道路測(cè)量實(shí)習(xí)周記

對(duì)于公路平縱、橫斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行中樁放樣、縱橫斷面和橫斷面測(cè)量,作業(yè)步驟如下:

1、根據(jù)設(shè)計(jì)線路坐標(biāo)進(jìn)行中樁放樣,一般采用全站儀進(jìn)行放樣。隨著GPS-RTK的應(yīng)用,設(shè)計(jì)單位和施工單位已經(jīng)使用GPS-RTK進(jìn)行中樁放樣。

2、用水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平工作,測(cè)線路縱斷面。中樁放樣后用水準(zhǔn)儀測(cè)出中樁水準(zhǔn)高程。在線路附近埋設(shè)控制點(diǎn),控制點(diǎn)高程已知且精度能滿足規(guī)范要求。利用這些高等級(jí)控制點(diǎn)獲取中樁的高程,用來進(jìn)行線路縱斷面的設(shè)計(jì)及放樣。

3、用經(jīng)緯儀結(jié)合水準(zhǔn)尺測(cè)線路橫斷面。橫斷面的設(shè)計(jì)需要了解線路兩側(cè)的地形狀況,使用的是經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)尺。操作過程一般為:在釘有木樁的點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀,量出儀器高,鏡頭指向線路方向,撥轉(zhuǎn)90°,在此方向上地形變化的地方立水準(zhǔn)尺,記錄和讀數(shù);倒轉(zhuǎn)180°,進(jìn)行同樣操作,就可計(jì)算出兩點(diǎn)高程,用來進(jìn)行橫斷面的設(shè)計(jì)及施工。隨著GPS-RTK的發(fā)展工程測(cè)量單位都采用GPS-RTK放樣替代全站儀放樣,放樣速度有較大提高。

2.7.2GPS-RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

1、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)簡(jiǎn)介

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)技術(shù)以載波相位觀測(cè)值為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS(RTD-GPS)技術(shù),它是GPS-RTK測(cè)量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破,在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成,其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn),安置一臺(tái)接收機(jī)作為參考站,對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù),隨即計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。

2、線路首級(jí)高精度平面控制網(wǎng)測(cè)量

平面控制網(wǎng)應(yīng)沿線路走向布設(shè),點(diǎn)位應(yīng)位于線路中心的50m-300m,同時(shí)應(yīng)考慮到地形測(cè)量、定測(cè)以及施工放線等使用方便。GPS控制網(wǎng)可作為公路勘測(cè)的首級(jí)控制網(wǎng),也可直接作為施工控制網(wǎng)使用。作為首級(jí)控制網(wǎng)需要使用其它測(cè)量方法進(jìn)行加密時(shí),應(yīng)每隔5km設(shè)置一對(duì)相互通視的GPS點(diǎn),直接作為施工控制網(wǎng)時(shí),每個(gè)GPS點(diǎn)至少應(yīng)與一個(gè)相鄰點(diǎn)通視。

3、首級(jí)高程控制網(wǎng)測(cè)量

GPS相對(duì)定位得到的三維基線向量,通過GPS網(wǎng)平差,可以得到高精度的大地高差。在實(shí)際應(yīng)用中一般采用正常高系統(tǒng),地面點(diǎn)的高程為正常高。通常在GPS控制網(wǎng)中用幾何水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)部分GPS點(diǎn)的正常高,用數(shù)值擬合的方法求出測(cè)區(qū)的似大地水準(zhǔn)面,計(jì)算出未聯(lián)測(cè)幾何水準(zhǔn)GPS點(diǎn)的高程異常,從而獲得各點(diǎn)的正常高。一般測(cè)區(qū)內(nèi)缺少高精度的GPS基準(zhǔn)點(diǎn),GPS網(wǎng)平差后很難得到高精度的大地高,并且高程異常的變化較復(fù)雜,特別在山區(qū)精度較差,很難獲得高精度的高程異常,所以很難應(yīng)用數(shù)值擬合的方法計(jì)算各GPS點(diǎn)的正常高。因此,首級(jí)高程控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成符合路線,按照幾何水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求進(jìn)行。

4、GPS-RTK在道路工程中的應(yīng)用

(1)道路中線放樣

中線測(cè)量就是通過直線和曲線的測(cè)設(shè),將道路中心線的平面位置具體地標(biāo)定在現(xiàn)場(chǎng)上,并測(cè)定路線的實(shí)際里程,它是公路測(cè)量中關(guān)鍵性工作,是測(cè)繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎(chǔ),是公路設(shè)計(jì)、施工和后續(xù)工作的根據(jù)。使用RTK技術(shù)進(jìn)行中線測(cè)量,不但克服了傳統(tǒng)放樣法和坐標(biāo)放樣法的缺點(diǎn),而且具有觀測(cè)時(shí)間短,精度高、無須通視、現(xiàn)場(chǎng)給出精確坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn),其作業(yè)流程如下:

1)線路設(shè)計(jì) 路線設(shè)計(jì)在大比例尺帶狀地形圖或在現(xiàn)場(chǎng)定線完成,路線中心線的位置需要標(biāo)定在實(shí)地。首先將線路的起點(diǎn)坐標(biāo)、方位角、加直線長(zhǎng)度及曲線要素輸入計(jì)算機(jī)中,根據(jù)里程計(jì)算出待放樣點(diǎn)的坐標(biāo),將待放樣點(diǎn)坐標(biāo)輸入到TRK電子手簿中。

2)設(shè)置基準(zhǔn)站GPS-RTK定位要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)通過無線電信號(hào)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī),基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量、無線電的信號(hào)傳播質(zhì)量對(duì)GPS-RTK定位結(jié)果影響很大,在設(shè)置基準(zhǔn)站時(shí),基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間距離不能太大,基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在上空開闊、沒有強(qiáng)電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點(diǎn)上。架設(shè)好基準(zhǔn)站和天線,打開接收機(jī),進(jìn)行點(diǎn)校正工作。在有已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下,直接輸入當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)與WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù),建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下,直接采用點(diǎn)校正方式建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式。

3)流動(dòng)站設(shè)置 打開接收機(jī),雙擊“測(cè)量”圖標(biāo),選擇“RTK”測(cè)量方式。流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)也接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),進(jìn)行處理獲得流動(dòng)站的三維WGS-84坐標(biāo),通過與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)。

4)中線放樣測(cè)量 選擇“放樣”選項(xiàng),進(jìn)行放樣測(cè)量作業(yè)。系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)根據(jù)輸入到TRK電子手簿中的放樣點(diǎn)的坐標(biāo),定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。

5)數(shù)值采集 當(dāng)流動(dòng)站到達(dá)放樣點(diǎn)后,整平流動(dòng)站天線,使放樣點(diǎn)位置和天線中心位置重合,按“測(cè)量”鍵對(duì)該放樣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值采集工作。

(2)縱橫斷面測(cè)量

公路中線確定后,可通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集或地形圖上數(shù)據(jù)采集的方式完成縱、橫測(cè)繪工作。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集時(shí),根據(jù)中線樁的位置、線路走向,使用RTK測(cè)量方式,在現(xiàn)場(chǎng)完成縱、橫斷面采集和繪制。在地形圖上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí),使用CASS7.0數(shù)據(jù)繪圖軟件,在測(cè)繪的大比例尺帶狀地形圖上,繪出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。

2.7.3GPS-RTK在公路測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)

1、在已知點(diǎn)上安置基準(zhǔn)點(diǎn),由于已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)不一定是WGS-84坐標(biāo),因此需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的一般步驟是先選定橢球,設(shè)定轉(zhuǎn)換參數(shù)和投影參數(shù),然后輸入控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換;也可以先不輸入?yún)��?shù),而是在測(cè)區(qū)附近找到3個(gè)已知控制點(diǎn)輸入已知的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo),測(cè)出WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。這樣就可以將WGS-84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系。為了保證轉(zhuǎn)換的正確性,可以到第四個(gè)已知點(diǎn)上進(jìn)行檢核,檢核正確后即可進(jìn)行中樁放樣。

2、測(cè)量時(shí)可以使用1+3的形式,即1個(gè)基準(zhǔn)站、3個(gè)流動(dòng)站。其中1個(gè)流動(dòng)站用于放樣中樁,并進(jìn)行定測(cè),另兩個(gè)流動(dòng)站置于兩邊測(cè)橫斷面的坐標(biāo)和高程。

3、將野外數(shù)據(jù)傳入電腦,經(jīng)過整理變成電子版,這樣就可以進(jìn)行公路設(shè)計(jì)。

2.7.4結(jié)論

GPS-RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的有選點(diǎn)靈活,布網(wǎng)方便,不受通視、網(wǎng)形的限制,測(cè)量速度,精度高等優(yōu)點(diǎn),大大提高了工作效率,保證了公路勘測(cè)、放線精度。隨著RTK技術(shù)提高,軟件的完善,這項(xiàng)技術(shù)在公路勘測(cè)設(shè)計(jì)、公路施工放樣等領(lǐng)域有著更廣闊的應(yīng)用。

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