1、道路横断面数据采集与处理及路面边石铺设,指导教师：王井利 班 级：测绘08-2班 姓 名：王永来 学 号：080103202,引言,在高速公路外业勘测阶段，横断面的测量主要采用抬杆法、水准仪皮尺法或者全站仪法（经纬仪视距法）。抬杆法测横断面精度低，难以满足现代工程特别是高等级公路的需求；水准仪皮尺法或者全站仪法精度较高，但受通视条件限制及需观测与跑尺人员的配合，降低了工作效率，工作量大，严重制约了进度及质量。测量技术的进步在于技术的改造，引入GPS_RTK技术是目前GPS的最新技术，能够实时提供任意测点的三维坐标，用RTK技术进行外业勘测，流动站与基准站之间的联系时建立在无线电波基础上的，作业
2、区域内的站点之间不需要通视。且不受天气条件的影响，可全天候工作。对于测设精度，采用RTK技术，点位精度实时显示，且每一根中桩放样的过程一致，测点精度大致相同，不存在累计误差，基本实现了测量精度的均匀分布。同时，对外业采集的数据进行内业处理是一项严密而烦琐的工作，CASS软件强大的数据处理模块，其自身所具备的自动绘制断面的功能，为内业数据处理的进行，提供了简便快捷的方式，从而根据断面进行土方计算，工程预算等,大大提高了工作效率和土方数量的计算精度。,一、 GPS-RTK技术测量断面的原理,RTK 技术是英文Real Time Kinematic（实时动态）的缩写，是差分GPS的一种表现形式，RT
3、K系统由一个基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。GPS RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分测量技术。测量时在已知点上架设一台GPS接收机(基准站)，通过一套无线电数据通讯系统与其他的GPS接收机(流动站)连接成一个有机的整体。基准站的接收机对所有可见GPS卫星进行连续观测，并把接收的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站的一些信息(如基准站的坐标、天线高等)都通过通讯系统传送到用户观测站。用户站上的GPS接收机本身在接收卫星数据的同时，也接收基准站传送的卫星数据，在流动站完成初始化后，把接收到的基准站信息传到控制器内，并将基准站的载波信号与本身接收到的载波观
4、测信号进行差分处理，即可实时求得两站间的基线值，同时输入相应的坐标、转换参数和投影参数，即可实时求得实用的点位三维坐标。,二、 GPS-RTK断面测量的外业实施,1. 中线测量：测量开始前，要进行对点的校核，找准控制点（至少三个），即开始进行中线测量工作。测量时选路线前进方向进行变化位置放置流动站，每一个里程为一段分隔距离，由已知控制点，流动站手簿软件即可显示此点距离中桩偏移距离及实际高程，根据显示数据，移动流动站至地形变化点的中桩位置，偏值精度到正负5cm，即可打桩并记录桩号、高程。由此可继续进行下一里程的中线测量，每20公里进行中桩记录，由此可实时测得所有里程全部中桩点的三维坐标。,2.
5、横断面点测量：在已知中桩的垂直方向上，移动流动站依次至此桩的横断面方向地形变化点处，在距中线左右各20范围内测出中线垂直方向上点的三维坐标，为绘制横断面需求，保持左右方向上的点大致在一个方向上，并根据实际地形的变化走势，在地形复杂的沟、渠、坎、土堆、坑、塘等加密测量特征点,特征点最好高低、上下对应。相对的地势平坦区，只采集必要的主要边界点即可，并在现场绘制草图,以便内业数据处理。,三 、GPS-RTK断面测量内业数据处理,1. 南方CASS软件：CASS地形地籍成图软件系统是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统,目前在地形地籍成图、工程测量、房产测绘、空间数据建库等领域已得到广泛
6、地应用,同时还可以利用此软件进行土方量的计算、公路设计、面积量算等工作。该软件全面面向GIS,彻底打通数字化成图系统与GIS的接口,使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。该软件的推出,大大简化了地形图和断面图的绘制工作,被广大用户接受和认可,其用户量、升级速度及售后服务在同等功能的软件中均名列前茅,目前已成为我国测绘行业绘制地形图所使用的一种主流软件。,2. 原始数据的导入和检查：将外业采集的数据传入计算机,对不同里程的多组作业的数据进行合并,检查数据,对每次采集回的数据都要进行检核，以免漏点，给后期的断面绘制造成影响。同时对超限数据及在外业采集时误操作记录的数据进行删除,
7、对点位不能满足计算要求的区域进行补测。,3. 数据预处理：在CASS应用软件中，数据检查完整无误后,首先对照底图进行纵断线的连接。即将中桩所有点进行连接，左右距离20米处分别做出中线的平行线。再应用CASS软件自带的“生成里程文件功能”将所有里程生成显示出来，以便横断面设计时的参考对照。,4. 构建DTM地表模型：应用CASS软件,选择用于生成DTM的所有野外观测点,使用折断线和所要计算的边界,构建测区的模拟数字地面模型,如下图：,5. 绘制横断面：基于已建成的每个里程的三角网，绘制公路的横断面图。在DTM中，每一个横断面上的点，都不可能正好在断面线上，在地势变化较大区，根据野外测点的加密程度
8、，建成的三角网，在点密集的地方进行插值计算，即可计算出地势变化大的横断面走势。 如下图：,6. 添加设计线，边坡等数据信息：根据已做出的实际公路横断面图，为其加上公路的设计线，边坡等重要信息。在进行设计线的添加过程中，点位的捕捉很重要，要将所使用的图放到最大范围，否则很容易出现点位的错误捕捉，这给以后工程施工中，土方的精度计算，工程量预算等，都带来严重的影响后果。对于边坡的添加，要根据实际不同省份，不同区域，不一样的地质地貌特征等，根据实际地块的地貌土质特征，不同里程范围界定，做出不同的边坡坡率选择，同时，高度也会对坡率比带来影响，因此在添加每一高度的坡度过程中，都要严格参照规范要求执行。,四
9、、总结,1. GPS-RTK在断面测量中一体化的优势：GPS-RTK方法测量结果精度高（横断面方向控制准确，平距、高程精确到2cm以内），且布点灵活，测量速度较快，配备测量人员数量较常规的横断面测量少，可以既快又准的完成公路的横断面测量工作。在应用RTK技术进行外业测量过程中，每次作业前至少对一个已知点进行坐标检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采集。否者，造成的控制点信息输入错误等，给后续作业带来的影响不可轻视，关系到整个工程的顺利进行。应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面测量、计算,测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大提高工作效率,能为工程建设提供及时、满意的
10、服务。,使用这套一体化的方法大大减少了人工干预，在极大程度上避免了人为因素所造成的差错；测站只需一人操作，节省了人员，从而间接降低了生产成本，加快了测量速度，同时内业由程序完成，提高了内业断面处理速度，是作业员从传统的大量的内业中解脱出来，从而提高了内外业工作效率；同时，犹豫程序本身的断面基点自检功能，减少了断面高程出错的可能性，也减少了检查和校核工作量。采用了本系统进行工程断面测量，充分应用了GPS-RTK的功能，必将降低内、外业劳动强度，显著提高工作效率，并使测量资料从野外采集、内业处理、数据管理更具可靠性，实现了测绘产品的数字化，确保了成果质量，使工程断面测量技术向自动化方向迈进了一大步
11、。,2 .RTK的局限性 ：（1）作用距离有限：RTK测量在解算整周未知数时，需要一个近似的估值，该估值是以码相位常规差分测量求得的，作用距高太大时，该估值的误差就大，有可能在运动状态下无法搜索到可靠的整周数解，导致作业失败，因此作用距高就非常有限，一般要得到厘米级精度作用距离不能大于1015km，要得到亚米级精度作用距高不能大于50 km，随着今后研究的深入和技术不断完善，作用距离可能放宽。,（2）初始化时间的等待:在动态下求解整周模糊度即初始化需要一定时间（几秒到几分钟），因此在连续动态作业过程电一巳信号失锁，需要重新进行初始化，在初始化过程中，精度将降低到常规差分GPS的精度，只有等待初
12、始化完成，精度才能恢复到原有的精度。,3 .总结与展望：GPS-RTK方法测量结果精度高（横断面方向控制准确，平距、高程精确到2cm以内），且布点灵活，测量速度较快，配备测量人员数量较常规的横断面测量少，可以既快又准的完成山区公路的横断面测量工作。在应用RTK技术进行外业测量过程中，每次作业前至少对一个已知点进行坐标检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采集。否者，造成的控制点信息输入错误等，给后续作业带来的影响不可轻视，关系到整个工程的顺利进行。外业测量的数据，直接影响着内业数据处理的精度及效果，因此，在测量时遇到地形复杂区域要准确测量、加密测点并现场绘制草图,数据处理要仔细,合理构
13、网。在测量和计算过程中要科学、公正,不受任何单位和个人的影响。应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面测量、计算,测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大提高工作效率,能为工程建设提供及时、满意的服务。,GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国家，GPS技术已经应用于交通运输和道路工程之中。目前，GPS技术在我国道路工程和交通管理中还刚刚起步，相信随着我国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术应用研究的深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入，并发挥更大的作用。,谢谢！,
