測量方面專升本畢業論文開題報告,與GPS定位技術在道路勘測中的應用相關論文例文

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摘 要:隨著科學技術的飛速發展、公路工程水平的不斷提高,GPS定位系統和全站儀在公路工程建設中得到了迅速推廣,大大提高了測量的精度,降低了勞動強度,提高了準確性,節省了作業時間.本文介紹了GPS定位技術基本原理、GPS測量實施技術,并概述了GPS定位技術在道路勘測中的幾種應用.

關 鍵 詞:GP;道路勘測;應用

一、GPS定位技術基本原理

GPS是指利用GPS定位衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統,稱為全球衛星定位系統,它是采用距離交會法以三角測量的定位原理來進行.GPS所采用的是多星高軌測距體制,并且將GPS衛星和接收機的距離量作为基本觀測量.只有在地面GPS接收機接受的衛星信號同時在3顆以上之后,才可以利用位距測量或者是載波相位測量,來進行測算,然后得出衛星信號到接收機所花費的的距離以及时間,最后再根據各衛星所處的位置信息,把衛星到用戶的多個等距離球面相交后,就能夠获得用戶的三維(經度、緯度、高度)數據坐標、速度以及时間等相關參數.GPS的測量中最常通常使用的兩類坐標系統是在空間固定的坐標系統和與地球體相固聯的坐標系統,又被稱作地固坐標系統.在實際應用過程中坐標系統的變換需要根據坐標系統間的轉換參數進行,一次來進行坐標系統坐標的推算.這么一來便使得表達地面控制點的位置和处理GPS觀測成果更加容易,因此作为新一代的衛星導航與定位系統——全球定位系統,以其自身的全球性、全天候、高精度、高效益的優點,被廣泛地應用于道路勘測中.


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二、GPS測量實施技術

(一)GPS測量的外業實施

1.外業選點與埋石

由于GPS測量觀測站之間不要求相互通視,網的圖形結構也比較靈活,故選點工作比常規控制測量的選點要簡便.在選點工作開始前,應先了解測區的地理情況和原有控制點的分布及標石完好情況,再決定其適宜的點位.除此之外,選點工作還應遵守以下原則:

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(1)點位應選設在交通方便、視野開闊的地點,視場周圍15°以上不應有障礙物,地面基礎穩定,易于點的保存.

(2)點位應遠離大功率無線電發射源,其距離不小于200m.離高壓線的距離不得小于50m,以避免電磁場對GPS信號的干擾.

(3)點位附近不應有大面積水域或強烈干擾衛星信號接收的物體,以減弱多路徑效應的影響.

(4)利用舊點時,應對舊點的穩定性、完好性進行檢查,符合要求方可利用.GPS網點一般應埋設具有中心標志的標石,以精確標志點位,點的標石和標志必须穩定、堅固,以利長久保存和使用.標石埋設結束后,應填寫點之記并提交選點網圖、選點與埋石的工作技術总结.

2.外業觀測工作

根據GPS作業調度表安排進行觀測,采取靜態相對定位,衛星高度角15°,時段長度45min,采樣間隔10s.在3個點上同時安置3臺接收機天線(對中、整平、定向),量取天線高,測量氣象數據,開機觀察,當各項指標达到要求時,按接收機的提示輸入相關的觀測數據,則接收機自動記錄,觀測者填寫測量手簿.然后根據所得的外業數據及时進行处理,解算出基線向量,并對由合格的基線向量所構建成的GPS基線向量網進行平差解算,从而得出網中各點的坐標成果.在測量的過程中,為避免出現測量誤差,應嚴格限制高頻及對講機等無線電波的使用,避免環境對信號的干擾,从而提高GPS本身的定位精度.

(二)GPS測量的內業計算

GPS測量的內業計算分基線解算和網平差兩個階段.

基線解算

基線解算的過程:數據傳輸,按順序輸入點名和天線高.基線解算

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測量方面論文例文
986;来后,還須檢查Ratio值,必须≥3;檢查基線閉合差,差值必须在規范規定的范圍內.

GPS網平差

在各項質量檢核符合要求后,即可進行網平差.下面以bj-54坐標系為例,簡述網平差的過程:首先定義橢球元素,然后選擇坐標系統,定義高斯投影,修改置信度,固定已知坐標,最后進行平差,得到待定點的bj-54坐標和基線邊長,以及待定點和基線邊長的精度評定.

三、GPS定位技術在道路勘測中的應用

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個缺點,只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘,即可获得每點的坐標、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,非常實用.

道路的縱橫斷面放樣和土石方計算

縱橫斷面放樣時,先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中,生成一個施工預放樣點的文件,并儲存起來,隨時可以到現場測量所用;橫斷面放樣時,先確定橫斷面作業形式(挖、填、半挖半填),然后把橫斷面設計有關數據輸入電子手簿中(邊坡坡度、路肩寬度、設計高)也生成一個施工預放樣文件,儲存起來,并隨時到現場測量放樣.還可利用軟件自動與地面線銜接進行所謂的“載帽”工作,并利用“斷面法”進行填挖土方量的計算.用繪圖軟件還可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖.因為所采用的數據都是測繪地形圖時采集的,不需要到現場進行縱、橫斷面測量,大大減少了外業工作.而且必要時,可用動態GPS到現場檢驗復合,這與傳統方法相比,既經濟又易實現.

(三)道路中線放樣

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標定出来.采用實時GPS測量時,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,不會产生累計誤差,各點放樣精度基本相等.高等級公路的路線主要由直線、緩和曲線、圓曲線構成.放樣時,只要先輸入各主控點樁號,然后輸入起終點的方位角、直線段與緩和曲線的距離、圓曲線的半徑,這樣就可很輕松地進行放樣,而且一切工作均由GPS電子手簿完成.另外,如果需要在直線段和曲線段加樁,只需輸入加樁號就行,其余的工作由GPS完成.


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(四)GPS測量用于高程控制測量的應用

高程測量中通常應用的高程系統主要有大地高程系統、正常高系統和正高系統.大地高程系統是以橢球面為基準的高程系統.正高系統是以大地水準面為基準的高程系統.由于正高實際上是無法嚴格確定的,為實用上的方便,通常采用根據前蘇聯大地測量學者莫洛金斯基的理論建立的正常高系統.計算正常高的精度,主要取決于大地高差和高程異常的精度,而其中高程異常差的精度與其計算方法及其所利用的資料密切相關.表1GPS測量資料與水準測量資料相結合,來確定區域性大地水準面的高程是一種有效的方法.這種方法要求GPS觀測點具有水準測量資料且密度適當,分布比較均勻.利用高精度GPS定位技術精密確定觀測點的大地高程差,并根據建立的適當大地水準面數學模型,內插出計算點的高程異;虍惓2,从而得出特定點的正常高.

從表1中可看出,誤差呈現出偶然性,最大偏差+0.060m,最小偏差—0.006m.誤差的平均值為-0.043m.把精密水準當作誤差很小看待,則GPS高程的中誤差為±0.039m.由成果可知,只要點位分布均勻,密度適中,將精密水準資料與GPS測量資料相結合,能夠得到高精度的高程測量結果.

參考文獻:

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[2]張春雨.GPS定位原理及其在工程測量中的應用[J].中小企業管理與科技,2012(10).

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