GPS在公路測量中的應用
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(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是安裝并開關儀器、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)地進行, 一般不受天氣狀況的影響。
靜態(tài)GPS 測量技術主要用于建立公路首級控制網,之后再利用其它測量方法進行加密的附合導線測量?？刂凭W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)測量任務后,組織人員對路線的走向進行初步勘察,查看沿線可選作GPS 點的位置情況。調察路線附近高等級GPS 點以便進行聯(lián)測。
第二步: GPS 點控制網的設計
GPS 控制網的布設應根據公路等級、沿線地形地物、作業(yè)時衛(wèi)星狀況、精度要求等因素進行綜合設計。因為GPS 控制網作為公路首級控制網時,需采用其他測量方法進行加密。故沿路線兩側每隔5-10km 布設一對相互通視的GPS 點。理論上GPS點觀測時只須在3 個GPS 點上架設GPS 儀同時觀測即可確定這3 個點的坐標?？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
選點應按技術設計要求有利于采用其他測量方法擴展和聯(lián)測。
第四步:架設GPS 儀觀測
4 個GPS 點觀測的共同時間、有效觀測衛(wèi)星總數等應滿足規(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)星數不少于4個。
第五步: GPS 觀測數據的處理
外業(yè)觀測結束后將GPS 中的數據傳入計算機中,采用南方公司的軟件(包括采集器與計算機通訊軟件、基線向量處理軟件、網平差及坐標轉換軟件),及時進行數據處理和質量分析。過程可分為基線解算與檢核、GPS 控制網平差計算兩個步驟。
第六步: GPS 控制網進行加密。
利用全站儀測量附合導線的方法進行首級GPS 控制網的加密作業(yè)。將路線按GPS 的分布分成若干段,每一段單獨進行附合導線的測量,保證每一段附合導線起始于GPS 點,終止于GPS 點。
第七步:導線點座標及平差計算
將每段附合導線測量數據傳輸到計算機中進行角度、距離平差得到最后結果。
3.2 RTK技術在公路測量中的應用
實時動態(tài)(RTK)定位技術是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS (RTDGPS)技術,它是GPS測量技術發(fā)展的一個新突破,在公路工程中有廣闊的應用前景. GPS靜態(tài)定位、準動態(tài)定位等定位模式,由于數據處理滯后,所以無法實時解算出定位結果,同時無法及時對觀測數據進行檢核,這就難以保證觀測數據的質量,在實際工作中經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據的可靠性,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)由基準站和流動站組成,建立無線數據通訊是實時動態(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點,安置一臺接收機作為參考站,對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測,流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時,通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據,隨機計算機根據相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度. 這樣我們使用者就可以實時監(jiān)測待測點的數據觀測質量和基線解算結果的收斂情況,根據待測點的精度指標,確定觀測時間,從而減少沉余觀測,提高工作效率.
動態(tài)定位在公路中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣、監(jiān)理和GIS前端數據采集. 測量前需要在一控制點上靜止觀測數據,實時確定采樣點的空間位置. 目前,其定位精度可以達到厘米級.
動態(tài)定位模式在公路勘測階段有著廣闊的應用前景,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技術具有很大的優(yōu)點:實時動態(tài)顯示經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前端數據采集諸多方面;如輔助相應的軟件, 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)技術相結合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制測量. 生產過程中采用常規(guī)方法和GPS技術相結合生產流程可以極大的提高生產效率.隨著GPS技術特點是RTK技術的發(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.
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