GPS技术在现代公路测量中的应用研究
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GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用研究摘要:CPS-RTK技术是一种基于载波相位的动态定位方法,通过对多个观测点的三维空间坐标进行实时定位,其精度一般可达厘米量级。
本文对GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用进行了探讨。
关键词:GPS-RTK技术;公路工程;测量应用引言GPS-RTK技术在我国具有很好的发展前景,其在实际中的应用范围也在不断拓展,在众多的工程中都得到了很好的应用。
GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用,将为工程施工提供坚实的数据参考。
同时,随着我国北斗导航系统技术的不断突破,RTK技术也在持续升级,其定位精度要更高。
因为公路工程测量工作的开展,必须要加强GPS-RTK技术的应用。
1公路控制测量在建设项目施工过程中,控制测量是一种最基础的测量手段,它主要是通过对施工现场进行平面定位、高程的测定,从而建立起施工现场控制网。
在公路建设中,除了对高精度的点有一定的要求之外,其他的点均可采用GPS-RTK技术进行动态测量。
在进行动态测量的时候,可以在数据的精度满足需求的时候,立刻停止观察,从而可以减少多余的观察,提高观察的效率。
传统的单点静态、准静态和伪动态测量均不具备这一特性,导致施工过程中出现“返工”、“重测”等问题,严重制约了施工进度。
首先,利用GPS-RTK技术进行平面网测量,并初步构建平面控制网,再选择B级控制点作为复测点,利用外业观测法对这些点位进行复查,最后对平面控制网进行优化。
在此基础上,对测得的数据进行基线解析和网平差的计算,确保测量精度达到要求。
在采用GPS-RTK技术的时候,由于不需要使用全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器,所以不需要考虑各点位之间的通视问题,也不需要在所测线路上放置多台设备,可以方便地进行测设工作。
但是,在进行控制测量之前,在初步测设完成平面控制网之后,在进行外业数据处理之前,应该及时地对卫星数量和位置、卫星信号质量以及卫星高度截止角等卫星信息进行检查,以确定数据的准确性。
探讨公路工程测量中GPS技术的应用研究摘要:近年来,gps精密定位技术在我国得到广泛应用。
在大地测量、工程测量、航空摄影测量、地形测量、变形监测等许多方面都取得了良好效果和成功经验,充分地证明了gps精密定位技术的优越性和巨大潜力。
本文就此主要对在公路测量中gps应用技术作简单探讨。
关键词:gps 定位系统测量公路工程中图分类号:x734文献标识码:a 文章编号:1 gps概述gps全球定位系统在公路工程测量中的应用在最近的两年得到了迅速推广,这主要依靠于gps系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。
我们先了解一下gps系统的组成,工作原理以及在测量领域的应用特点。
1.1 gps系统的组成gps系统由3部分组成,即空间部分、地面监控部分和用户设备部分。
1.1.1 空间部分gps的空间卫星群由24颗高约20万公里的gps卫星群组成,并均匀分布在6个轨道面上,各平面之间交角为60度,轨道和地球赤道的倾角为55度,卫星的轨道运行周期为11小时58分,这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗gps卫星发送出的信号。
1.1.2 地面监控部分地面监控部分由5个地面站组成,包括主控站,信息注入站和监测站。
主控站主要作用是协调、管理所有地面监控系统的工作。
信息注入站的主要任务是在主控站的控制下,将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其他控制指令等注入到相应卫星的存储系统,并监测注入信息的正确性。
监测站的主要任务是为主控站编算导航电文提供观测数据。
1.1.3用户设备部分用户设备部分由gps接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收gps卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。
在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、重量轻便于携带的gps定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。
1.2 gps定位原理gps定位分绝对定位和相对定位两种。
浅谈GPS技术在公路工程线路控制测量中的应用摘要:目前,全球定位系统(gps)技术由于具有速度快、精度高、经济效率明显等特点,从而在道路工程测量控制中得到广泛地使用及推广。
文章主要结合工程实例,针对gps技术在公路工程测线路测量控制中的应用进行了探讨与研究,以供大家参考。
关键词:公路工程;rtk技术;线路控制测量;应用中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:gps技术已经被广泛使用于线路控制测量,它具有无与伦比的专业知识,在传统的测量技术中具有的优势有速度快、精度高、不要求点间的通视等。
但是,gps技术在应用时,必须充分考虑目标的道路蜿蜒曲折的超薄工程结构的特点,高等级公路往往是几百公里长,甚至数千公里,测量和控制其既定的点该行之后,必须通过全方位测量,控制点必须是可靠的,并且需要更高的点与点之间的相对精度。
公路干线gps控制网测量方案基本上包括两个方面:第一,所有的控制点的所有路由使用全球定位系统(gps)技术测量沿纵向设施每500~1000m奠定了gps点,纵向沿规定的路线上的gps点(包括一对点,控制点和定向点),每隔5~10km的路由控制点,在此基础上,对光电测距导线加密。
1 工程概况某市政公路,全长8.520公里。
对k52+516~k54+190段1.674公里采取乳化沥青冷再生大修方案,路面结构为10cm乳化沥青冷再生基层+粘层+4cmac-16中粒式沥青混凝土面层;对k54+700~k60+600段5.42公里旧路病害处理后,重铺4cmac-16中粒式沥青混凝土面层。
在这过程中需要该路段进行工程测量,以保障线路的控制。
2 rtk技术的原理及应用2.1 rtk原理载波相位观测值rtk定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它可以实时测点在指定坐标系中的三维定位,并达到厘米级的精度。
rtk作业模式下,并提出意见和测站坐标信息发送到流动站通过数据链路基站。
流动站,不仅可以通过数据链路从基站接收到数据,还可以收集gps数据和差分观测系统的实时处理,给出厘米级定位,历时不超过1秒。
GPS测绘技术在道路工程测量中的应用发布时间:2022-08-23T08:02:57.895Z 来源:《新型城镇化》2022年17期作者:李熙栋[导读] 随着测绘技术的飞速发展,一些先进的GPS测绘技术在市政道路工程测量中发挥了至关重要的作用。
身份证号:37092119871012xxxx摘要:随着测绘技术的飞速发展,一些先进的GPS测绘技术在市政道路工程测量中发挥了至关重要的作用。
与传统测绘技术相比,GPS 测绘技术的应用在测绘工作的效率、精度和方便性方面得到了全面提高。
因此,它受到了工程项目测量企业的高度重视。
GPS技术是近年来随着科学技术的发展而兴起的一种高科技定位导航技术。
它在使用过程中具有较高的定位精度和机械自动化程度,已广泛应用于道路工程测量中。
关键词:GPS测绘技术;道路工程测量;应用1GPS测量技术工作原理全世界定位系统的定位技术借助通讯卫星的工业设备接收来源于每一个用户的通信信号命令,精准测算物件之间的精准间距,对其精准部位开展定位。
测量精密度可以达到mm级。
伴随着地图卫星技术的普及,GPS定位技术在路桥区建筑施工测量里的适用范围获得了测量者的普遍认同,可以有效地测量效率和精密度,节省测量成本和工程质量。
GPS定位系统软件由24卫星构成,分布在地球上周边不同的工作中轨道上,产生通信信号彻底覆盖的空间互联网技术,能够实现通讯数据信号的高效接收。
与此同时在地面上设定专用型控制和监控摄像机,进行通讯数据信号的接收。
电子计算机解决接收过的通讯信息并将其发给客户以提供定位和导航条服务项目。
2GPS技术在道路工程测量工作中的应用策略分析2.1应用GPS技术进行放样测量在放样工作中,需要在山脚的广域内设置相应的GPS参考站。
其中,基准站的建设必须满足测量标准。
有必要将参考站设置在相对较宽和较高的地形区域,并且无线天线上方的区域不能被遮挡。
打开电子设备笔记本,将手机蓝牙连接到参考站和移动站,并设置相应的无线电台,直到移动站中的所有信号指示灯(如手机蓝牙无线电台)闪烁蓝色。
GPS技术在公路测量中的应用【摘要】全球定位系统gps是美国研发的卫星导航系统,由24颗卫星所控制,可以为所需用户提供精确的三维坐标、时间、速度等数据,也给测量带来了极大的方便。
本文就此对gps技术在公路测量中的应用做出论述。
【关键词】gps技术;公路测量;应用1.gps的发展过程gps的前身是“海军导航卫星系统”,是美国为了满足军事的需要,在1958年年底,美国海军武器实验室着手建立为美国军用舰艇导航服务的卫星系统。
在“海军导航卫星系统”中,卫星的轨道都通过地极,所以也称作“子午卫星系统”。
并于1964年建成该系统,在美国军方启用。
由于“海军导航卫星系统”的卫星数目少、运行高度低、定位速度也慢,所以很难满足美国军方的要求,于是在1973年,美国国防部开始组织海陆空三军,共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。
这就是目前所用的“全球定位系统”,即gps。
该系统在1995年7月17日达到其完全工作能力,并在1996年三月宣布gps为军民两用系统。
目前gps定位系统已经广泛的渗透到各个领域,尤其是在大地测量学及相关学科领域,也显示了卫星定位系统的高效益,也让人类的测绘领域步入了一个新台阶,走向另一个崭新的时代。
2.gps的几大系统目前,除了美国的gps定位系统外,还有俄罗斯的glonass系统,伽俐略(galileo)系统的发展,中国北斗卫星导航系统及伪卫星导航定位技术。
俄罗斯的glonass是前苏联开始建立的全球导航卫星系统。
它包括24颗卫星(3颗为备用),均匀的分布在三个轨道面上,轨道面的倾角为64.80,运行周期约为11时15分。
目前已具备可用性。
伽利略系统则是欧盟为了打破美国gps一统天下的局面,提出了galileo全球卫星导航系统,它是一个多国、民建、民控、民用系统。
北斗卫星导航系统是我国正在实施的、自主研发的、独立运行的全球卫星导航系统。
目前,已经成功发射四颗北斗导航试验卫星和六颗北斗导航卫星,将在系统组网和试验基础上,逐步扩展为全球卫星导航系统。
GPS技术在现代公路测量中的应用研究摘要:论文简要介绍了gps技术的发展、现代公路测量的技术特点以及gps技术在公路工程中的应用现状;全面地研究了gps技术在公路测量中的应用,对rtk测量的基本原理、作业方式以及地方化转换参数的选取进行了研究,提出了在公路工程中应灵活地选用各种作业方式,分段动态更新地方化转换参数,并综合运用多种检核方法,实现rtk测量成果的全面质量控制。
关键词:gps技术,公路测量,坐标系,坐标转换,质量控制abstract:the paper briefly introduced the development of gps technology, modern highway measurement technology characteristic and gps technology in the present situation of the application of highway engineering; the comprehensive research on the gps technique in highway in the measurement of the application of rtk survey of the basic principle, mode of operation and localization transformation parameters selection are studied, put forward the highway engineering should be agilely choose all kinds of operation modes and block dynamic update localization transformation parameters, and the integrated use of a variety of check method, realize rtk survey results of the total quality control. keywords: gps technology, highway survey, coordinate system, coordinate transformation, quality control中图分类号:p215 文献标识码:a 文章编号:1前言近几年来,随着国民经济的快速增长,我国基础设施建设不断加大投入,公路建设得到突飞猛进的发展,尤其是大批的现代高等级公路建设项目陆续上马。
这些现代的高等级公路勘测相对于以往的传统公路勘测,具有线路更长、精度要求更高、时间要求更紧等一系列特点,需要我们加大公路勘测设计和施工建设方面的科技含量,提高公路作业的现代化水平。
gps技术应用于公路勘测是公路建设领域的一项重大技术革命,其应用前景十分广阔。
gps 定位技术的应用,可以使公路勘测摆脱繁重的外业工作,加快作业进度,提高测量精度,是公路勘测的现代化手段之一。
相对于经典测量来说,gps测量主要有以下特点:测站之间无需通视;定位精度高;观测时间短;提供三维坐标;操作简便;全天候作业。
2 gps技术在公路工程中的应用现状gps技术自从代替了传统的全站仪后,先后发展静态gps、常规动态rtk、城市cors系统等模式。
gps技术是利用空间测距交会定点原理来进行定位的。
根据待定点上的接收机相对于地球的运动状态,可以分为静态定位和动态定位。
在现代公路勘测中,主要是应用gps静态相对定位技术和实时动态差分定位(rtk)技术,来完成传统测量方法中的线路控制、中线放样等一系列工作。
gps定位的主要误差可分为三个部分:与卫星有关的误差、接收机的误差以及电波信号传播路径带来的误差。
公路工程一般包括新建公路、改建公路及扩建公路等。
这些工程特别是高等级公路工程投资巨大、内容复杂、工程量大,需要进行大量的勘测设计和施工建设等工作,而其中的测量工作一直贯穿于公路建设的始终,占有极其重要的地位。
测量中常用坐标系及其转换是测绘工作的重点,现代公路测量中常用坐标系统:wgs-84坐标系,1954北京坐标系,1980西安大地坐标系,2000国家坐标系,地方独立坐标系。
所谓坐标转换就是在不同的坐标表示形式间进行转换,基准转换是指在不同的参考基准间进行转换。
测量主要涉及踏勘选线、公路初测、公路定测、施工放样以及运营后的变形监测。
动态gps的应用前景主要有以下两个方面:采用gps辅助航测成图及建立模型和gps rtk技术与全站仪相结合3 gps技术在公路测量中应用的关键技术研究gps 测量具有高精度、高效率的优点,在控制测量领域得到了广泛的应用。
随着gps接收机性能和数据处理技术逐渐完善,gps 应用领域也不断拓宽。
实时gps测量在公路工程中可以完成多种工作:绘制大比例地形图、工程控制测量、公路中线测设、公路纵横断面测量、施工测量、变形观测。
在现代公路勘测中,初测阶段主要是利用 gps 静态定位技术代替传统的精密导线测量技术进行全线高精度的首级控制测量和加密控制测量,作为测绘带状地形图、线路定测和施工放样的重要基础。
下面就在现代公路勘测应用中存在的几个关键问题进行探讨与研究,以期更好地发挥gps技术的优势。
3.1公路 gps控制网的布设特点公路 gps 网的等级选择:按照交通部jtj/t 066—98《公路全球定位系统(gps)测量规范》中的规定要求,公路gps控制网依其精度分为一级、二级、三级、四级共四个等级。
公路gps控制网一般分二级布设。
首级控制网一般按gps二级点要求布设,加密控制网一般按gps四级点要求布设,当然也可采用常规导线进行加密。
gps控制网相邻点间弦长精度按公式计算确定,它是gps网质量检核的重要精度指标。
公路 gps 网的布设特点:采用gps技术布设公路控制网,与采用传统的控制测量方法布设公路控制网,两者观念区别很大,具有以下特点: gps网淡化了“分级布网、逐级控制”的布设原则;gps 网对点的位置和图形结构没有过苛要求;gps接收机采集的是接收机天线至卫星的距离和卫星星历等数据,而不是常规测量技术所观测的地面点间相对观测量(如角度、距离、高差等)。
因此,gps 网不强求点间通视。
3.2公路gps网投影变形的处理《公路全球定位系统(gps)测量规范》中规定,gps的 wgs84坐标系统转换到所选的国家或地方坐标系统时,应使测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km(相对变形为1:40000)。
也即当测区偏离中央子午线大于45km时,必须考虑长度投影变形的影响。
因此在gps数据处理时,为使后续使用方便必须设法消去高斯投影变形对最后坐标成果的影响。
这对公路特别是东西向延伸的特长公路,其首级gps网的建立显得尤为重要。
3.2.1. 常规处理高斯投影变形的方法为了有效地控制投影长度变形,常规处理方法其实质就是建立局部坐标系统。
(1)长度变形的产生我们知道,将实地测量的真实长度归化到国家统一的椭球面上时,应加如下改正数:,式中表示长度所在方向的椭球曲率半径;表示长度所在高程面对于椭球面的高差;s表示实地测量的水平距离。
然后再将椭球面上的长度投影至高斯平面,加入如下改正数:,式中,表示测区中心的横坐标,r表示长度所在方向的椭球曲率半径,s表示实地测量的水平距离。
这样,地面上的一段距离,经过上列2次改正计算,被改变了真实长度。
这种高斯投影平面上的长度与地面长度之差,称为长度综合变形,其计算公式为。
上式表明,采用国家统一坐标系统所产生的长度综合变形,与测区所处投影带内的位置和测区平均高程有关。
(2) 局部坐标系统的选择局部坐标系统通常有以下几种可选方案。
其一:选择抵偿高程面作为投影面,按高斯投影3°带计算平面直角坐标。
其二:选择任意投影带,投影面仍采用国家椭球面,按高斯投影计算平面直角坐标。
其三:选择平均高程面或抵偿高程面作为投影面,以通过测区中心的子午线作为中央子午线,按高斯投影计算平面直角坐标。
(3) 局部坐标系统的局限性上述第一种方法是通过改变投影面来抵偿长度综合变形的,具有换算简便、概念直观等优点,且换算后的新坐标与原国家统一坐标系坐标十分接近,有利于测区内外之间的联系,但适用区域有限。
第二种方法是通过改变中央子午线、选择任意投影带来抵偿长度综合变形的,同样具有概念清晰、换算简便等优点,但是换算后的新坐标与在原国家统一坐标系坐标差异较大。
第三种方法是用既改变投影面、又改变投影带来抵偿长度综合变形的,这种既换面又换带的方法不够简便、不易施行,同时换算后的新坐标与原国家统一坐标系的坐标差异较大,不利于和国家统一坐标系之间的联系。
对于特长东西向的公路gps控制网,为了保证精度,只能采取分段高斯投影而迁就使用上的不便。
(4)采用兰勃特投影处理长度变形公路gps控制网的高精度是确保公路优质建设的基础之一。
目前,在公路控制网的建立上基本都采用高斯投影的形式,这种形式对于南北向或近南北向公路是适宜的。
当公路呈现东西走向或近东西走向时,采用高斯投影的缺陷就会明显地显露出来,表现为投影带边缘变形过大。
这严重影响了投影带边缘附近公路施工放样的精度及带状图测绘精度。
公路 gps 网投影变形的解决方案:公路gps网出现投影变形超限是十分普遍的,必须妥善解决。
本文中的研究表明:解决投影变形超限应根据公路的走向、长度等实际情况,采取相应的处理方法。
(1)对于不太长的公路(100km以内),不论其走向如何,均可采用基于高斯投影的局部坐标系统选择方案。
(2)对于较长的公路(100km以上)或特长公路,如果是南北向或南北向,采用高斯投影方案;如果是东西向或近东西向,可以采用双标准纬线兰勃特投影方案;对于±45°左右方位的公路,可以灵活选用各种方案。
建议在进行长大东西向或近东西向公路建设中采用双标准纬线兰勃特正形圆锥投影。
3.3 rtk 技术应用中相关问题解决方案在工程建设中,gps rtk 技术已经得到了广泛的应用。
国内很多单位都配置了双频或单频带 rtk 功能的 gps 仪器,公路勘测部门更是充分发挥 rtk 测量的技术优势,用于图根控制、像片控制、施工放样及带状图测绘等诸多方面,取得了很好的经济效益。
相对于 gps 静态或快速静态测量,rtk 的实时性也给测量人员提出了更高的要求。
由于 rtk 测量缺少必要的检核条件,作业时如果操作失误或某些技术问题处理不当,都将会给测量成果带来严重影响。
因此,必须通过对 rtk 测量成果进行质量控制,才能确保实际观测的 rtk 成果正确可靠,一旦发现问题,可以及时采取相应的措施进行处理。