GPS在公路測量中的應(yīng)用

(5)操作簡便。GPS測量的自動化程度很高, 在觀測中測量員的主要任務(wù)是安裝并開關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài), 而其它觀測工作如衛(wèi)星的捕獲, 跟蹤觀測等均由儀器自動完成。

(6)全天候作業(yè)。GPS觀測可在任何地點, 任何時間連續(xù)地進(jìn)行, 一般不受天氣狀況的影響。

3 GPS在公路測量中的應(yīng)用

3.1 靜態(tài)GPS 測量技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

靜態(tài)GPS 測量技術(shù)主要用于建立公路首級控制網(wǎng),之后再利用其它測量方法進(jìn)行加密的附合導(dǎo)線測量?？刂凭W(wǎng)的建立過程如下:

第一步:路線、GPS 點選址的初步勘察

接到外業(yè)測量任務(wù)后,組織人員對路線的走向進(jìn)行初步勘察,查看沿線可選作GPS 點的位置情況。調(diào)察路線附近高等級GPS 點以便進(jìn)行聯(lián)測。

第二步: GPS 點控制網(wǎng)的設(shè)計

GPS 控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)公路等級、沿線地形地物、作業(yè)時衛(wèi)星狀況、精度要求等因素進(jìn)行綜合設(shè)計。因為GPS 控制網(wǎng)作為公路首級控制網(wǎng)時,需采用其他測量方法進(jìn)行加密。故沿路線兩側(cè)每隔5-10km 布設(shè)一對相互通視的GPS 點。理論上GPS點觀測時只須在3 個GPS 點上架設(shè)GPS 儀同時觀測即可確定這3 個點的坐標(biāo)?？紤]到公路測量本身的特點采用4 臺GPS 儀同時觀測4 個GPS 點,這樣可大大加快全線的測量速度。

第三步: GPS 選點、埋石

選點應(yīng)按技術(shù)設(shè)計要求有利于采用其他測量方法擴(kuò)展和聯(lián)測。

第四步:架設(shè)GPS 儀觀測

4 個GPS 點觀測的共同時間、有效觀測衛(wèi)星總數(shù)等應(yīng)滿足規(guī)范要求。我們在外業(yè)的觀測中規(guī)定觀測時間不得少于0.5h ,有效觀測衛(wèi)星數(shù)不少于4個。

第五步: GPS 觀測數(shù)據(jù)的處理

外業(yè)觀測結(jié)束后將GPS 中的數(shù)據(jù)傳入計算機(jī)中,采用南方公司的軟件(包括采集器與計算機(jī)通訊軟件、基線向量處理軟件、網(wǎng)平差及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件),及時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量分析。過程可分為基線解算與檢核、GPS 控制網(wǎng)平差計算兩個步驟。

第六步: GPS 控制網(wǎng)進(jìn)行加密。

利用全站儀測量附合導(dǎo)線的方法進(jìn)行首級GPS 控制網(wǎng)的加密作業(yè)。將路線按GPS 的分布分成若干段,每一段單獨進(jìn)行附合導(dǎo)線的測量,保證每一段附合導(dǎo)線起始于GPS 點,終止于GPS 點。

第七步:導(dǎo)線點座標(biāo)及平差計算

將每段附合導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中進(jìn)行角度、距離平差得到最后結(jié)果。

3.2 RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用

實時動態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分GPS (RTDGPS)技術(shù),它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破,在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景. GPS靜態(tài)定位、準(zhǔn)動態(tài)定位等定位模式,由于數(shù)據(jù)處理滯后,所以無法實時解算出定位結(jié)果,同時無法及時對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核,這就難以保證觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量,在實際工作中經(jīng)常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果. 解決這一問題可通過延長觀測時間來保證測量數(shù)據(jù)的可靠性,但這樣一來則降低了GPS測量的工作效率. 實時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成,建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證,其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準(zhǔn)點,安置一臺接收機(jī)作為參考站,對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測,流動站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時,通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù),隨機(jī)計算機(jī)根據(jù)相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和測量精度. 這樣我們使用者就可以實時監(jiān)測待測點的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況,根據(jù)待測點的精度指標(biāo),確定觀測時間,從而減少沉余觀測,提高工作效率.

動態(tài)定位在公路中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS前端數(shù)據(jù)采集. 測量前需要在一控制點上靜止觀測數(shù)據(jù),實時確定采樣點的空間位置. 目前,其定位精度可以達(dá)到厘米級.

動態(tài)定位模式在公路勘測階段有著廣闊的應(yīng)用前景,可以完成地形測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量等工作. 整個測量過程在不需通視的條件下,測量1～3 s,精度就可以達(dá)到10～30mm,有著常規(guī)測量儀器(如全站儀)不可比擬的優(yōu)點. RTK技術(shù)具有很大的優(yōu)點:實時動態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗的厘米級精度的測量成果(包括高程) ;徹底擺脫了由于粗差造成的返工,從而提高了GPS作業(yè)效率;作業(yè)效率高,每個放樣點只需要停留1～2s,流動站小組作業(yè)(1～3人)可完成中線測量5～10km. 若用其進(jìn)行地形測量,每小組每天完成0.8～1. 5(km)3 的地形測繪,其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的;在中線放樣的同時完成中樁抄平工作;應(yīng)用范圍廣―可以函蓋公路測量(包括平、縱、橫) ,施工放樣,監(jiān)理,竣工測量, GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面;如輔助相應(yīng)的軟件, RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè),充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢.

對于我們工程單位來講, GPS靜態(tài)定位和動態(tài)技術(shù)相結(jié)合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量. 生產(chǎn)過程中采用常規(guī)方法和GPS技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)流程可以極大的提高生產(chǎn)效率.隨著GPS技術(shù)特點是RTK技術(shù)的發(fā)展,其初始化時間越來越斷,跟蹤能力也越來越強,精度越來越高,可靠性越來越強,有著良好的性價比.