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淺談RTK技術(shù)在公路測(cè)量中應(yīng)用問(wèn)題

時(shí)間:2023-03-19 00:07:26 土木工程畢業(yè)論文 我要投稿
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淺談RTK技術(shù)在公路測(cè)量中應(yīng)用問(wèn)題

  [論文關(guān)鍵詞]RTK技術(shù) 公路測(cè)量 應(yīng)用 
  [論文摘要]介紹RTK技術(shù)的發(fā)展由來(lái),對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與RTK測(cè)量技術(shù)作比較,并介紹RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用。 
   
  一、RTK技術(shù)發(fā)展由來(lái)? 
  目前,全球有美國(guó)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(guó)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(kāi)發(fā)最早,應(yīng)用更為成熟。其具有全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性導(dǎo)航定位和定時(shí)功能,能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。根據(jù)算法模型,設(shè)計(jì)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(cè)、國(guó)家大地測(cè)量、大壩變形觀測(cè)等高精度測(cè)量;快速靜態(tài)測(cè)量以其高效的作業(yè)效率與厘米級(jí)精度廣泛應(yīng)用于一般的工程測(cè)量;而RTK系統(tǒng)由GPS接收設(shè)備、無(wú)線電通訊設(shè)備、電子手薄及配套設(shè)備組成,整套設(shè)備在輕量化、操作簡(jiǎn)便性、實(shí)時(shí)可靠性、厘米級(jí)精度等方面的特點(diǎn),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(cè)量與RTK測(cè)量技術(shù)的比較? 
 。ㄒ唬└鞣N控制測(cè)量 
  傳統(tǒng)的大地測(cè)量、工程控制測(cè)量采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)方法來(lái)施測(cè),不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí),要求點(diǎn)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(cè)量、快速靜態(tài)方法,在外業(yè)測(cè)設(shè)過(guò)程中不能實(shí)時(shí)知道定位精度,如果測(cè)設(shè)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(cè),而采用RTK來(lái)進(jìn)行控制測(cè)量,能夠?qū)崟r(shí)知道定位精度,如果點(diǎn)位精度要求滿足了,用戶就可以停止觀測(cè)了,而且知道觀測(cè)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(cè)量則不僅可以大大減少人力強(qiáng)度、節(jié)省費(fèi)用,而且大大提高工作效率,測(cè)一個(gè)控制點(diǎn)在幾分鐘甚至于幾秒鐘內(nèi)就可完成。 
 。ǘ┑匦螠y(cè)圖 
  過(guò)去測(cè)地形圖時(shí)一般首先要在測(cè)區(qū)建立圖根控制點(diǎn),然后在圖根控制點(diǎn)上架上全站儀或經(jīng)緯儀配合小平板測(cè)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(cè)圖軟件來(lái)進(jìn)行測(cè)圖,甚至于發(fā)展到最近的外業(yè)電子平板測(cè)圖等等,都要求在測(cè)站上測(cè)四周的地形地貌等碎部點(diǎn),這些碎部點(diǎn)都與測(cè)站通視,而且一般要求至少2-3人操作,需要在拼圖時(shí)一旦精度不合要求還得到外業(yè)去返測(cè),F(xiàn)在采用RTK時(shí),僅需一人背著儀器在要測(cè)的地形地貌碎部點(diǎn)呆上幾秒鐘,并同時(shí)輸入特征編碼,通過(guò)手簿可以實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度,把一個(gè)區(qū)域測(cè)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。 
  (三)放樣 
  放樣是測(cè)量一個(gè)應(yīng)用分支,它要求通過(guò)一定方法采用一定儀器把人為設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位在實(shí)地給標(biāo)定出來(lái),過(guò)去采用常規(guī)的放樣方法很多,如經(jīng)緯儀交會(huì)放樣,全站儀的邊角放樣等等,一般要放樣出一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位時(shí),往往需要來(lái)回移動(dòng)目標(biāo),而且要2-3人操作,同時(shí)在放樣過(guò)程中還要求點(diǎn)間通視情況良好,在生產(chǎn)應(yīng)用上效率不是很高,有時(shí)放樣中遇到困難的情況會(huì)借助于很多方法才能放樣,如果采用RTK技術(shù)放樣時(shí),僅需把設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到電子手簿中,背著GPS接收機(jī),它會(huì)提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置,既迅速又方便,由于GPS是通過(guò)坐標(biāo)來(lái)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(huì)大大提高,且只需一個(gè)人操作。
  三、RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景? 
  隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大力發(fā)展,中、高等級(jí)公路建設(shè)迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇,這就對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求,隨著公路設(shè)計(jì)行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展,公路設(shè)計(jì)已實(shí)現(xiàn)CAD化,有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的支持;建立勘測(cè)、設(shè)計(jì)、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(cè)設(shè)計(jì)“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求,也是影響高等級(jí)公路設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。目前公路勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備,但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制,作業(yè)強(qiáng)度大,且效率低,大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期?睖y(cè)技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造,在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。當(dāng)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(cè)階段測(cè)繪帶狀地形圖,路線平面、縱面測(cè)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(cè)量中應(yīng)用的初級(jí)階段,其實(shí),公路測(cè)量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK技術(shù)的應(yīng)用之中,RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用,有著非常廣闊的前景。 
   
  四、RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用? 
  (一)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是GPS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,建立無(wú)線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證,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(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù),隨機(jī)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。這樣用戶就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測(cè)質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況,根據(jù)待測(cè)點(diǎn)的精度指標(biāo),確定觀測(cè)時(shí)間,從而減少冗余觀測(cè),提高工作效率。

淺談RTK技術(shù)在公路測(cè)量中應(yīng)用問(wèn)題

 。ǘ㏑TK技術(shù)的應(yīng)用情況 
  實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式,兩種定位模式相結(jié)合,在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣等前端數(shù)據(jù)采集。? 
  1.快速靜態(tài)定位模式 
  要求GPS接收機(jī)在每一流動(dòng)站上,靜止的進(jìn)行觀測(cè)。在觀測(cè)過(guò)程中,同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo),如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定,且其精度已滿足設(shè)計(jì)要求,便可以結(jié)束實(shí)時(shí)觀測(cè)。一般應(yīng)用在控制測(cè)量中,如控制網(wǎng)加密;若采用常規(guī)測(cè)量方法(如全站儀測(cè)量),受客觀因素影響較大,在自然條件比較惡劣的地區(qū)實(shí)施比較困難,而采用RTK技術(shù)可起到事半功倍的效果。單點(diǎn)定位只需要5-10min,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,定位時(shí)間還會(huì)縮短,不及靜態(tài)測(cè)量所需時(shí)間的五分之一,在公路測(cè)量中可以代替全站儀完成導(dǎo)線測(cè)量等控制點(diǎn)加密工作。? 
  2.動(dòng)態(tài)定位 
  測(cè)量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀測(cè)數(shù)分鐘(有的儀器只需2~10s)進(jìn)行初始化工作,之后流動(dòng)站就可以按預(yù)定的采樣間隔自動(dòng)進(jìn)行觀測(cè),并連同基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前,其定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)。動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測(cè)階段有著廣闊的應(yīng)用前景,可以完成地形圖測(cè)繪、中樁測(cè)量、橫斷面測(cè)量、縱斷面地面線測(cè)量等工作。測(cè)量2~4s,精度就可以達(dá)到1~3cm,且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需通視,有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 
   
  五、總論 
  實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)在公路勘測(cè)中的應(yīng)用,對(duì)等級(jí)公路的勘測(cè)手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變,極大地提高了勘測(cè)精度和勘測(cè)效率,對(duì)公路勘測(cè)、施工和后期養(yǎng)護(hù)、管理方面有著廣闊的應(yīng)用前景,為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 

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