的雙差固定解的置信度為99.9%。所以在RTK測圖,放樣,施測的圖根控制點的過程中,需要測量員認真地觀察高程的變化,看是否出現(xiàn)異常的高程值(在RTK測量的成果不可靠時,往往高程的變化較大,一般為半米以上),以避免粗差的引入,保證測量成果的可靠性。</p><p>　　四、為了充分保證R

115、TK圖根控制成果的可靠性,需要全站儀在施測碎部點前,檢測已知RTK圖根控制,要求測區(qū)的所有圖根控制都是經(jīng)過檢測的。</p><p>　　五、應深刻了解RTK高程轉(zhuǎn)換過程,對于基準站直接輸入地方坐標系的平面直角坐標和正常高,流動站采用高程異常近似和基準站相同的情況,RTK測高則不能用于控制測量。只有在高程擬合模型達到相應精度的前提下,才需論證RTK測高在此測區(qū)的可行性。</p><p>&l

116、t;b>　　第五章 結束語</b></p><p>　　GPS RTK技術控制的范圍廣，測量精度更高，測量基礎設施更低，測量效率更高，效益更好，具有廣闊的前景。RTK在控制測量以及施工放樣中有著廣泛的運用，比傳統(tǒng)的測量儀器的測量，它有著省時省工且精度高等特點，但其在碎部測量中的應用還是有一定的限制。在進行測量時，主要注意事項是基準站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點上，且周圍無磁場的影響，這

117、樣流動站接收的信號好。并把觀測成果與首級控制成果進行整體平差，這樣動態(tài)觀測經(jīng)平差后的精度就較高。 </p><p>　　(1) GPS正在越來越多的測量工作中得到應用，其在地籍測量中的應用就是一例，RTK技術與其它測量儀器和測量方法相比具有不能比擬的優(yōu)勢。</p><p>　　(2) RTK方式出現(xiàn)后不要馬上開始測量，要等GPS穩(wěn)定約20分鐘左右才能開始測量，否則將有較大的誤差，代

118、入記錄數(shù)據(jù)后，如正常工作以后則其記錄方式不受影響。</p><p>　　(3) 電臺信號不能太遠，根據(jù)我們幾年的作業(yè)經(jīng)驗，RTK的范圍以不超過10km為原則，否則解算速度、精度等都大受影響。</p><p>　　(4) 利用RTK進行地籍測量，不受天氣、地形、通視等條件的限制，工作效率比傳統(tǒng)方法提高3－4倍。</p><p>　　(5) GPS定位技術不僅能達到較高

119、的定位精度，而且大大提高了測量的工作效率，隨著RTK技術的提高，這項技術已經(jīng)逐步應用到測圖工作中。通過相應的數(shù)據(jù)處理程序，可大大減輕測量人員的內(nèi)外業(yè)勞動強度，因此RTK技術在鐵路勘測設計領域有廣闊的應用前景。雖然RTK技術廣泛應用于平面位置的測量，但在測高方面的運用還不成熟。以下是作業(yè)過程中總結出來的幾點需要注意的地方：</p><p>　　(6) 基準站及流動站儀器的天線高要十分精確地量取這是影響RTK精度的一

120、個十分重要的因素。</p><p>　　(7) 必須保證用來求換、轉(zhuǎn)化參數(shù)的已知點具有準確的坐標成果，尤其要注意高程精度。</p><p>　　(8) 為避免因人為及其他因素造成的錯誤，保證測量成果準確性，必須作到每天作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后都到已知點上做比測，每次更換基準站，更換轉(zhuǎn)換參數(shù)時都進行比測。比測數(shù)據(jù)越全面，次數(shù)越多，越能說明測量成果的可靠性。</p><p&g

121、t;　　(9) 如果測區(qū)面積越大，可以根據(jù)靜態(tài)網(wǎng)的網(wǎng)形特點及水準點分布情況對測區(qū)進行分割，求得局部轉(zhuǎn)換參數(shù)，提高轉(zhuǎn)換參數(shù)。采用這種做法的時候要特別注意相鄰測區(qū)結合帶內(nèi)的成果比例。</p><p>　　RTK技術是GPS定位技術的一個新的里程碑，它不僅具有GPS技術的所有優(yōu)點，而且可以實時獲得觀測結果及精度，大大地提高了作業(yè)效率并開拓了GPS新的應用領域。RTK技術將在道路初測、定測、施工測量、竣工測量等領域發(fā)揮巨

122、大作用，將給現(xiàn)行道路勘測手段及規(guī)范帶來變革，當然RTK技術的應用還有待于一些應用軟件的支持。同樣RTK技術也有著其局限性及進一步需要解決的問題。首先它具有GPS定位的普遍問題，如信號遮擋、多路徑效應等，另外它還有通訊問題，且目前RTK技術的價格還比較高，這些問題都會在一定程度上影響RTK技術的推廣應用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　

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124、　[3]李建成，地球重力場逼近理論與中國2000年似大地水準面的確定[M]，武漢大學出版社,2003年3月版；</p><p>　　[4]申文斌,寧津生,李建成等.一種確定大地水準面重力位漂移的方法[J]，測繪與空間地息,2003,29(2):1-3；</p><p>　　[5]鐵道部第二勘測設計院.鐵路測量手冊[S]，中國鐵道出版社,1999年8月版；</p><p&

125、gt;　　[6]劉紅新，GPS高程轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的研究及其應用[M]，河海大學，2005年6月版；</p><p>　　[7]孔祥元，梅是義，控制測量學[M]，武漢測繪科技大學出版社,1996年4月版；</p><p>　　[8]劉大杰，施一民，全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理[M]，同濟大學出版，2001年9月版；</p><p>　　[9]張書華，沙從術，數(shù)字地