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道路横断面测量数据采集与处理.ppt
外业测量的数据,直接影响着内业数据处理的精度及效果,因此, 在测量时遇到地形复杂区域要准确测量、加密测点并现场绘制草图, 数据处理要仔细,合理构网。
在测量和计算过程中要科学、公正,不受任何单位和个人的影响。 应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面测量、计算, 测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大提高工作效率,能为工程 建设提供及时、满意的服务。
6. 添加设计线,边坡等数据信息:
根据已做出的实际公路横断面图,为其加上公路的设 计线,边坡等重要信息。在进行设计线的添加过程中,点 位的捕捉很重要,要将所使用的图放到最大范围,否则很 容易出现点位的错误捕捉,这给以后工程施工中,土方的 精度计算,工程量预算等,都带来严重的影响后果。对于 边坡的添加,要根据实际不同省份,不同区域,不一样的 地质地貌特征等,根据实际地块的地貌土质特征,不同里 程范围界定,做出不同的边坡坡率选择,同时,高度也会 对坡率比带来影响,因此在添加每一高度的坡度过程中, 都要严格参照规范要求执行。
2. 横断面点测量:
在已知中桩的垂直方向上,移动流动站依次 至此桩的横断面方向地形变化点处,在距中线左 右各20范围内测出中线垂直方向上点的三维坐标, 为绘制横断面需求,保持左右方向上的点大致在 一个方向上,并根据实际地形的变化走势,在地 形复杂的沟、渠、坎、土堆、坑、塘等加密测量 特征点,特征点最好高低、上下对应。相对的地势 平坦区,只采集必要的主要边界点即可,并在现 场绘制草图,以便内业数据处理。
四、总结
1. GPS-RTK在断面测量中一体化的优势:
GPS-RTK方法测量结果精度高(横断面方向控制准确, 平距、高程精确到2cm以内),且布点灵活,测量速度较 快,配备测量人员数量较常规的横断面测量少,可以既快 又准的完成公路的横断面测量工作。在应用RTK技术进行 外业测量过程中,每次作业前至少对一个已知点进行坐标 检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采集。否 者,造成的控制点信息输入错误等,给后续作业带来的影 响不可轻视,关系到整个工程的顺利进行。
三 、GPS-RTK断面测量内业数据处理
1. 南方CASS软件:
CASS地形地籍成图软件系统是基于AutoCAD平台技 术的数字化测绘数据采集系统,目前在地形地籍成图、工 程测量、房产测绘、空间数据建库等领域已得到广泛地应 用,同时还可以利用此软件进行土方量的计算、公路设计、 面积量算等工作。该软件全面面向GIS,彻底打通数字化பைடு நூலகம் 图系统与GIS的接口,使用骨架线实时编辑、简码用户化、 GIS无缝接口等先进技术。该软件的推出,大大简化了地形 图和断面图的绘制工作,被广大用户接受和认可,其用户量、 升级速度及售后服务在同等功能的软件中均名列前茅,目 前已成为我国测绘行业绘制地形图所使用的一种主流软件。
指导教师:王井利 班 级:测绘08-2班 姓 名:王永来 学 号:080103202
引言
在高速公路外业勘测阶段,横断面的测量主要采用抬杆法、水准 仪皮尺法或者全站仪法(经纬仪视距法)。抬杆法测横断面精度低, 难以满足现代工程特别是高等级公路的需求;水准仪皮尺法或者全站 仪法精度较高,但受通视条件限制及需观测与跑尺人员的配合,降低 了工作效率,工作量大,严重制约了进度及质量。测量技术的进步在 于技术的改造,引入GPS_RTK技术是目前GPS的最新技术,能够实时提 供任意测点的三维坐标,用RTK技术进行外业勘测,流动站与基准站 之间的联系时建立在无线电波基础上的,作业区域内的站点之间不需 要通视。且不受天气条件的影响,可全天候工作。对于测设精度,采 用RTK技术,点位精度实时显示,且每一根中桩放样的过程一致,测 点精度大致相同,不存在累计误差,基本实现了测量精度的均匀分布。 同时,对外业采集的数据进行内业处理是一项严密而烦琐的工作, CASS软件强大的数据处理模块,其自身所具备的自动绘制断面的功能, 为内业数据处理的进行,提供了简便快捷的方式,从而根据断面进行 土方计算,工程预算等,大大提高了工作效率和土方数量的计算精度。
二、 GPS-RTK断面测量的外业实施
1. 中线测量:
测量开始前,要进行对点的校核,找准控制 点(至少三个),即开始进行中线测量工作。
测量时选路线前进方向进行变化位置放置流 动站,每一个里程为一段分隔距离,由已知控制 点,流动站手簿软件即可显示此点距离中桩偏移 距离及实际高程,根据显示数据,移动流动站至 地形变化点的中桩位置,偏值精度到正负5cm, 即可打桩并记录桩号、高程。由此可继续进行下 一里程的中线测量,每20公里进行中桩记录,由 此可实时测得所有里程全部中桩点的三维坐标。
2. 原始数据的导入和检查:
将外业采集的数据传入计算机,对不同里程 的多组作业的数据进行合并,检查数据,对每次采 集回的数据都要进行检核,以免漏点,给后期的 断面绘制造成影响。同时对超限数据及在外业采 集时误操作记录的数据进行删除,对点位不能满足 计算要求的区域进行补测。
3. 数据预处理:
在CASS应用软件中,数据检查完整无误后,首先对照 底图进行纵断线的连接。即将中桩所有点进行连接,左右 距离20米处分别做出中线的平行线。再应用CASS软件自带 的“生成里程文件功能”将所有里程生成显示出来,以便 横断面设计时的参考对照。
GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一, 其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优 势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国 家,GPS技术已经应用于交通运输和道路工程之中。目前, GPS技术在我国道路工程和交通管理中还刚刚起步,相信 随着我国经济的发展,高等级公路的快速修建和GPS技术 应用研究的深入,其在道路工程中的应用也会更加广泛和 深入,并发挥更大的作用。
2 .RTK的局限性 :
(1)作用距离有限: RTK测量在解算整周未知数时,需要一个近似的估值,
该估值是以码相位常规差分测量求得的,作用距高太大时, 该估值的误差就大,有可能在运动状态下无法搜索到可靠 的整周数解,导致作业失败,因此作用距高就非常有限, 一般要得到厘米级精度作用距离不能大于10-15km,要 得到亚米级精度作用距高不能大于50 km,随着今后研究 的深入和技术不断完善,作用距离可能放宽。
(2)初始化时间的等待:
在动态下求解整周模糊度——即初始化 需要一定时间(几秒到几分钟),因此在 连续动态作业过程电一巳信号失锁,需要 重新进行初始化,在初始化过程中,精度 将降低到常规差分GPS的精度,只有等待 初始化完成,精度才能恢复到原有的精度。
3 .总结与展望:
GPS-RTK方法测量结果精度高(横断面方向控制准确,平距、高 程精确到2cm以内),且布点灵活,测量速度较快,配备测量人员数 量较常规的横断面测量少,可以既快又准的完成山区公路的横断面测 量工作。在应用RTK技术进行外业测量过程中,每次作业前至少对一 个已知点进行坐标检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采 集。否者,造成的控制点信息输入错误等,给后续作业带来的影响不 可轻视,关系到整个工程的顺利进行。
并把接收的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站 的一些信息(如基准站的坐标、天线高等)都通过通讯系统传送到用户 观测站。用户站上的GPS接收机本身在接收卫星数据的同时,也接收 基准站传送的卫星数据,在流动站完成初始化后,把接收到的基准站 信息传到控制器内,并将基准站的载波信号与本身接收到的载波观测 信号进行差分处理,即可实时求得两站间的基线值,同时输入相应的 坐标、转换参数和投影参数,即可实时求得实用的点位三维坐标。
一、 GPS-RTK技术测量断面的原理
RTK 技术是英文Real Time Kinematic(实时动态)的缩写,是 差分GPS的一种表现形式,RTK系统由一个基准站、若干个流动站及无 线电通讯系统三部分组成。GPS RTK测量技术是以载波相位观测量为 根据的实时差分测量技术。
测量时在已知点上架设一台GPS接收机(基准站),通过一套无线 电数据通讯系统与其他的GPS接收机(流动站)连接成一个有机的整体。 基准站的接收机对所有可见GPS卫星进行连续观测,
应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面 测量、计算,测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大 提高工作效率,能为工程建设提供及时、满意的服务。
使用这套一体化的方法大大减少了人工干预,在极大
程度上避免了人为因素所造成的差错;测站只需一人操作, 节省了人员,从而间接降低了生产成本,加快了测量速度, 同时内业由程序完成,提高了内业断面处理速度,是作业 员从传统的大量的内业中解脱出来,从而提高了内外业工 作效率;同时,犹豫程序本身的断面基点自检功能,减少 了断面高程出错的可能性,也减少了检查和校核工作量。 采用了本系统进行工程断面测量,充分应用了GPS-RTK 的功能,必将降低内、外业劳动强度,显著提高工作效率, 并使测量资料从野外采集、内业处理、数据管理更具可靠 性,实现了测绘产品的数字化,确保了成果质量,使工程 断面测量技术向自动化方向迈进了一大步。
4. 构建DTM地表模型:
应用CASS软件,选择用于生成DTM的所有野外观测点, 使用折断线和所要计算的边界,构建测区的模拟数字地面 模型,如下图:
5. 绘制横断面:
基于已建成的每个里程的三角网,绘制公路的横断面 图。在DTM中,每一个横断面上的点,都不可能正好在断 面线上,在地势变化较大区,根据野外测点的加密程度, 建成的三角网,在点密集的地方进行插值计算,即可计算 出地势变化大的横断面走势。 如下图: