GPS定位技术高速公路施工放样的应用.doc
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1、河南工程学院毕业设计 河南工程学院毕业设计GPS定位技术高速公路施工放样的应用摘 要RTK技术是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。文章阐述了RTK的发展背景、含义、系统的组成以及其在测量领域内的应用与优缺点。GPS RTK技术以其高精度、高效率、易操作、费用低以及仪器轻便等特点被广泛应用于各种控制测量、地形测量、施工放样等方面。虽然在测量项目中RTK技术与传统的测量方法相比具有其不可替代的优势,但由于易受外界环境的干扰,所以在观测过程中应认真的对待周围的观测条件和卫星数量,确认基准站与流动站的输入项与设置均正确无误,结合实际考察误差来源以取得最好的观测结果。由
2、于GPS所采集的是WGS-84坐标,在向地方坐标系转换的过程中必然导致转换模型误差和已有控制误差的引入,并且在实际的工作过程中,常用的是正常高系统,而GPS所采集的则是基于椭球面的大地高,在大地高向正常高转换的过程中,由于转换方法的不同必然导致高程精度有所差异,因此必须重视对水平精度和高程精度的合理评定。本文结合实际,举例具体说明其在铁路定测作业模式中的应用。提出了运用GPS RTK技术获取观测信息的新方法。并对RTK技术在铁路图根控制测量、碎部测量中的操作步骤及注意事项做了必要的说明;同时详细的进行了该技术与常规测量方法的精度比较。关键词: RTK GPS 公路定测 精度分析Abstract
3、Technology of RTK is combined with technology of survey and technology of data transform,which is a new way to the GPS survey. The article expounds the background, meaning, system of RTK,and its advantages and shortages in the filed of surveying. The technology of GPS RTK is widely used in all kinds
4、 of control surveys, topography surveys and construction layout for its high precise, high efficient, easily operate; low cost and the light weigh of the instrument and other advantages. Although in the items of survey the technology of RTK has the advantages which do have in the normal ways, we mus
5、t pay attentions on the survey condition and the numbers of the satellites during the survey because it is easily distributed by the condition of the survey area, make sure that the items of putting in and setting up of the base station and mobile station are all right. We can find the sources of th
6、e errors so as to getting the best survey results according to the actual situation. There are surely the transformed model errors and the exited errors introduced when they are transformed to the Local coordinate because the coordinates are captured by GPS which is in WGS-84 coordinates. In the act
7、ual work process, the system of Normal Height is widely used, but GPS acquisition earth height which is based on the ellipsoid. It must pay attention to the right analyze of the level precise and height precise because of the different ways of transform which surely leads to different height precise
8、 during the earth height transforms to the Normal Height. The article give some examples to illustrate the effect of the technology of RTK applied in the railroad survey mood according to actual situation. And it points out some new ways to get the survey messages. And it does the necessary illustra
9、te of the operate steps and something which must be pay attention to of technology of RTK applied in railway control surveys, Construction surveys, in the same time it also exactly compares the precise of the technology of RTK with normal ways of survey in the paper. Key word:RTK GPS Railway Survey
10、Precise Evaluation II河南工程学院毕业设计目 录摘要Abstract前言1第一章 测区概况2第一节 工程介绍2第二节 工程地质2第二节 气候特征3第二章 GPS技术的工作原理及优点3第一节 GPS技术的工作原理3第二节 GPS的优点4第三章 GPS技术在公路施工放样中的应用5第一节 准备工作5第二节 测量实施9第三节 精度评析15第四章 注意问题17第五章 结束语17参考文献19前 言随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展,RTK(RealTimeKinematic)测量技术也日益成熟。 GPS RTK技术以其高精度、高效率、易操作、费用低以及仪器轻便等特点被广泛应用于各
11、种控制测量、地形测量、施工放样等方面。在地形复杂,通视情况较差,导线测量有困难的测区,RTK可以代替传统的三角网、导线网等方法,且相对导线测量可以大大缩短作业时间。目前的GPS测量技术难以替代传统的精密几何水准测量方法。但在平缓地区,利用RTK高程曲面拟合技术的方法测量图根控制点、碎部点,完全可以满足大比例尺地形图的测图精度,大大节省作业时间。19第一章 测区概况濮范高速公路项目是河南省“十一五”规划的范县至辉县高速公路主要部分,也是濮阳市构建区域交通骨架体系的重点项目。该项目建成后,将和京港澳国家高速公路、大广国家高速公路、濮鹤高速公路、德商高速公路形成一条从豫北、中原城市群以及晋东南至山东
12、济南、青岛等渤海沿岸经济圈的快速通道,将为“联网三省高速、打通豫鲁快捷人口、形成晋豫渤运输通道、缓解区域路网压力”发挥重要作用,为促进省际之间的物资往来和人员流动以及带动河南省及濮阳经济发展发挥巨大的区域优势。 第一节 工程介绍濮范高速西起大(庆)广(州)高速公路,向东依次经过高新区、华龙区、清丰县、濮阳县、范县,止于拟建的(山东)德(州)(河南)商(丘)高速公路,全长556公里,其中大桥6座,中桥11座,小桥2座,涵洞71道,通道103道;设计采用双向四车道高速公路技术标准,设计行车速度100公里小时,路基宽26米,路面面层采用沥青混凝土结构,全线占地325136公顷(4877亩),批复概算
13、总金额213795万元。 濮范高速公路已于2006年12月25日开工奠基。项目工期为32个月,预计2009年8月份建成通车。跨濮范高速特大桥位于河南范县、濮阳县境内,桥梁施工起止里程为D1K105312.630D1K107611.630,中心里程为D1K106+462,全桥长2299m,32m简支T梁63孔,(40+56+40)m连续梁1联。在D1K105+880处跨越101省道,其夹角约为45度,为连续梁施工。80米钢桁梁一孔,在D1K107+100处跨越濮范高速公路。第二节 工程地质本桥穿越101省道,濮范高速公路,地势较为平坦。地层主要为第四系全新统冲基层以及第四系上更新统冲基层,由粉质
14、黏土、粉土、砂类土组成。粉质黏土:黄褐色,软塑,局部夹砂土等。厚度约0.514.2m,呈层状产出。粉土:厚度约0.612.6m,含少量粉细砂。砂类土:厚度约1.419.4m,以黏性土填充。桥址地下水主要为第四系孔隙潜水。孔隙潜水:以第四系孔隙潜水为主,部分地段稍具承压性,主要赋存于第四系冲击层中。第四系砂类土层透水性、富水性强,该层孔隙潜水的补给与排洪区基本一致,以水平径流为主,径流途径较长,水量受地表水、大气降水补给和影响,具有明显的季节变化特征。勘察期间测得地下水位埋深4.2m7.8m,地下水位高程39.6542.58m。第三节 气候特征施工段途经地区属暖温带亚湿润区;四季分明,冬长夏短;
15、春季干燥多风,夏季庞大,另一方面还在于神经元能够对输入信号进行非线性处理。因此,对图1-1可进一步建立起更接近于工程的数学模型。炎热,雨量集中,秋季凉爽湿润,冬季寒冷干燥,雨雪偏少。受大陆性季风制约,冬寒干燥,春季多风,夏热多雨,秋季天高气爽,具“春旱、秋涝、晚秋又旱”特征,年平均气温介于1215,年平均降雨量介于500840mm,集中在79月第二章 GPS(RTK)技术的工作原理及优点第一节 GPS(RTK)技术的原理RTK定位技术就是基于载波,通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。相位观测值的实时动态定位技术。在RTK 作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息
16、一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,用户输入相应的坐标转换和投影参数,可以实时得到精度达到厘米级的定位结果。RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术,实施动态测量。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时通过输入的相应的坐标转换参数和投影参数,实时得到流动站的三维坐标及精度。应用RTK技术进行定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(如伪距或相位
17、观测值)及已知数据(如基准站点坐标)实时传输给流动站GPS接收机,流动站快速求解整周模糊度,在观测到四颗卫星后,可以实时地求解出厘米级的流动站动态位置。这比GPS静态、快速静态定位需要事后进行处理来说,其定位效率会大大提高。故RTK技术一出现,其在测量中的应用立刻受到人们的重视和青睐。GPS定位技术系统配置包括以下三部分:1、基准站接收机;2、移动站接收机;3、数据链。基准站接收机设在具有已知坐标(也可无已知坐标,地势较高)的参考点上,连续接收所有可视GPS卫星信号,并将测站的坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去,移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数
18、据,通过OTF(ON THE FLY)算法快速求解载波相位整周模糊度。第二节 GPS(RTK)的优点应用GPS RTK 技术进行铁路定测具有如下优点:1、常规的中线测量总是先确定平面位置,而后再确定高程。即先放线,后做中平测量。GPS RTK技术可提供三维坐标信息,因此在放样中线的同时也获得了点位的高程信息,无须在进行中平测量,大大的提高了工作效率。2、目前GPS RTK基准站数据链的作用半径可以达到10-20km,因此整个线路上只要布设首级控制网,如一、二级导线等,只要保存好首级点,即可随时放样中线或恢复整个线路,因此也不必担心一些重要桩位如交点桩的遗失而给线路测量带来困难等。3、GPS R
19、TK基准站发出的定位信息,可供多个流动站使用,而流动站只需一个人单独操作,这就大大节省了人力,提高了功效。4、在GPS RTK定线测量中,首级控制网直接与中线桩点联系,不存在中间点的误差积累问题,因此能达到很高的精度,适合高等级线路工程的要求。5、RTK技术能够在野外达到厘米级的定位精度。RTK技术能够减少野外观测时间,实时的给出差分定位结果,历时不到1s,更为重要的是,由于RTK技术是实时给出每一历元的定位结果,测量人员可以监测基准站与测站观测结果的质量和解算结果的收敛情况提高了GPS测量工作的可靠性和高效性,避免测量结果有误差带来的重测工作量。第三章 RTK技术在公路施工放样中的应用GPS
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