公路測量中的應用畢業(yè)論文

1、GPS、RTK技術在公路測量中應用論文摘要:介紹GPS系統(tǒng)、RTK技術的發(fā)展由來，對傳統(tǒng)測量技術與GPS、RTK測量技術作比較，并介紹GPS、RTK技術在公路測量中的應用。論文關鍵詞：GPS、RTK技術，公路測量應用 。目錄 摘要。1 引言。2 一、GPS系統(tǒng)與RTK技術的發(fā)展由來 1、GPS系統(tǒng)。2 2、RTK 技術。2 2、RTK技術的發(fā)展由來。二、傳統(tǒng)測量與RTK測量技術的比較。 1、各種控制測量。 2、地形測圖。 3、放樣。三、總結(jié)RTK 技術的優(yōu)點。 1、工作效率高。 2、定位精度高。 3、全天候作業(yè)。 4、RTK 測量自動化、集成化程度高, 數(shù)據(jù)處理能力強。四、影響RTK

2、 成果精度的因素。五、RTK技術在公路測量中的應用。 1、RTK技術的應用情況。 1、快速靜態(tài)定位模式 。 2、動態(tài)定位。六、RTK技術在公路測量中的應用前景。七、結(jié)語。 引言 RTK技術近年來發(fā)展比較迅速，它在各種控制測量、地形測圖、工程選線及工程放樣中應用廣泛，與常規(guī)儀器相比非常明顯地提高了作業(yè)效率和作業(yè)精度。傳統(tǒng)的公路勘測工作非常辛苦，而且繁瑣，存在著勘測周期長、工作效率低等諸多問題。最大限度地減輕公路勘測工作量、提高公路勘測效率和勘測精度，一直是公路勘測工作者孜孜以求的目標。前，GPS技術日益成熟、普及GPS技術的發(fā)展為公路勘測技術的騰飛奠定了堅實的基礎。一、GPS系統(tǒng)與RTK技術的發(fā)

3、展由來1.1GPS系統(tǒng). GPS 是全球定位系統(tǒng)(Navigation SatelliteTiming and Ranging/Global Positioning System,NAVSTAR/GPS)的英文縮寫, 它的含義是利用衛(wèi)星的測時和測距進行導航, 以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。現(xiàn)在國際上公認, 將這一全球定位系統(tǒng)簡稱為GPS。GPS 是目前世界上最先進、最完善的衛(wèi)星導航系統(tǒng)與定位系統(tǒng), 經(jīng)近10 年我國測繪等部門的使用表明, GPS 以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點, 贏得廣大測繪工作者的信賴, 并成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程

4、變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學等多種學科, 從而給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。1.2 RTK 技術 RTK 技術是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實時差分GPS 測量技術。是一種將GPS 與數(shù)傳技術相結(jié)合, 實時解算進行數(shù)據(jù)處理, 在12 秒的時間里得到高精度位置信息的技術, 它是GPS 測量技術發(fā)展的一個新突破, 在道路工程中有廣闊的應用前景。1.3 RTK技術發(fā)展由來.  目前，全球有美國GPS全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯全球定位系統(tǒng)、歐洲伽利略全球定位系統(tǒng)、我國北斗星全球定位系統(tǒng)。這四大全球定位系統(tǒng)中要數(shù)GPS開發(fā)最早，應用更為成熟。其具有全球性、

5、全天候、連續(xù)性、實時性導航定位和定時功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。根據(jù)算法模型，設計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式主要用于地殼變形觀測、國家大地測量、大壩變形觀測等高精度測量；快速靜態(tài)測量以其高效的作業(yè)效率與厘米級精度廣泛應用于一般的工程測量；而RTK系統(tǒng)由GPS接收設備、無線電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，整套設備在輕量化、操作簡便性、實時可靠性、厘米級精度等方面的特點，完全可以滿足數(shù)據(jù)采集和工程放樣的要求。  二、傳統(tǒng)測量與RTK測量技術的比較  2.1各種控制測量  傳統(tǒng)的大地測量、工程控制測量采用三角網(wǎng)、導線網(wǎng)方

6、法來施測，不僅費工費時，要求點間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何，采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)方法，在外業(yè)測設過程中不能實時知道定位精度，如果測設完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求，還必須返測，而采用RTK來進行控制測量，能夠?qū)崟r知道定位精度，如果點位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測了，而且知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。若把RTK用于公路控制測量則不僅可以大大減少人力強度、節(jié)省費用，而且大大提高工作效率，測一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內(nèi)就可完成。  2.2 地形測圖  過去測地形圖時一般首先要在測區(qū)建立圖根控制點，然后在圖根控制點上

7、架上全站儀或經(jīng)緯儀配合小平板測圖，現(xiàn)在發(fā)展到外業(yè)用全站儀和電子手簿配合地物編碼，利用大比例尺測圖軟件來進行測圖，甚至于發(fā)展到最近的外業(yè)電子平板測圖等等，都要求在測站上測四周的地形地貌等碎部點，這些碎部點都與測站通視，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼圖時一旦精度不合要求還得到外業(yè)去返測。現(xiàn)在采用RTK時，僅需一人背著儀器在要測的地形地貌碎部點呆上幾秒鐘，并同時輸入特征編碼，通過手簿可以實時知道點位精度，把一個區(qū)域測完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖。  2.3 放樣  放樣是測量一個應用分支，它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設計好的點位在實地給標

8、定出來，過去采用常規(guī)的放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會放樣，全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個設計點位時，往往需要來回移動目標，而且要2-3人操作，同時在放樣過程中還要求點間通視情況良好，在生產(chǎn)應用上效率不是很高，有時放樣中遇到困難的情況會借助于很多方法才能放樣，如果采用RTK技術放樣時，僅需把設計好的點位坐標輸入到電子手簿中，背著GPS接收機，它會提醒你走到要放樣點的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過坐標來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會大大提高，且只需一個人操作。三、總結(jié)RTK 技術的優(yōu)點 3.1工作效率高 在一般的地形地勢下, 高質(zhì)量的RTK 設站一次即可測量完4

9、km 半徑的測區(qū), 大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的設站次數(shù), 移動站一人操作即可, 勞動強度底, 作業(yè)速度快, 提高了工作效率。3.2定位精度高。只要滿足RTK 的基本工作條件, 在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)( 一般為4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能達到cm級。3.3全天候作業(yè)。RTK 測量不要求基準站、移動站間光學通視, 只要求滿足“電磁波”通視, 因此和傳統(tǒng)測量相比,RTK 測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制小, 在傳統(tǒng)測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū), 只要能滿足RTK 的基本工作條件, 它也能進行快速高精度定位, 使測量工作變得更容易更輕松。3.4

10、RTK 測量自動化、集成化程度高, 數(shù)據(jù)處理能力強。RTK 可進行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng), 無需人工干預便可自動實現(xiàn)多種測繪功能, 減少了輔助測量工作和人為誤差, 保證了作業(yè)精度。四、影響RTK 成果精度的因素一般來說, 影響RTK 成果精度的因素主要是GPS 觀測其有誤差源, 除此之外, 還有受基線解算精度、基準站點位精度、坐標系轉(zhuǎn)換精度的影響, 但是在RTK 作業(yè)中, 基線解算精度可以達到10cm+1mD; 基準站點位精度平均在3cm 之內(nèi); 坐標系轉(zhuǎn)換精度, 對于10km 基線亦在3cm以內(nèi), 動態(tài)作業(yè)由于測距偏心, 天線高誤差等, 一般也在3cm 以內(nèi), 至于正常

11、高擬合與內(nèi)插精度取決于連測點數(shù)目與分布、擬合模型等, 一般在5cm10cm內(nèi)是能夠做到的。    五、RTK技術的應用情況  5.1、實時動態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣等前端數(shù)據(jù)采集。  5.1.1快速靜態(tài)定位模式  要求GPS接收機在每一流動站上，靜止的進行觀測。在觀測過程中，同時接收基準站和衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)，實時解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標，如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設計要求，便可以結(jié)束實時觀測。一般應用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密

12、；若采用常規(guī)測量方法(如全站儀測量)，受客觀因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實施比較困難，而采用RTK技術可起到事半功倍的效果。單點定位只需要5-10min，隨著技術的不斷發(fā)展，定位時間還會縮短，不及靜態(tài)測量所需時間的五分之一，在公路測量中可以代替全站儀完成導線測量等控制點加密工作。  動態(tài)定位  測量前需要在一控制點上靜止觀測數(shù)分鐘(有的儀器只需210s)進行初始化工作，之后流動站就可以按預定的采樣間隔自動進行觀測，并連同基準站的同步觀測數(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，可以完成地形圖測繪、

13、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量等工作。測量24s，精度就可以達到13cm，且整個測量過程不需通視，有著常規(guī)測量儀器不可比擬的優(yōu)點。 六、RTK技術在公路測量中的應用前景  隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長基礎設施建設大力發(fā)展，中、高等級公路建設迎來前所未有的發(fā)展機遇，這就對勘測設計提出了更高的要求，隨著公路設計行業(yè)軟件技術和硬件設備的發(fā)展，公路設計已實現(xiàn)CAD化，有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)，是公路勘測設計“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求，也是影響高等級公路設計技術發(fā)展的關鍵所在。目前公路

14、勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強度大，且效率低，大大延長了設計周期。勘測技術的進步在于設備引進和技術改造，在目前的技術條件下引入GPS技術應當是首選。當前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制原理，為勘測階段測繪帶狀地形圖，路線平面、縱面測量提供依據(jù)；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是GPS在公路測量中應用的初級階段，其實，公路測量的技術潛力蘊于RTK技術的應用之中，RTK技術在公路工程中的應用，有著非常廣闊的前景。七、結(jié)語  RTK 技術是GPS 定位技術的一個新的里程牌,它不僅具有GPS 技術的所有優(yōu)點,而

15、且可以實時獲得觀測結(jié)果及精度,大大提高了作業(yè)效率并開拓了GPS 新的應用領域。由于載波相位測量,差分處理技術、整周未知數(shù)、快速求解技術以及移動數(shù)據(jù)通信技術的融合,使RTK 在精度、速度、實時性上達到了完滿的結(jié)合,并使得RTK定位技術大大擴展了它的應用范圍。實時動態(tài)RTK技術在公路勘測中的應用，對等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變，極大地提高了勘測精度和勘測效率，對公路勘測、施工和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應用前景，為我國國民經(jīng)濟發(fā)展帶來了可觀的經(jīng)濟效益。 致 謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師張豐老師的熱情關懷和悉心指導。在我撰寫論文的過程中，張豐老師傾注了大量的心血和汗水，無論是