使用GPS-RTK技术进行断面测量的方法

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:刘立波
[导读] 摘要:介绍GPS-RTK技术工作原理,GPS-RTK进行断面测量基本思路和操作方法,包括仪器设置,外业测量工作步骤,数据导出格式和方法。
        河北恒华信息技术有限公司  河北石家庄  050000
        摘要:介绍GPS-RTK技术工作原理,GPS-RTK进行断面测量基本思路和操作方法,包括仪器设置,外业测量工作步骤,数据导出格式和方法。
        关键词:GPS-RTK技术;断面测量;内外业工作方法,数据格式。
        GPS测量传统测量相比,有着定位精度高、速度快、操作简单、经济等优点。该技术已广泛应用于测量工作中,包括线路纵横断面测量。线路纵断面测设主要是将以规划好的中线测放与实地,并测绘每个中线点的高程。线路横断面测量是在各中桩处测定垂直于道路中线方向的各地形特征点相对于中桩的平距和高差,最后形成横断面图。
        一 RTK工作原理
        RTK(Real Time Kinematic)实时动态测量技术,是以载波相位观测为根据的实时差分GPS(RTDGPS)技术,它是测量技术发展里程中的一个突破,它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。
        RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上,另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上,基准站和流动站同时接收同一时间相同GPS卫星发射的信号,基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较,得到GPS差分改正值。然后将这个改正值及时地通过无线电 数据链电台传递给共视卫星的流动站以精化其GPS观测值,得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。
        RTK技术在道路测量中的优缺点
        优点:①工作效率高。②定位精度高。③全天候作业。④RTK测量自动化、集成化程度高数据处理能力强。
        缺点:①受卫星状况限制。②电量不足问题。③初始化能力和所需时间问题。
        二、断面测量仪器设置
        2.1使用RTK 进行外业纵横断面测量前,需要提前准备好所需要的数据,将数据输入手簿中,需要准备的数据主要包括:1)控制点成果表。2)线路直曲转角表。3)路线逐桩坐标表。
        其中:1)控制点成果主要是断面测绘开始前,采集已有控制点进行校正,达到精度要求后开始采集数据。2)通常我们进行道路测量时,设计院会给我们提供一个曲线要素表如下(表2),我们在外业测量开始前,需要先把转角表中一些数据输入手簿中。路线逐桩坐标表是每个待放中桩点的坐标,将转角表数据输入手簿后,在手簿上可以检查手簿显示坐标和逐桩表坐标是否一致,一致后就可以开始测量了。
        2.2下面以海星达iRTK2为例介绍仪器详细设置步骤。
        (1)准备工作
        新建项目,输入项目名称,设置当地中央子午线等相关参数。
       
        图1 新建项目-设置项目信息
        (2)打开道路设计—平断面设计线—选择交点法—添加数据。
       
        图2 道路设计
        (3)依次按照JD0输入方法输入JD1、、、JD10、、、,点击右下角更多—保存。
        (4)点击预览项,可在屏幕上预览线路走势,检查路线走势是否正确。
        (5)在预览页面上点击计算项,输入待检查里程号,即可显示相应坐标,将该坐标与路线逐桩坐标表中相应坐标进行比较,检查坐标是否正确。
       
        图3 平断面预览
       
        图4 平断面预览
        (6)以上各步骤均正确,检查无误后就可进行外业断面测量工作。
        三 外业测量工作
        3.1测量控制点,设置基站和移动站,求解参数,检查控制点,精度满足要求后进行下一步。
        3.2中桩测量。点击道路放样—屏幕右侧水波纹图标—平断面设计线—选择屏幕下方交点文件格式—选择已输入PHI格式文件—返回道路放样页面—点击屏幕右侧 “—>”符号—输入起点里程—增量输入中桩间隔—点确定¬—根据屏幕提示进行中桩放样和测量工作。
        3.3横断测量。点击横断面采集—屏幕右侧水波纹图标—平断面设计线—选择屏幕下方交点文件格式—选择已输入PHI格式文件—返回横断面采集页面—点击屏幕右侧 “—>”符号—输入待测断面里程—增量输入横断面间隔—点确定¬—根据屏幕提示进行横断面放样和测量工作。
        3.4注意事项。中桩测量时在线路遇坎时坎上坎下均需加密测量,与河道时河道边线和河底部均需测量,遇建筑物时测量室内高度。横断面测量时遇坎时坎上坎下均需加密测量,与河道时河道边线和河底部均需测量,遇建筑物时测量室内高度。
        四、数据导出和成图
        4.1 手簿导出横断数据。点击屏幕横断面点库—选择导出—选择甲方要求格式(比如纬地格式)——输入文件名称—确定
        4.2 手簿导出纵断数据。点击屏幕数据交换—选择南方CASS7.0(*.dat)格式—输入待存文件名
        4.3电脑导入数据。手簿连接电脑—打开电脑连接页面—选择该工程文件夹下已存数据(纵横断面数据)。
        4.4 纵断、横断成图。根据数据,使用CASS软件生成断面图。
        五 注意事项
        5.1 纵断面放样时如需实时里程或放样里程为点名时,点击道路放样右上角配置中的放样,相应选择放样里程为点名或放样点为点名。
        5.2 横断面采集数据在横断面点库中,测量时按顺序从左到右或从右到左一次测量,不可随意测量,否则无法导出正确格式。
        5.3 测至中桩位置时勾选点名右侧中桩,不要选其他选项,否则数据不能显示正确中桩号。
        六 总结
        随着科技的发展,GPS技术的形成使测量特别是纵横断面测量达到了很高的精度,提高了内外业工作效率,降低了劳动强度,实现了测绘产品的数字化。但是RTK技术也有其局限性,受周围环境影响比较大,信号容易不稳定。相信随着科技的发展,测量和GPS技术的不断进步,GPS技术在道路断面测量工作中应用更加广泛,必将发挥更大的作用。
        参考文献:
        [1]汪胜国.地籍测量中的RTK技术和其他技术[J].岩土工程技术,2004,4(10):1-5.
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