gps-rtk與全站儀在道路工程測量中的應(yīng)用比較

1、第 3 3卷 第 3期 2 0 1 0年 6月測繪與 空間地理信 息 G EO MAT I C S ＆ S P AT I ALI NF OR MA T l oNT EC HNO L OG YVo 1 ． 3 3， No ． 3J u n ． ，2 0 1 0G P S— R T K 與 全 站 儀 在 道 路 工 程 測 量 中 的應(yīng) 用 比較 王福 學(xué)，馬 宗海 ( 1 ． 黑龍江測繪 局教 育中心 ， 黑龍江 哈爾濱 1 5 0 0

2、 2 5 ；2 ． 黑龍江省水利水 電勘測設(shè) 計(jì)院 安達(dá)分院 ， 黑龍江 安達(dá) 1 5 1 4 0 0 )摘 要 ： 主要 分析 比較 了 G P S—R T K與全站儀 的測量結(jié)果 ， 對道路 工程測量 實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞 ： G P S —R T K； 全站儀 ； 道路 工程 測量 ； 應(yīng)用 比較 中圖分類號 ： P 2 2 8 ． 4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ： B文章 編號 ： 1 6 7 2— 5 8 6 7 ( 2 0 1 0

3、) 0 3— 0 1 7 9— 0 3Ap p l i c a t i o nCo mpa r i s o no fGPS· - — RTK a n dTo t a ls t a t i o ni nRo a dEn g i n e e r i n gS ur v e yW ANG F u —X U e， MA Zo n g—h a i( 1 ． E d u c a t i o nC e n t e ro fHe i l

4、 o n g j i a n gB u r e a uo fS u r v e y i n ga n dMa p p i n g ， Ha r b i n1 5 0 0 2 5 ， C h i n a ；2 ． An d aB r a n c ho fHe i l o n g j i a n gS u r v e ya n dDe s i g nI n s t i t u t eo fWa t e rC o n s e r va n c

5、 ya n dH y d r o p o w e r ， A n d a1 5 1 4 0 0， C h i n a )Ab s t r a c t ：Th i sp a p e rma i n l ya n a l y z e dt h eme a s u r e me n tr e s u l to fGP S —RT Ka n dt o t a ls t a t i o n， wh i c hw a so fg u i d i n

6、 gs i g n i f i c a n c ei np l ’ a c t i c a lp r o d u c i n go fr o a de n g i n e e r i n gs u r v e y i n g ．Ke ywo r d s ： GP S—RT K； t o t a ls t a t i o n ； r o a de n g i n e e r in gs u r ve y ； a p p l i c a t

7、 i o nc o mp a r is o n0引 言 本文基于筆者多年從事測繪 的工作經(jīng)驗(yàn) ， 結(jié)合 曾經(jīng) 參 與 的道 路工 程 ， 以工 程 前 期 幾個(gè) 主要 工 程 部 位 的測 量 結(jié)果為依據(jù)， 研究探討 了 G P S—R T K與全站儀在道路工 程 測量 過程 中的應(yīng) 用 ， 并 比較 分 析 了兩 者 的測量 結(jié) 果 ， 詳 細(xì) 比對 了 G P S ～ R T K 、 全站儀 在道 路工 程測 量 中 的使 用方 法

8、 并給 出分析 結(jié) 果 ， 望 本 文 能對 道 路 工 程 測 量 中儀 器 的使 用及測 量方 法 的研究 起 到 一定 的推 動 作用 。關(guān) 于 G P S— R T K的 缺點(diǎn) 、 使 用 中存 在 的 問題 ； 全 站 儀 的原 理 、 現(xiàn) 狀 等本文不作過多討論 ， 讀者請參閱其他相關(guān)文獻(xiàn)。1工 程 概 況 昆明市環(huán)湖南路工程項(xiàng) 目， 路線位于昆明市呈貢縣 、晉 寧縣和 西 山 區(qū)境 內(nèi) ， 起 點(diǎn) K 0+ 0 0 0馬金

9、 鋪 ， 止 點(diǎn) K 4 0+4 7 1 ． 0 7 8 位 于海 口附 近 ， 道 路 工 程 分 主線 、 景觀 步 道 兩 條 道 路 ， 主線全 長 4 0 ． 4 7k i n ， 等級 為 I 級 主干道 ， 景 觀步 道全 長 2 4 ． 7 1k m， 為 Ⅲ級次 干道 。內(nèi)容包 括 ：1 ) 路基 土石方 量 挖方 、 填 方 。2 ) 軟基 礎(chǔ)工程 C F G樁 、 碎 石墊 土層 、 土工 格柵 。3 ) 橋涵工

10、程 大 、 中 、 小橋 梁及涵 洞 。4 ) 路面 工程 5 ) 截污 干渠 2 儀 器使 用 本 次 測 量 使 用 的 G P S—R T K 采 用 中 海 達(dá) 品 牌 V 8C O R SR T K系列 儀器 ， 該 系統(tǒng)采 用 超長 距 離 R T K技 術(shù) ， 第 三代 G P S 衛(wèi)星 L5 信 號接 收 技術(shù) ， 預(yù) 留 G L O N A S S信號 通 道可升 級 為雙 頻雙 星 系 統(tǒng)。靜 態(tài) 后處 理 精 度：

11、 平 面，± 2 ． 5m m + 1p p m； 高程 ， ± 5 ． 0m m +1p p m； R T K定 位 精 度 ： 平 面 ， ±1c m+1p p m； 高程 ， ± 2c m+lp p m 。全 站 儀 采 用拓 普康 品牌 G T S一 3 3 2 W 型 號 ； 測 角精 度 ： ± 2 ” ； 測 距 精 度 ： ±( 2m m+ 2p p m

12、5; D ) 。3 測 量 實(shí)施 采 用 G P S 靜 態(tài) 觀測 進(jìn) 行 E級 網(wǎng)首 級 控 制 ， 加 密 G P S點(diǎn) 5 3 個(gè) ， 復(fù)測已知點(diǎn) l 4 個(gè) ， 各項(xiàng)操作嚴(yán)格按照 G P S 測量 規(guī)范要求施測。后期使用 中海達(dá) 自帶解算軟件 H D S 2 0 0 3經(jīng) 過基線 處理 和平 差解算 ， G P S網(wǎng) 的同步環(huán) 坐標(biāo) 分量閉 合 差 、 最 弱點(diǎn) 點(diǎn)位 中誤 差 、 最 弱邊 相 對 中誤 差 、 邊 長 相 對

13、 中誤 差等項(xiàng) 精度 指 標(biāo) 均 符 合 規(guī) 范 要求 ， 復(fù) 測 成 果 與 原 成 果 收稿 日期 ． 2 0 0 9— 1 2 — 2 4作者簡介： 王福學(xué)( 1 9 8 0一 ) ， 男， 黑龍江哈爾濱人 ， 助理工程師， 主要從事測繪外業(yè)教學(xué)工作。第 3期 王福 學(xué)等 ： G P S～ R T K與全 站儀在 道路 工程測 量 中的應(yīng) 用 比較 1 8 1本次 首級控 制 網(wǎng)受工程 路線 走 向 、 紅線 占地 范圍外 多

14、為 大 面積農(nóng)用大棚、 點(diǎn)位選擇空間小等因素 的影響， 網(wǎng)形為 自西北至 東南 向的窄 帶狀 ， 網(wǎng)圖效 果不好 。本次 首級控 制 中 采用 E級控制加密， 靜態(tài)觀測時(shí)間為 1h ， 測得點(diǎn)位最大中 誤 差 0 ． 0 0 15r i f t ， 最小邊 長相 對 中誤 差 為1 ： 4 4 41 3 5 ， 最 大邊 長相對 中誤 差 為 l ： 80 1 15 5 5 ， 滿 足 規(guī) 范要 求 ， 平 均 邊 長 3 0 0m，

15、邊 長相 對 中誤 差為 1 ： 2 30 8 1 ， 限差 為 1 ： 2 00 0 0 ， 最 大邊 長相對 中誤差 為 1 ： 19 3 14 2 6 ， 最 大 同步 環(huán) 閉合 差 A 8一 A 9一 B 2閉合環(huán) 為 1 4 ． 8 7p p m， 限差 為 1 5p p m， 最 弱點(diǎn) 點(diǎn) 位 為 B 2 ， 最 弱 點(diǎn) 平 面 中 誤差 為 0 ． 0 1 79 ， 滿 足 規(guī) 范要 求 。A 8 ， A 9 ， B 2

16、三點(diǎn)的精度雖滿足 了規(guī)范要求但 網(wǎng)形接 近了線形并且限差也接近規(guī)范臨界值 ， 又因 K 1 6+ 6 0 0至 K 1 7+1 0 0 路 段 的小漁村 大橋 在 A 8 ， A 9 ， B 2三點(diǎn) 控 制 范 圍內(nèi) ，為提高小漁村大橋的施工精 度， 筆者使用兩臺全站儀分 別在 A 8 ， A 9兩點(diǎn)設(shè)站， 均使用 B 2 定向分別對小漁村大橋 共計(jì) 2 0 個(gè)承臺的近 1 0 0個(gè)橋樁進(jìn) 行了橋 樁樁位放樣測 量， 并 比對 了同一橋

17、樁的兩個(gè)放樣點(diǎn)點(diǎn)位偏差 ， 效果不理 想 ， 最大 偏差 達(dá)到 了近 7c m， 平 均偏 差 為 4 ． 2c m， 不能 滿 足橋 樁放樣 的施 工規(guī) 范 要 求 。為 了提 高小 漁村 大 橋 的施 工精 度 ， 重 新對 控 制 網(wǎng)進(jìn)行 了局部 控制 加 密 ， 為 了提 高 網(wǎng)圖質(zhì)量 又加 測 了 B 7 點(diǎn) ， 后 重新 解算 A 8 ， A 9 ， B 2 坐標(biāo) ， 此 次 解 算精 度較 高 ， 基線 最弱邊 相對 中誤

18、差 為 1 ： 1 3 54 9 1 ， 最弱 點(diǎn)平 面 中誤 差為 0 ． 0 0 11 ， 并核 對 了原 坐標(biāo) 、 新 坐標(biāo) 坐標(biāo)偏 差 ， 比較 見表 l 。表 1 原坐 標(biāo)與 新坐標(biāo) 坐標(biāo) 偏差 比較 表 Ta b ． 1De v i a t i o nc o m p a r i s o no fo r i g i n a lc o o r d i n a t ea n dn e w c o r d i n a t e從表

19、l 中新 舊兩套 坐 標(biāo) 比較 結(jié)果 可 看 出 y值 的偏 差 較大 ， 分 析得 出受 整個(gè) 控制 網(wǎng) 網(wǎng)形 及 整 體 平 差 解 算 的 影 響 ， 局 部地 區(qū) 的控 制精 度 略微 出現(xiàn) 偏 差是 合理 的 ， 但 是 針 對該 區(qū)域要建造 5 0 0m長的大橋 ， 工程測量精度必須要提 高一 個(gè)等級 ?，F(xiàn) 使用 新 坐標(biāo) 采 取 如上 的 同樣 方 式重 新 對 各個(gè) 橋樁進(jìn) 行放樣 ， 同時(shí) R T K基 站 架 設(shè) 在

20、距 小 漁 村 大 橋 2 ． 5k m 處的高等級控制點(diǎn)上， 使用 R T K也對同一橋樁進(jìn) 行放 樣 ， 兩 臺全 站 儀 一 臺 R T K 對 同 一 橋 樁 的 放 樣 偏 差 9 0 ％ 以上 的偏 差 均 在 1e m 以 內(nèi) ， 比對 放 樣 結(jié) 果 很 理 想 。綜上 所述 ， 在 長距 離帶 狀 首級 控制 測 量 中 ， 最弱 邊 的精 度 問題 還是 比較 突 出的 ， 尤其 是 對 局 部 工 程 的 測 量

21、精 度 影 響較 大 ， 而全 站 儀 的測 量 精 度 又溯 源 于 首 級 控 制 的 網(wǎng)形 布控方法 、 觀測方法、 解算精度等因素 ， 故全站儀進(jìn)行放 樣 時(shí)受限 較大 。而 R T K基站 合 理 的架 設(shè) 、 P t T K 長距 離 差 分測 量能 避免 類 似 事情 發(fā) 生 ， 且 完 全 能 夠 滿 足 控 制 范 圍內(nèi)的任意局 部測 量精度 。4 結(jié)束 語 該道路 工程 應(yīng)用 中 G P S— R T K 、 全站

22、儀 的應(yīng) 用 比較 表 明 ： R T K測 量 成 果 能夠 達(dá) 到 工程 測 量 規(guī) 范 的 要求 ， 省 時(shí) 、省 力 、 提 高工 作 效率 和 節(jié)省 工程 費(fèi)用 等 優(yōu)點(diǎn) 比較 明 顯 ， 雖 然 R T K 也 存 在 著 一 定 的 缺 點(diǎn) ， 但 筆 者 認(rèn) 為 隨 著 G P S—R T K技術(shù) 難關(guān) 的攻 破 ， 國產(chǎn) 儀器 自主知 識 產(chǎn)權(quán) 的成熟 ， 移 動信息技術(shù)在 R T K中的融合， 儀器價(jià)位 的走低以及觀

23、測 精度 、 速度的提高， R T K能夠?yàn)楣こ虦y量提供更高的測量 精 度 ， 能夠 創(chuàng)造更 好 的社會效 益 ， 普 及速度會 越來 越快 。參考 文獻(xiàn) ：[ 1 ]李玉 潮． 工 程測 量 [ M] ． 哈 爾濱 ： 哈 爾濱地 圖 出版社 ，2 0 0 7 ．[ 2 ] 徐紹銓 ， 張華海 ， 楊志強(qiáng) ， 等． G P S測量原理及應(yīng)用 [ M] ．武漢 ： 武漢測繪科技大學(xué)出版社 ， 1 9 9 8 ．[ 3 ]國家測 繪局測繪

24、標(biāo)準(zhǔn) 化研 究所． G B ／ T1 8 3 1 4—2 0 0 9全 球定位系統(tǒng) ( G P S ) 測量 規(guī)范 [ S ] ． 北京 ： 中國標(biāo)準(zhǔn) 出版 社 ， 2 0 0 9 ．[ 4 ]中國有 色金屬工業(yè)協(xié)會． G B5 0 0 2 6—2 0 0 7工程測量規(guī) 范【 S ] ． 北京 ： 中國建筑工業(yè)出版社 ， 2 0 0 7 ．[ 5 ]中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院． J T GC 1 0—2 0 0 7公路勘 測規(guī)范[ S

25、] ． 北京 ： 人 民交通出版社 ， 2 0 0 7 ．[ 責(zé)任編輯 ： 王麗欣 ]本刊 現(xiàn)入 編“ 萬 方數(shù) 據(jù)一 一數(shù) 字化 期刊群 ” 和 “ 中 國核 心期刊 ( 遴 選 ) 數(shù) ；j 據(jù)庫” ， 作者著作權(quán)使 用費(fèi)與本刊稿 酬一次 性給付 ， 不再另行發(fā)放 。作者如 不 ；同 意 將 文 章 入 編 ， 投 稿 時(shí) 敬 請 說 明 ?！?●‘ ? ‘ ‘● ’?！?‘●‘ ? ’ ‘ ● 。 ‘ ‘’ ?！?’’’‘‘ ●