GPS在现代公路勘测中的应用研究
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摘要
近几年来,随着国民经济的快速增长,我国基础设施建设不断加大投入,公路建设得到突飞猛进的发展,尤其是大批的现代高等级公路建设项目陆续上马。这些现代的高等级公路勘测相对于以往的传统公路勘测,具有线路更长、精度要求更高、时间要求更紧,数据要求共享等一系列特点,需要我们加大公路勘测设计和施工建设方面的科技含量,提高公路作业的现代化水平。
GPS技术应用于公路勘测是公路建设领域的一项重大技术革命,其应用前景十分广阔。本文主要研究了在现代公路勘测中,利用GPS静态相对定位技术建立高精度的公路三维基础控制网,以及利用GPS实时动态定位技术进行高精度的实时定位与快速放样等一整套关键技术,并结合公路勘测工程实例进行了分析验证。针对公路GPS网投影变形超限这一普遍问题,提出了应根据公路的走向、长度等实际情况,选择基于高斯投影的局部坐标系统解决方案和基于兰勃特投影的解决方案;针对公路GPS网中容易出现的公共点不兼容问题,提出了基于二维约束平差方案的公共点检验方法;通过对公路GPS网高程拟合模型的分析,提出了动态加权拟合算法,以改善拟合精度;并对RTK测量的作业方式以及地方化转换参数的选取进行了研究,提出了在公路工程中应灵活地选用各种作业方式,分段动态更新地方化转换参数,并综合运用多种检核方法,实现RTK测量成果的全面质量控制。最后对公路勘测一体化问题,提出了较为具体的实施方案。
These years, with our national economy and the investment in basal establishment construct increasing, the highway has been developed rapidly, and many modern high-grade highways have being built in recent years. The survey of these highways has many characters such as longer line, higher precision, short time and data sharing, .etc. So, we should add more technology content to the survey, design and construction of the highway to improve the modern level of highway’s construction.
The application of GPS to highway survey is a great technological revolution, and its foreground is very wide. This paper studies mainly using static relative position of GPS to build highly precise three-dimensional control network of highway and using real-time kinematic position of GPS to locate and layout quickly. At the same time, it combines examples of highway survey to analyze and validate. Aiming at the universal problem that GPS net projection distortion goes beyond the limits, this paper brings forward that we should adopt the regional coordinate system based Gauss Projection and Lambert Projection according to tending towards and length. In allusion to the problem that public points are not compatible in GPS net of highway, the paper advances the test method using public points based two-dimensional restrict adjustment. By analysis of the height simulation model of GPS net, the paper brings out dynamic adding power simulation arithmetic to improve precision. The methods of RTK surveying and choosing of regional transform parameters are studied. It puts forward that various methods should be chose neatly in highway projects, and regional transform parameters should be updated dynamically in subsection, and multifarious test methods should be applied synthetically to achieve full-scale quality control of RTK result. Finally, the paper advances concrete scheme about integration of highway survey.
GPS技术应用于公路勘测是公路建设领域的一项重大技术革命,其应用前景十分广阔。本文主要研究了在现代公路勘测中,利用GPS静态相对定位技术建立高精度的公路三维基础控制网,以及利用GPS实时动态定位技术进行高精度的实时定位与快速放样等一整套关键技术,并结合公路勘测工程实例进行了分析验证。针对公路GPS网投影变形超限这一普遍问题,提出了应根据公路的走向、长度等实际情况,选择基于高斯投影的局部坐标系统解决方案和基于兰勃特投影的解决方案;针对公路GPS网中容易出现的公共点不兼容问题,提出了基于二维约束平差方案的公共点检验方法;通过对公路GPS网高程拟合模型的分析,提出了动态加权拟合算法,以改善拟合精度;并对RTK测量的作业方式以及地方化转换参数的选取进行了研究,提出了在公路工程中应灵活地选用各种作业方式,分段动态更新地方化转换参数,并综合运用多种检核方法,实现RTK测量成果的全面质量控制。最后对公路勘测一体化问题,提出了较为具体的实施方案。
These years, with our national economy and the investment in basal establishment construct increasing, the highway has been developed rapidly, and many modern high-grade highways have being built in recent years. The survey of these highways has many characters such as longer line, higher precision, short time and data sharing, .etc. So, we should add more technology content to the survey, design and construction of the highway to improve the modern level of highway’s construction.
The application of GPS to highway survey is a great technological revolution, and its foreground is very wide. This paper studies mainly using static relative position of GPS to build highly precise three-dimensional control network of highway and using real-time kinematic position of GPS to locate and layout quickly. At the same time, it combines examples of highway survey to analyze and validate. Aiming at the universal problem that GPS net projection distortion goes beyond the limits, this paper brings forward that we should adopt the regional coordinate system based Gauss Projection and Lambert Projection according to tending towards and length. In allusion to the problem that public points are not compatible in GPS net of highway, the paper advances the test method using public points based two-dimensional restrict adjustment. By analysis of the height simulation model of GPS net, the paper brings out dynamic adding power simulation arithmetic to improve precision. The methods of RTK surveying and choosing of regional transform parameters are studied. It puts forward that various methods should be chose neatly in highway projects, and regional transform parameters should be updated dynamically in subsection, and multifarious test methods should be applied synthetically to achieve full-scale quality control of RTK result. Finally, the paper advances concrete scheme about integration of highway survey.
引文
[1] 人民网 http://www.people.com.cn/.
[2] 徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用.武汉:武汉大学出版社,2001年7月.
[3] 胡伍生,高成发.GPS 卫星测量原理与应用.北京:人民交通出版社.2002 年 10 月.
[4] 刘大杰,施一民,过静珺.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理.上海:同济大学出版社.1996年8月.
[5] 孔祥元,郭际明,刘宗泉.大地测量学基础.武汉:武汉大学出版社.2001 年 9 月.
[6] 刘培文.现代公路勘测设计实用技术.北京:人民交通出版社.1999 年 5 月.
[7] 姜晨光,闫桂峰.公路工程控制测量中应用兰勃特投影的理论分析.中国公路学报,1999年 10 月.
[8] 黄张裕,赵仲荣.城市 GPS 控制网地面起算基准选取及兼容性分析.工程勘察.2003 年第 3 期.
[9] 邵永强,李淑慧,祁芳.GPS控制网公共点兼容性问题研究. 黑龙江工程学院学报.2002年3月.
[10] 傅晓明,沈云中.GPS网起算点坐标的兼容性分析.测绘通报.2002年第9期.
[11] 高成发.公路勘测中GPS首级控制网的建立.第一届全国交通工程测量学术研讨会论文集. 西安地图出版社.2003年11月.
[12] 刘经新,张云青,岳东杰.带状区域GPS高程拟合方法的研究.黑龙江工程学院学报. 2002年12月.
[13] 欧阳平,张峪.曲线拟合高程在公路测量中的应用研究.测绘通报.2004年第8期.
[14] 姚连璧,刘大杰,周全基.线路工程GPS高程动态拟合算法.铁路航测.2001年第4期.
[15] 李长春,蒋金豹,何荣.GPS高程分区拟合若干问题探究.矿山测量.2004年9月.
[16] 马真安,高小六.GPSRTK技术在公路勘测中的应用.辽宁省交通高等专科学校学报. 2004年3月.
[17] 夏冬君,姬玉华,蔡锋.GPS RTK技术在高等级公路施工中的应用.东北测绘.2003年3月.
[18] 李晓桓.GPS水准拟合模型的优选.测绘通报.2003年第7期.
[19] 张孟冬,陈崇哲,陈淑玲.GPS卫星定位技术应用于公路中桩放样.交通科技.2003年2月.
[20] 朱爱民.GPS在高等级公路勘测应用中的几个问题.公路交通科技.2002年6月.
[21] 石桥.GPS RTK 技术在公路勘测中的应用.交通科技.2004 年第 1 期.
[22] 李陆勋.GPS卫星测量在公路勘测中的应用.林业建设.2002年第2期.
[23] 陈光金.GPS在线路测量应用中的若干问题.铁路航测.1995年第2期.
[24] 贝志辉.GPS在中江高速公路施工测量控制中的应用.广东公路交通.2002年3月.
[25] 姚连璧,朱照宏.RTK技术在道路定测中应用的研究.中国公路学报.2000年1月.
[26] 王刊生,李林.GPS RTK技术在公路放样线中的应用.铁道勘察.2004年第5期.
[27] 周兴顺,赵卫.GPS RTK技术应用于高速公路中桩放样.华东公路.2002年8月.
[28] 郝宝诚.RTK地方化转换参数研究.电力勘测设计.2003年6月.
[29] 曹以恒.实时动态定位技术的进展及在公路建设中的应用.云南交通科技.1999年12月.
[30] 伍学祥.实时GPS测量在公路放样中的应用研究.测绘通报.1999年第12期.
[31] 许娅娅,李菊华.实时GPS的发展与在公路测量中的应用.西安公路交通大学学报.1998年7月.
[32] 施一民.GPS技术用于高等级公路勘测的若干问题.同济大学学报.1996.24(1).
[33] 张予东,李雪芳.公路测量中GPS RTK的应用.测绘通报.2002年12月.
[34] 潘宝玉,张西恩,李宏伟.提高RTK测量成果精度的技术关键.地矿测绘.2003年第3期.
[35] 吴向阳.GPS网中已知点坐标正确性的检核.测绘通报.1997年第1期.
[36] 陈海兵.利用RTK技术实现数字化测图.北京水利.2004年第4期.
[37] 李孟山,李少元.基于GPS实时动态定位系统(RTK)的线路测量一体化研究.铁路航测.2000年3月.
[38] 吴向阳,王永红. GPS技术在道路工程中的应用研究.第一届全国交通工程测量学术研讨会论文集.西安地图出版社.2003年11月.
[39] 李维成,李丽,徐卫东.GPSRTK测量成果的质量控制方法.本溪冶金高等专科学校学报.1999年3月.
[40] 施一民.沪杭高速公路 GPS 线路控制网的测设.测绘工程.1996 年 6 月.
[41] 元晓贵,闫宝杰,王爱涛,刘为众,李明.浅述数字公路的技术组成及特点.公路.2001年5月.
[42] 符锌砂,龚德俊.公路测设新技术的现状与展望.中国公路学报.1998年7月.
[43] 国家质量技术监督局.《全球定位系统(GPS)测量规范》.2001年3月.
[44] 交通部.《公路全球定位系统(GPS)测量规范》.北京:人民交通出版社.1998年7月.
[2] 徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用.武汉:武汉大学出版社,2001年7月.
[3] 胡伍生,高成发.GPS 卫星测量原理与应用.北京:人民交通出版社.2002 年 10 月.
[4] 刘大杰,施一民,过静珺.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理.上海:同济大学出版社.1996年8月.
[5] 孔祥元,郭际明,刘宗泉.大地测量学基础.武汉:武汉大学出版社.2001 年 9 月.
[6] 刘培文.现代公路勘测设计实用技术.北京:人民交通出版社.1999 年 5 月.
[7] 姜晨光,闫桂峰.公路工程控制测量中应用兰勃特投影的理论分析.中国公路学报,1999年 10 月.
[8] 黄张裕,赵仲荣.城市 GPS 控制网地面起算基准选取及兼容性分析.工程勘察.2003 年第 3 期.
[9] 邵永强,李淑慧,祁芳.GPS控制网公共点兼容性问题研究. 黑龙江工程学院学报.2002年3月.
[10] 傅晓明,沈云中.GPS网起算点坐标的兼容性分析.测绘通报.2002年第9期.
[11] 高成发.公路勘测中GPS首级控制网的建立.第一届全国交通工程测量学术研讨会论文集. 西安地图出版社.2003年11月.
[12] 刘经新,张云青,岳东杰.带状区域GPS高程拟合方法的研究.黑龙江工程学院学报. 2002年12月.
[13] 欧阳平,张峪.曲线拟合高程在公路测量中的应用研究.测绘通报.2004年第8期.
[14] 姚连璧,刘大杰,周全基.线路工程GPS高程动态拟合算法.铁路航测.2001年第4期.
[15] 李长春,蒋金豹,何荣.GPS高程分区拟合若干问题探究.矿山测量.2004年9月.
[16] 马真安,高小六.GPSRTK技术在公路勘测中的应用.辽宁省交通高等专科学校学报. 2004年3月.
[17] 夏冬君,姬玉华,蔡锋.GPS RTK技术在高等级公路施工中的应用.东北测绘.2003年3月.
[18] 李晓桓.GPS水准拟合模型的优选.测绘通报.2003年第7期.
[19] 张孟冬,陈崇哲,陈淑玲.GPS卫星定位技术应用于公路中桩放样.交通科技.2003年2月.
[20] 朱爱民.GPS在高等级公路勘测应用中的几个问题.公路交通科技.2002年6月.
[21] 石桥.GPS RTK 技术在公路勘测中的应用.交通科技.2004 年第 1 期.
[22] 李陆勋.GPS卫星测量在公路勘测中的应用.林业建设.2002年第2期.
[23] 陈光金.GPS在线路测量应用中的若干问题.铁路航测.1995年第2期.
[24] 贝志辉.GPS在中江高速公路施工测量控制中的应用.广东公路交通.2002年3月.
[25] 姚连璧,朱照宏.RTK技术在道路定测中应用的研究.中国公路学报.2000年1月.
[26] 王刊生,李林.GPS RTK技术在公路放样线中的应用.铁道勘察.2004年第5期.
[27] 周兴顺,赵卫.GPS RTK技术应用于高速公路中桩放样.华东公路.2002年8月.
[28] 郝宝诚.RTK地方化转换参数研究.电力勘测设计.2003年6月.
[29] 曹以恒.实时动态定位技术的进展及在公路建设中的应用.云南交通科技.1999年12月.
[30] 伍学祥.实时GPS测量在公路放样中的应用研究.测绘通报.1999年第12期.
[31] 许娅娅,李菊华.实时GPS的发展与在公路测量中的应用.西安公路交通大学学报.1998年7月.
[32] 施一民.GPS技术用于高等级公路勘测的若干问题.同济大学学报.1996.24(1).
[33] 张予东,李雪芳.公路测量中GPS RTK的应用.测绘通报.2002年12月.
[34] 潘宝玉,张西恩,李宏伟.提高RTK测量成果精度的技术关键.地矿测绘.2003年第3期.
[35] 吴向阳.GPS网中已知点坐标正确性的检核.测绘通报.1997年第1期.
[36] 陈海兵.利用RTK技术实现数字化测图.北京水利.2004年第4期.
[37] 李孟山,李少元.基于GPS实时动态定位系统(RTK)的线路测量一体化研究.铁路航测.2000年3月.
[38] 吴向阳,王永红. GPS技术在道路工程中的应用研究.第一届全国交通工程测量学术研讨会论文集.西安地图出版社.2003年11月.
[39] 李维成,李丽,徐卫东.GPSRTK测量成果的质量控制方法.本溪冶金高等专科学校学报.1999年3月.
[40] 施一民.沪杭高速公路 GPS 线路控制网的测设.测绘工程.1996 年 6 月.
[41] 元晓贵,闫宝杰,王爱涛,刘为众,李明.浅述数字公路的技术组成及特点.公路.2001年5月.
[42] 符锌砂,龚德俊.公路测设新技术的现状与展望.中国公路学报.1998年7月.
[43] 国家质量技术监督局.《全球定位系统(GPS)测量规范》.2001年3月.
[44] 交通部.《公路全球定位系统(GPS)测量规范》.北京:人民交通出版社.1998年7月.