gps-rk在公路工程中的应用

gps-rk在公路工程中的应用

0gps定位技术全球定位系统的gps（全球意义系统）具有全球、全域、连续性、精确时间定位和定位功能，并提供精确的三维坐标、速度和时间。GPS定位的基本原理就是将无线电发射台从地面搬到卫星上,组成卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,利用三颗以上卫星的已知空间位置交会出地面未知点的位置。依据测距的原理,其定位原理与方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位以及差分GPS定位。1利用水平高程的测量对于公路平纵、横断面设计进行中桩放样、纵横断面和横断面测量,作业步骤如下:1)根据设计线路坐标进行中桩放样,一般采用全站仪进行放样。随着GPS-RTK的应用,设计单位和施工单位已经使用GPS-RTK进行中桩放样。2)用水准仪进行找平工作,测线路纵断面。中桩放样后用水准仪测出中桩水准高程。在线路附近埋设控制点,控制点高程已知且精度能满足规范要求。利用这些高等级控制点获取中桩的高程,用来进行线路纵断面的设计及放样。3)用经纬仪结合水准尺测线路横断面。横断面的设计需要了解线路两侧的地形状况,使用的是经纬仪和水准尺。操作过程一般为:在钉有木桩的点上安置经纬仪,量出仪器高,镜头指向线路方向,拨转90°,在此方向上地形变化的地方立水准尺,记录和读数;倒转180°,进行同样操作,就可计算出两点高程,用来进行横断面的设计及施工。随着GPS-RTK的发展工程测量单位都采用GPS-RTK放样替代全站仪放样,放样速度有较大提高。2gps-rtk技术在道路上的应用2.1土地异构技术的应用前景实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为依据的实时差分GPS(RTD-GPS)技术,它是GPS-RTK测量技术发展的一个新突破,在公路工程中有广阔的应用前景。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,随即计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。2.2水平施工控制网平面控制网应沿线路走向布设,点位应位于线路中心的50m~300m,同时应考虑到地形测量、定测以及施工放线等使用方便。GPS控制网可作为公路勘测的首级控制网,也可直接作为施工控制网使用。作为首级控制网需要使用其它测量方法进行加密时,应每隔5km设置一对相互通视的GPS点,直接作为施工控制网时,每个GPS点至少应与一个相邻点通视。2.3gps点的正常高GPS相对定位得到的三维基线向量,通过GPS网平差,可以得到高精度的大地高差。在实际应用中一般采用正常高系统,地面点的高程为正常高。通常在GPS控制网中用几何水准联测部分GPS点的正常高,用数值拟合的方法求出测区的似大地水准面,计算出未联测几何水准GPS点的高程异常,从而获得各点的正常高。一般测区内缺少高精度的GPS基准点,GPS网平差后很难得到高精度的大地高,并且高程异常的变化较复杂,特别在山区精度较差,很难获得高精度的高程异常,所以很难应用数值拟合的方法计算各GPS点的正常高。因此,首级高程控制网应布设成符合路线,按照几何水准测量技术要求进行。2.4gps-rtk在道路工程中的应用2.4.1定位参数的设置中线测量就是通过直线和曲线的测设,将道路中心线的平面位置具体地标定在现场上,并测定路线的实际里程,它是公路测量中关键性工作,是测绘纵、横断面图和平面图的基础,是公路设计、施工和后续工作的根据。使用RTK技术进行中线测量,不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点,而且具有观测时间短,精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点,其作业流程如下:1)线路设计。路线设计在大比例尺带状地形图或在现场定线完成,路线中心线的位置需要标定在实地。首先将线路的起点坐标、方位角、加直线长度及曲线要素输入计算机中,根据里程计算出待放样点的坐标,将待放样点坐标输入到TRK电子手簿中。2)设置基准站。GPS-RTK定位要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据通过无线电信号传输给流动站接收机,基准站和流动站的观测数据质量、无线电的信号传播质量对GPS-RTK定位结果影响很大,在设置基准站时,基准站与流动站之间距离不能太大,基准站应设置在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上。架设好基准站和天线,打开接收机,进行点校正工作。在有已知转换参数的情况下,直接输入当前坐标系统与WGS-84坐标系统的转换参数,建立坐标转换关系。在不知道转换参数的情况下,直接采用点校正方式建立坐标转换方式。3)流动站设置。打开接收机,双击“测量”图标,选择“RTK”测量方式。流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时也接收来自基准站的数据,进行处理获得流动站的三维WGS-84坐标,通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS-84坐标转换为相应坐标。4)中线放样测量。选择“放样”选项,进行放样测量作业。系统软件会自动根据输入到TRK电子手簿中的放样点的坐标,定出放样点的点位。5)数值采集。当流动站到达放样点后,整平流动站天线,使放样点位置和天线中心位置重合,按“测量”键对该放样点进行数值采集工作。2.4.2现场数据采集公路中线确定后,可通过现场数据采集或地形图上数据采集的方式完成纵、横测绘工作。现场数据采集时,根据中线桩的位置、线路走向,使用RTK测量方式,在现场完成纵、横断面采集和绘制。在地形图上进行数据采集时,使用CASS7.0数据绘图软件,在测绘的大比例尺带状地形图上,绘出路线纵断面和各桩点的横断面。3输入控制点坐标转换1)在已知点上安置基准点,由于已知控制点的坐标不一定是WGS-84坐标,因此需进行坐标转换。坐标转换的一般步骤是先选定椭球,设定转换参数和投影参数,然后输入控制点坐标进行转换;也可以先不输入参数,而是在测区附近找到3个已知控制点输入已知的当地坐标,测出WGS-84坐标进行强制转换。这样就可以将WGS-84坐标系转换成当地坐标系。为了保证转换的正确性,可以到第四个已知点上进行检核,检核正确后即可进行中桩放样。2)测量时可以使用1+3的形式,即1个基准站、3个流动站。其中1个流动站用于放样中桩,并进行定测,另两个流动站置于两边测横断面的坐标和高程。3)将野外数据传入电脑,经过整理变成电子版,这样就