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關鍵字:公路測量;常見問題;對策
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
隨著我國市場經濟體制的不斷完善, 公路作為國民經濟發展的重要基礎設施正日益發揮著極其重要的作用。 公路工程施工是一項復雜的技術、 經濟活動, 具有流動性強、 協作性高、 周期長、 受外界干擾及自然因素影響大等特點, 同時涉及到眾多的社會主體和多變的自然因素,會受到物質、 技術條件的制約。 進行公路測量是公路工程實施的基礎部分, 同時也是一項容易出現偏差和錯誤的部分, 為了實現測量的科學性與客觀性, 必須對公路測量中容易出現問題的環節和步驟進行必要的分析, 對某些步驟和手段進行調整, 對某些測量方式方法進行改進, 力爭取得正確的測量結果。
1公路測量中的常見問題
1.1公路工程測量重視不夠
測量工作是工程建設中的一項最基礎的工作,在公路工程中對公路工程測量的重視不夠是公路測量的常見問題之一。在公路工程測量的工程質量監控實際以及對工程竣工驗收方面,往往只注重其他施工質量的檢查與控制,忽視了公路工程測量的重要性。大多數的工程驗收部門并沒有親自使用相關的儀器進行實際測量,在工程驗收時,也僅停留在只是對公路的中線標高進行復核。
1.2測量人員隊伍建設較差
在公路工程測量中,測量人員隊伍建設任重道遠。就目前而言,測量人員素質較差且人員較少,其素質和數量與公路測量工作的發展需要還存在一定的距離。在公路施工企業方面,少數公路施工企業沒有配備專職的測量人員,公路施工企業在進行施工測量時一般都是由其他人員兼任,非專業的公路測量人員,由于對測量儀器的基本性能、測量方法等不熟悉,在進行具體的測量工作時,無法保證其進行規范地操作,嚴重影響了公路工程施工的質量。
1.3測量儀器設備老化滯后
在公路工程測量工作中,測量儀器設備老化滯后也是嚴重制約公路測量工作順利開展的因素之一,目前測量儀器設備遠遠滯后于公路工程測量工作的發展。公路施工企業的公路測量儀器設備在長時間的運行過程中出現磨損、故障,公路測量儀器沒有得到及時的更新,測量儀器設備維修保養不到位,使測量設備滯后于測量工作的開展。不少公路施工企業即使有一些測量儀器,但其質量低劣,非常落后。少數公路施工企業中連測量儀器都沒有,儀器設備數量不足,在進行公路工程施工測量時,大大影響了測量精度,嚴重制約工程施工的快速推進。
1.4測量操作的規范性缺乏
由于公路測量操作缺乏規范性,容易導致同一條件下多次測量的結果出現不同,嚴重影響了公路工程的質量。一般而言,公路工程測量中儀器均是比較精密的儀器。但在實際操作過程中,由于測量人員缺乏對測量操作規范性的認識,不能規范地使用測量儀器,使得測量結果在一定程度長存在著偏差,將影響到測量儀器的精確度和靈敏度,不利于公路測量工作的進行。
2公路測量中常見問題的解決措施
2.1測量人員的素質要求
測量人員應具有工作所要求的文化素質與身體條件,并經培訓考核合格后方能從事測量工作。測量人員應具有良好的職業道德,責任心強,實事求是,堅持原則,不得弄虛作假。測量人員必須熟悉國家有關的工程測量規范,掌握與工程要求相適應的測量等級標準,在保證有效的測量方法的基礎上,不斷提高工程測量的精度。測量人員必須熟悉與工程有關的各種正式設計文件、施工圖紙,了解工程設計和施工意圖,對所承擔的測量任務做到心中有數,發現存在的問題積極與工程設計方或施工方反映,協商解決有關事宜。測量人員必須熟悉儀器的性能和操作規程,本著對工程負責和實事求是的態度,盡量減少測量誤差,提高測量精度。并對儀器進行自檢、送檢和保養。測量人員對其提供資料的真實性和精確度負責,測量原始記錄和提供的資料應按規定上報項目部;各種測量計算應有詳細的說明,并按規定進行復核;所有的資料必須由所承擔工程測量項目的主管工程師簽字,并留底備查。
2.2強化工程建設監理的控制,促進施工測量水平的提高
工程建設監理在履行建筑工程施工質量監控過程中,要切實把建筑施工測量成果的檢查與驗收納入日常的監理工作。在對施工測量質量監控中,一定要堅持“事前控制”的原則,加強對施工測量的監控。對主要的施工測量放樣,一定要復測,最好采用各種不同的方法加強校核工作。測量成果合格方可進行下一道工序。另外,施工測量成果經監理測量檢測后,經雙方測量人員簽字,可作為工程竣工驗收、工程質量等級評定的技術資料。加強對公路施工測量的監控,可有效地杜絕工程質量事故,既有利于促進公路企業測量管理人員素質的提高,也有利于監理測量水平的提高。
2.3應用新的儀器,提高測量質量
現如今,公路工程施工的規模不斷的擴大,施工的面積也大面積增加,對于工程質量的要求也越來越嚴格。過去的測量方法和手段已經不適應新形勢下的公路建設的需要。大浪淘沙,不進則退,我們必須用發展的眼光看待社會的發展和需求。要不斷更新新技術,引進新儀器,提高工作質量和工作效率。在工程測量方面,要求我們的施工單位更新測量儀器,提高測量的精準度,同時提高測量人員的技術素質,專業技術水平,為施工測量工作在物質上給予大力的支持,保證公路施工安全、高效、快速、優質化的完成任務。
2.4強化監管力度,保證測量結果
工程監理在進行工程監督過程中,要把施工測量納入監管體系中來,切實抓好日常測量工作的監督管理。堅持事前控制管理、施工放樣重復檢測、結果核對檢查的監督監控管理方法,采用不同手段進行檢查和監督,對于關鍵的測量放樣,要重復檢測,檢測合格才能夠進入下一步測量。每次檢測結果進行匯總,作為評定工程質量等級和竣工驗收的技術資料。
3結語
公路測量是公路工程施工的基礎和重要組成部分,隨著科學技術的飛速發展和公路測量理論的不斷豐富,公路測量技術日趨完善。我們應該要嚴格按照要求和規范進行操作,努力提高公路測量水平,為整個公路工程的順利完成奠定堅實的基礎。
參考文獻:
[1]黎宏書,賈鋒.公路施工測量問題及解決措施[J].科技信息,2011,19.
關鍵詞:工程測量;城市道路;現狀;應用
中圖分類號: U41 文獻標識碼: A
每一次的科技變化都會帶來其涉及領域的進步,現代技術已經滲透到工程測量的領域中,像數字測量,計算機的應用,地面測量儀器等各種高科技的運用,使得工程測量有著很大的進步,而工程測量技術的進步很大程度上帶動了城市道路工程的不斷完善。工程測量技術包括工程建設中勘測設計、施工和管理階段,運用的各種測量的理論、方法和技術,測量的技術幾乎滲透到城市道路工程的每一個環節。
一、工程測量的原則和要求
工程測量的要求是根據道路交通施工現場的實際路線、施工要求和施工的質量精度、地形等多方面的因素所決定的。它不僅僅要滿足道路和隧道的貫通要求,還要滿足設計圖紙、周遭環境、軌道鋪設等多方面的精度要求。在城市道路工程中保證道路貫通是首要的任務,貫通測量誤差的大小直接影響到整個工程的實施質量和成本,因此在工程測量的誤差應該嚴格遵循《城市軌道交通工程測量規范》中相關的規定,目前誤差一般允許范圍是在50mm以內。
1.城市交通工程中工程測量的誤差
城市道路工程中工程測量的誤差是不可避免的,但是我們要盡可能的減小人為的誤差和避免人為的失誤,要知道在道路施工的測量工程中有些數據真可謂失之毫厘差之千里。在施工之前要考慮到各個測量環節中有可能存在的誤差范圍即人為能夠達到的精確度。設計者結合在施工過程中所得到的經驗,才不同環節采用不同的精確分配方法,盡可能的將施工過程中存在的誤差減小到安全范圍內,從而保證道路工程的質量。
2.引用先進的技術設備
隨著科技的發展,城市道路領域中的科技進步也帶動著道路工程的進步,水準儀、GPS衛星、航空攝影等高科技運用到工程測量當中,很大程度上減少了誤差和失誤。在高程測量方面就可以采用水準儀或三角高程的測量方法進行測量;平面測量方面可以采用GPS衛星測量,這種測量方法可以精準的測量出工程的位置,迅速直觀的反應相關數據,GPS測量的原理是測距后方交會的原理,接收機接收到四顆衛星反映的測距,從而推算出施工道路的絕對坐標,將施工現場所反映的數據精確地、直觀地、立體地體現出來;在長路線的測量方面,工程師一般采用航空攝影測量方法,它可以根據公路施工現場自身的特點,長路線的公路施工現場進行精確的測量。其測量過程是以飛機為載體,利用攝影機拍攝出道路施工現場的錄像,真實有效的視頻能夠直觀、形象、準確的反映施工地貌和周遭環境,工程師根據航空影像讀取相應的數據,從而提取有用的信息和繪制精確地地形圖紙。航空攝影可以非常準確的反映施工現場,雖然不能夠直接反映相應的數據,但是它能夠從整體上生動形象的反映道路的真實狀況。
測量人員在使用這些測量儀器時應該善于總結使用儀器的經驗,力求掌握各種儀器的優缺點,使得下次能夠在合適的情況下熟練地使用儀器以輔助自己完成相應任務。
3.測量人員應具備的職業道德
道路工程的測量人員要具備一個嚴謹的態度,清楚的認識到對于一個工程來說質量是首要要求,嚴格遵守相關測繪標準、規范圖示和操作規程,要知道千里之體潰于蟻穴,不要讓測量的失誤導致整個工程滯留甚至癱瘓。測量員應該真實準確地測量出相應的數據,在測量過程中認識到自身的重要性,細心、嚴謹的態度去對待自己的工作,以確保測量數據的準確性;測量人員不應該固步自封,要及時接受新的事物,學習與測量相關的技術,運用到測量工程當中,做一個與時俱進、積極進取和創新意識的測量人員,將自身的作用發揮到極致;測量人員除了在技術上的要求外還要有一種團隊精神,測量工程不是一個人能夠完成的,他需要一個團隊去完成,每一個測量人員應該學會團結協作,有愛集體,這樣整個測量工程才能趨于完美。
二、工程測量的現狀
對于工程測量,我們要抱著不斷總結經驗、創新的理念,不斷完善工程測量的數據,從而是道路施工有一個質的飛躍,要實現這個目標首先就要了解工程現狀目前的現狀,在此基礎上更進一步。
1.工程測量在城市道路中所涉及的階段
工程測量所涉及的范圍遠比想象中的要廣泛,它幾乎涉及到道路工程的方方面面,工程測量越精準,城市道路的工程就可能設計出經濟的方案下保證工程的質量。
在施工之前,工程設計師在設計之前應該有一個初步準確的數據庫,根據所獲得的數據進行擬定施工方案,并盡可能計算出主要的施工任務,做出較為準確的工程估算。在設計圖紙方面提供一個可行的施工方案,并提供圖表等資料,初步設計出設計平面圖,主要工程的控制計劃,地形圖等,在以后的施工過程中根據實際情況的需要可以再進行修改和完善;施工圖的設計需要根據嚴格的數據測量來進行工程設計和路線方案,所需的數據有中線放樣、縱斷面測量、橫斷面測量、主要施工地點的地形測量,主要控制地物高程數據,這些數據要十分精準,如果出現偏差就很有可能某個環節不能長期完成,從而導致整個工程癱瘓,無法進行下去,這種低級也是嚴重的錯誤是絕對不能夠在施工過程中犯的。
2.工測量在城市道路工程的必要性
所謂工程測量指的是在工程建設之中所涉及的數據測量,布置所有的控制網點,在這些網點做出精準的測量,為以后的圖紙設計和施工打下一個堅實的基礎。所謂的控制網點就是沿著施工線路方向呈網狀逐漸蔓延,形成長達數公里、數十公里、甚至數百公里控制網,測量工程就是一句每一個網點進行測量。工程測量在整個工程中處于一個基礎的地位,一切的設計和施工都要以數據為依據,并不是憑空想象,要結合道路工程的現場數據,這樣才能使工程繼續實施下去。如果沒有工程測量的數據,一切的圖紙設計都只是紙上談兵,沒有可實施性,只是一座空中閣樓,后期的一系列施工都將無法繼續下去。工程測量巧妙地建設設計方案和現場施工緊密聯系在了一起,使工程設計能夠真實有效地落實到工程實施當中。
結束語:
總而言之,隨著社會的不斷發展,城市不斷擴建,對道路工程的要求也越來越高,對測量工程的精確度也越來越高,測量工作是施工過程的重點也是難點,整個測量數據庫對整個施工過程都起著一個指導的作用,測量數據的精準程度直接影響到整個工程的決策和質量,因此對于道路工程中的測量工程是十分重要的。在道路工程建設的過程中必須以準確的測量數據為依據,以經濟效益和質量為主要目的,在整個測量工程中的任何一個測量數據都需要謹慎對待,無論是道路工程還是建筑工程數據的測量都是至關重要的。
參考文獻:
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[2]喬軍.公路工程水準測量誤差來源及控制措施探討[J].工程建設.2012(01)
[3]馬全明.城市軌道交通工程精密施工測量技術的應用與研究[J].攀測繪通報.2010(11)
關鍵詞:GPS; 優勢;公路工程測量;分析;應用
0前言
高速公路建設提出更新更高的要求,無論是公路的新建還是改建,測量工作必須先行,對如何快速、準確、科學地進行施工測量,就顯得更為重要。目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備,但常規測量方法受通視和作業條件的限制,作業強度大。且效率低,大大延長了設計周期??睖y技術的進步在于設備引進和技術改造。在目前的技術條件[1][2]下引入GPS技術應當是首選。用GPS靜態或快速靜態方法建立沿線總體控制測量。為勘測設計階段測繪帶狀地形圖,路線平面、縱面測量提供依據;在施工階段為橋梁,隧道建立施工控制網,這僅僅是GPS在公路測量中應用的初級階段,其實,公路測量的技術潛力蘊于RTK(實時動態定位)技術的應用之中。GPS技術在公路工程中的應用,有著非常廣闊的前景。
1 GPS系統與應用中的技術特點
在靈活引用GPS相關規范的前提下,結合工作實踐,與常規測量方法相比,GPS有著以下六個方面的優勢:
1.1 GPS測量解決測站間通視
測站間相互通視一直是測量學的難題。GPS測量工作時間短、無須通視,使得在測量工程中選點更加靈活方便,當然這也要要求測站上空必須開闊.以使接收GPS衛星信號不受干擾;
1.2 定位精度高
一般雙頻GPS接收機基線解精度為5mm+lppm, 而紅外儀標稱精度為5mm+5ppm,GPS測量精度與紅外儀相當,但隨著距離的增長,GPS測量優越性愈加突出.大量實驗證明,在小于50km的基線上.其相對定位精度可達12 10-6,而在100km~500km的基線上可達10-6~10-7;
1.3 觀測時間短
在小于20km的短基線上,快速相對定位一般只需5min的觀測時間即可;
1.4提供三維坐標
GPS測量在精確測定觀測站平面位置的同時,可以精確測定觀測站的大地高程;
1.5操作簡便
GPS測量的自動化程度很高,在觀測中測量員的主要任務是安裝并開關儀器、量取儀器高和監視儀器的工作狀態,而其他觀測工作如衛星的捕獲、跟蹤觀測等均由儀器自動完成:
1.6 全天候作業
GPS觀測可在任何地點、任何時間連續地進行。一般不受天氣狀況的影響。
2GPS RTK測量過程中的優點
在公路勘測工種中,相對于GPS靜態測量方法,GPS RTK能實時動態平面位置定位精度可達到厘米級測量成果,徹底擺脫了由于粗差造成的返工,提高了GPS作業效率;工程測量中,每個放樣點只需要停留1s一2s,采用流動站小組作業,每小組(3~4人)每天可完成中線測量5km~10km,若用其進行地形測量,每小組每天可以完成0.8km2-1.5 km2 的地形圖測繪。其精度和效率是常規測量所無法比擬的;在中線放樣的同時可完成中平測量,可以涵蓋公路測量(包括平、縱、橫)、施工放樣、監理、竣工測量、GIS前端數據采集等諸多方面; 在輔助相應的軟件方面,RTK可與全站儀聯合作業,充分發揮RTK與全站儀各自的優勢。
3GPS融入公路測量工程中實踐
3.1基于GPS的公路控制測量應用
在公路測量工程中最早引入GPS技術的是在公路控制測量方面的應用。公路控制方面的測量對路線勘測提出了更多的要求,主要是由于線路長且已知點少,用常規手段不僅布網困難而且難以滿足高精度的要求。目前國內已逐步采用GPS技術建立線路高精度控制網。借鑒GPS技術優點,我單位在婁底至衡陽(歸陽)高速公路某段工程、滬昆高速公路潭市某段工程,測量中都已經得到廣泛應用。在該項工程測量中,GPS技術首先通過用常規測量建立了高精度的邊角網,然后利用GPS技術對該網進行檢測,GPS檢測網可以達到毫米級精度,與常規測量的結果符合較好,取得了較好的效果。在公路控制測量中通常采用靜態相對定位GPS技術,即采用至少有兩臺GPS接收機同時觀測,隨后對處理后的數據分析,精確獲得兩點的三維坐標差,根據其中一點的坐標推算出另一點的坐標。靜態相對定位精度相當高,已經被廣泛應用于大地測量、形變監測等高精度測量領域。
3.2 基于GPS的公路測設測量應用
與公路控制測量不同,公路測設測量的要求精度較低、實時性較高。目前為止,隨著GPS動態定位技術的發展,GPS也在公路測設測量中發揮著重要作用。在公路測設測量中通常采用了定位技術,可用于中線測設、構造物放樣等,可以達到厘米級的測量精度。RTK技術可與普通的全站測量儀相配合,依據GPS的無需通視原理以及一般全站儀靈活方便的特點,把兩者相結合,可滿足公路工程各種場合測量工作的需要,并極大地加快觀測速度,提高觀測質量,形成新的線路勘測系統。RTK與常規全站儀相結合的應用是公路測設測量技術發展的一個重要方向[3]。
3.3 GPS靜態測量與GPS RTK測量在公路中的應用
3.3.1 GPS在公路工程中的應用
GPS在公路工程中的應用主要有:
a) GPS作業有著極高的精度,它的作業不受環境和距離的限制.非常適用于地形條件困難地區、局部重點工程地區等;
b) GPS測量可以大大提高工作及成果質量.它不受人為因素的影響,整個作業過程全由微電子技術、計算機技術控制。自動記錄、自動數據預處理、自動平差計算:
C) GPS測量可以極大地降低勞動作業強度。減少野外砍伐工作量,提高作業效率,一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上:
d) GPS高精度高程測量同高精度的平面測量一樣,是GPS測量應用的重要領域, 特別是在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下。往往由于這些地區地形條件的限制,實施常規的幾何水準測量有困難,GPS高程測量無疑是一種有效的手段。
3.4 GPS RTK技術應用
GPS RTK在現代公路工程中主要應用于數字地面模型的數據采集、控制點的加密、中線放樣、縱斷面測量等方面[4][5]。由于其定位精度可達厘米級.因此能夠用于線路控制網的加密。GPS測量包含有三維信息,可用于數字地面模型的數據采集、中線放樣以及縱斷面測量。在中線平面位置放樣的同時.可獲得縱斷面數據,但在中線放樣中需實時把基準站的數據由數據鏈傳到流動站,從而提供流動站的實時位置。
3.4.1 大比例尺地形圖測繪
高等級公路選線多是在大比例尺(1:1000或1:2000)帶狀地形圖上進行。用傳統方法測圖,先要建立控制點,然后進行碎部測量,繪制成大比例尺的地形圖。這種方法工作量大、速度慢、花費時間長。用實時GPS動態測量可以完全克服這些缺點,只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘, 即可獲得每點的坐標、高程。結合輸入的點特征編碼及屬性信息.構成帶狀所有碎部點的數據,在室內即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息.而且采集速度快,因此大大降低了測圖難度,既省時又省力。
3.4.2 公路選線與中線放樣
在公路選線過程中.工程人員往往要按照勘測設計規范,本著盡量減少占用農田、少拆遷房屋并盡量利用舊路路基這樣的原則。為準確設計好道路中線[6],使其符合設計要求,可以利用GPSRTK技術.用車載GPS RTK接受機做流動站,沿原路中線按一定間隔采集數據.選擇另一已知點為參考站,遇到重要地物.準確定位,最后將數據傳人計算機,利用AutoCAD軟件就可以方便地在計算機上選線。設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后。需將公路中線在地面上標定出來。采用實時GPS測量,只需將中樁點坐標輸入到GPS電子手簿中,系統軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的,不會產生累計誤差.各點放樣精度趨于一致。道路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構成。放樣時,只要先輸入各主控點樁號(ZH、HY、QZ、YH、HZ)。然后輸入起終點的方位角、直線段距離、緩和曲線長度、圓曲線半徑,就可以輕松放樣.而且一切工作均由GPS電子手簿來完成。這種方法簡單實用. 比起傳統的極坐標法要快得多。另外,如果需在各直線段和曲線段間加樁,只要輸入加樁點的樁號就可由GPS來完成。
3.4.3 道路的縱、橫斷面放樣
縱斷面放樣時,先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中(如各變坡點樁號、直線正負坡度值、豎曲線半徑),生成一個施工測設放樣點文件.并儲存起來,隨時可以到現場放樣測設。橫斷面放樣時.先確定出橫斷面的型式(填、挖、半填半挖),然后把橫斷面設計數據輸入到電子手簿中(如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高),生成一個施工測設放樣點文件加以儲存.并隨時可以到現場放樣測設。同時可通過軟件自動與地面線銜接進行“戴帽”工作。并利用“斷面法”進行土方量計算。通過繪圖軟件。可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖。因為所用數據都是測繪地形圖時采集而來的,不需到現場進行縱、橫斷面測量,大大減少了外業工作。而且必要時,可用動態GPS到現場檢測復核.這與傳統方法相比,既經濟又實用,前景廣闊。
關鍵詞:RTK技術;施工測量;應用
1概述
公路工程施工測量,在外業方面主要包括公路施工控制網的布設,橋涵等構筑物、路基路面的施工放樣、路基挖填時地形地貌數據的測取,以及竣工測量等等。傳統的公路測量儀器主要為水準儀、經緯儀、全站儀等,由于公路工程路線長,測區大多地形高低起伏,受精度和通視等因素影響,傳統的儀器設備在此種條件下進行測繪工作勢必付出較大時間和精力。RTK技術,即實時動態測量技術(英文全稱為Real Time Kinematic),是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術,由于它具有觀測時間短、精度高、測程遠、作業范圍廣、無須通視和現場給出精確坐標等優點。使得采用RTK-GPS進行施工測量較之常規方法測量更簡單、方便、可靠和快捷,它的優越性使我們能在公路工程測量中在保證質量的同時極大地提高工作效率并降低成本測量和其他領域得到了廣泛的應用。結合本人在邛名高速公路工程測量實踐談談對RTK技術進行施工測量的一些認識。
2RTK系統的組成和工作原理
RTK系統由基準站、流動站、數據鏈三部分組成。其工作原理是:基準站接收機架設在已知或未知坐標的參考點上,連續接收所有可見GPS衛星信號,基準站將測站點坐標、偽距觀測值、載波相位觀測值、衛星跟蹤狀態和接受機工作狀態等通過無線數據鏈發送給流動站,流動站先進行初始化,完成整周未知數的搜索求解后,進入動態作業。流動站在接收來自基準站的數據時,同步觀測采集GPS衛星載波相位數據,通過系統內差分處理求解載波相位整周模糊度,根據及基準站和流動站的相關性,得出流動站的平面坐標x,y,和高程h。
3RTK技術的優點
(1)工作效率高
在一般的地形地勢下, 高質量的RTK 設站一次即可測量完4km 半徑的測區, 大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的設站次數, 移動站一人操作即可, 勞動強度底, 作業速度快, 提高了工作效率。
(2)定位精度高。
只要滿足RTK 的基本工作條件, 在一定的作業半徑范圍內( 一般為4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能達到厘米級。
(3)全天候作業。
RTK 測量不要求基準站、移動站間光學通視, 只要求滿足“電磁波”通視, 因此和傳統測量相比,RTK 測量受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制小, 在傳統測量看來難于開展作業的地區, 只要能滿足RTK 的基本工作條件, 它也能進行快速高精度定位, 使測量工作變得更容易更輕松。
(4)RTK 測量自動化、集成化程度高, 數據處理能力強。
RTK 可進行多種測量內、外業工作。移動站利用軟件控制系統, 無需人工干預便可自動實現多種測繪功能, 減少了輔助測量工作和人為誤差, 保證了作業精度。4運用RTK技術的注意事項
由于GPS衛星處在2×10km的高空,從衛星發出的信號到接收機接收,中間經過電離層、對流層以及多方面的干擾,信號十分微弱。同時,RTK的數據鏈采用超高頻(UHF)電磁波,它的傳輸距離與接收機天線的高度、地球曲率的半徑及大氣折射等因素有關。故要提高GPS信號接收的質量,基準站必須遠離各種強電磁干擾源(如高壓線、電視臺等);同時為減少多路徑效應的影響,基準站周圍應無明顯的大面積的信號反射物(如大面積水域、大型建筑物等);另外,基準站電臺天線之間無大的遮擋物(如高層建筑物、高山等),且天線盡量設置高些,以提高數傳電臺的傳輸距離。
具體要求為:
(1)選擇在周圍沒有遮擋的開闊地方,能接收5個以上的衛星。
(2)遷站過程中不能關機,不能失鎖。
(3)必須能同時接收到GPS 衛星的信號和基地站播發的差分信號。
(4)基準站要遠離無線電發射源、高壓線及水面。
(5)為了增大基準站無線電有效的發射距離,要盡可能把基準站選在地勢較高的地方,并架設穩定牢固,觀測期間不能有輕微晃動,以免影響測量精度。
5RTK測量的步驟
RTK測量具體分6步:
(1)架立基準站系統:基準站應該選在一個上空開闊、無遮擋的點上,如山頭或樓頂上,能夠看到周圍沿地平線高度角13°以上的全部天空。基準站到達指定點后,使用三腳架、帶有光學對中器和整平水泡的基座在點位上對中整平,連接GPS天線和接收機電源。使用天線測高尺量測天線高度并記錄。將電子手簿連接到GPS接收機上,暫不打開電子手簿電源。將外接電臺的天線和延長桿安裝在比較高的固定位置(如三角架),連接電臺天線和電臺,連接電臺和GPS接收機,連接電臺電源。檢查各項無誤后,打開電臺電源開關。
(2)啟動基準站接收機:打開電子手簿電源,軟件啟動同時也打開接收機電源。
(3)設置基準站:建立/打開、配置工作項目;啟動基準站測量。
(4)安裝RTK流動站系統:連接手簿、電源、天線等。
(5)啟動RTK流動站:從主菜單中選擇“測量”;建立或選擇RTK測量形式;選擇“開始測量”;進行初始化。
(6)進行測量或放樣。
6 RTK測量的質量控制
RTK測量除了受到GPS靜態或快速靜態測量相同的誤差影響之外,還受到數據鏈質量、坐標轉換參數的精度和可靠性等因素的綜合影響,而實際作業中往往缺乏必要的檢核條件。作業時如果操作失誤或某些技術問題處理不當,都將會給測量成果帶來嚴重影響。因此,必須通過對RTK測量成果進行質量控制,才能確保實際觀測的RTK成果正確可靠,一旦發現問題,可以及時采取相應的措施進行處理。
(1)質量控制的幾種方法:
a已知點檢核比較法:即在布測控制網時用靜態 GPS或全站儀多測出一些控制點,然后用RTK測出這些控制點進行比較檢核,發現問題即采取措施改正。
b重測比較法:即每次初始化成功后,先重測1~2個已測過的RTK或高精度控制點,確認無誤后才進行RTK測量。
c電臺變頻實時檢測法:即在測區內建立兩個以上基準站,每個基準站采用不同的頻率發送改正數據,流動站用變頻開關選擇性的分別接收每個基準站的改正數據從而得到兩個以上解算結果,比較這些結果就可判斷出質量高低。
(2)坐標轉換參數的求解
求解平面轉換參數,至少要聯測三個已知平面坐標點,求解高程轉換參數則需要聯測四個已知高程點,聯測的所有已知點應分布均勻,且能覆蓋整個測區。為了提高WGS-84坐標系與當地坐標系數學模型的擬合程度,進而提高待測點的精度,通常要聯測盡可能多的已知點。轉換參數的求得通常有兩種方法:一是充分利用已有的GPS控制網資料,將多個已知點的WGS-84坐標與相應的當地坐標輸入電子手簿中,利用內置軟件,經平差解算出轉換參數;二是將基準站架設在已知點或未知點上,流動站依次測量各已知點的WGS-84坐標,再將各已知點所對應的當地坐標系的平面坐標和高程輸入手簿中進行點校正,剔除校正殘差比較大的已知點,從而解算出兩坐標系之間的轉換參數。
(3)觀測時間
應利用良好時段進行RTK測量,由于安排觀測時間時應排除點位幾何圖形強度因子( PDOP) 值大的時間段(可以通過衛星預報的信息來查看) ,因此一般應早出工,晚收工,在中午一般不宜進行RTK測量。
(4)機內精度設置
設置機內精度時保留一定的精度儲備,這樣可以使收斂較慢的點位觀測精度會提高。
(5)測站架設與觀測要求
為減少對中誤差和加快初始化收斂,要求RTK觀測架站時均置放腳架,觀測時間應不少于2min 。
7RTK技術在公路施工測量中的應用
(1)RTK技術在控制測量中的應用
在RTK儀器的實際應用中,在參考站的差分信號覆蓋范圍內(距離參考站的有效范圍大致為15Km),GPS接收機只要1~3min就能進入RTK工作狀態,在此狀態下1min內即可得到厘米級的點位精度。若不受外界因素的影響(能保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形),則流動站可隨時給出厘米級定位結果,一直保持到測量結束。即使是受到一些外部因素的影響或干擾,也可保持利用偽距觀測值接收RTCM改正數的DGPS分米級精度。以邛名高速公路B合同段施工為例,項目提供的為中海達V8型儀器,按制造廠家的產品介紹,以每秒一組數據的RTK-GPS的精度,平面為10mm+1ppm,高程為20mm+2ppm。經現場檢測,在距離參考站約3公里的地方,平面定位精度誤差小于5cm,高程誤差小于10cm。 我們采用全站儀和RTK儀器采用坐標法分別對部分加密點進行了復測,在對全站儀和RTK儀器進行合理的參數設置后,在同一測站、同一被測點(測站與被測點相距約600m)測得的坐標、高程相差無幾。 (2)RTK技術在測量施工放樣中的應用
RTK測量技術用于公路測量中的道路中線放樣可大大提高工作效率。采用RTK技術,放樣工作可由一人完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK的外業控制器即可放樣,放樣方法靈活,即可按照樁號放樣,也可按照坐標放樣,并可隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動,直至誤差小于設定時的為止。所有中樁數據(樁號、高程、坐標)都可以文本文件形式提供給設計人員使用。在邛名高速公路邊樁放樣工程中,沿途有不少山川丘陵,植被覆蓋厚,多為有剌密灌、果樹、甘蔗、雜草等地。我們同時開設了RTK-GPS測量組和全站儀測量組,結果前者完成的任務量是后者的2~3倍,且使用GPS作業過程要輕松自在得多。高邊坡鉆孔放樣項目中,委托方特別強調高程精度不能低于0.2m。高邊坡鉆孔位置多在密林里面,植被茂盛,水平方向通視困難,有些孔位離控制點還比較遠。如果單單采用常規測量方法,尋找控制點需要不少時間,且需要大量砍伐,要轉很多測站,這樣既費時又費力,質量也難以保證,在綜合考慮之后,我們決定采用RTK-GPS與全站儀相結合來施放的辦法,即先用RTK-GPS采取單點定位的方法快速找到一個控制點,架設參考站后用移動站在離鉆孔位置最近的開闊地帶引測幾個圖根點(厘米級精度),再用全站儀進行測設。事實證明,這一辦法既保證了施放工作的質量,又大大減少了作業的勞動強度,加快了施放工作的進度。
(3)RTK技術在數字測圖中的應用
在公路工程在進行路基挖填工序時,出于測算外填工程量的需要,需要對原來和現在的地貌進行地形測量。
用常規的測圖方法(如全站儀)通常是先布設控制網點,這種控制一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根點,測定地物點和地形點在圖上的位置,并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。
近幾年來,發展到全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法,利用測圖軟件測圖測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物、地貌等碎部點之間通視,而且至少要求2-3人操作。
RTK技術的出現可以不用布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度并快速的測定地物點、地形點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖,然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。
采用RTK進行測圖時,僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼,通過電子手簿或便攜微機記錄,在點位精度合乎要求的情況下,把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外,有專業測圖軟件可以輸出所需求的地形圖。用RTK技術測定點位不要求點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,大大提高了測圖的工作效率。
8認識和體會
通過應用RTK-GPS在高速公路工程施工測量的實踐,得出以下幾點認識和體會:
(1) 定位精度高
在良好環境下平面定位精度達到厘米級,在大多數環境里平面定位誤差都能保證在0.2m以內,能滿足公路放樣的精度要求。
(2) 作業效率高
采用RTK-GPS采取單點定位的方法尋找控制點極為便捷,它直接以厘米級(或分米級)精度實時定位放樣并能保持工作連續穩定,比較適合于地形起伏較大等困難地區作業。
RTK 技術是GPS 定位技術的一個新的里程牌,它不僅具有GPS 技術的所有優點,而且可以實時獲得觀測結果及精度,大大提高了作業效率并開拓了GPS 新的應用領域。由于載波相位測量,差分處理技術、整周未知數、快速求解技術以及移動數據通信技術的融合,使RTK 在精度、速度、實時性上達到了完滿的結合,并使得RTK定位技術大大擴展了它的應用范圍。實時動態RTK技術在公路勘測中的應用,對等級公路的勘測手段和作業方法產生了重大改變,極大地提高了勘測精度和勘測效率,對公路勘測、施工和后期養護、管理方面有著廣闊的應用前景,為我國國民經濟發展帶來了可觀的經濟效益。 在硬件準備高端的前提下,我們的軟件設備,CASS系列軟件也在根據客戶的要求,一步步的完善,軟硬件的集合,才是我們發展的目的,更會帶來更大的經濟效益。
9 總結
RTK 技術是GPS 定位技術的一個新的里程牌,它不僅具有GPS 技術的所有優點,而且可以實時獲得觀測結果及精度,大大提高了作業效率并開拓了GPS 新的應用領域。由于載波相位測量,差分處理技術、整周未知數、快速求解技術以及移動數據通信技術的融合,使RTK 在精度、速度、實時性上達到了完滿的結合,并使得RTK定位技術大大擴展了它的應用范圍。實時動態RTK技術在公路勘測中的應用,對等級公路的勘測手段和作業方法產生了重大改變,極大地提高了勘測精度和勘測效率,對公路勘測、施工和后期養護、管理方面有著廣闊的應用前景,為我國國民經濟發展帶來了可觀的經濟效益。
參考文獻
1、 GB 50026-93 工程測量規范 .北京.中國計劃出版社
2、潘寶玉等.提高RTK測量成果精度的技術關鍵. 地礦測繪2003(19)
3、丁長躍 RTK技術在公路測量中應用問題