gps-rtk在公路纵横断面测量中的应用

网络RTK在公路纵横断面测量中的应用

邓庆海

（长江空间公司遥感数字工程院）

摘要:介绍了RTK在公路纵横断面测量中的使用方法,并通过实际工程应用分析对比,确

定了此方法的优越性.

关键词:CORS站、参数计算、曲线要素、断面数据格式。

一、 GPS-RTK测绘步骤以及误差处理

1.1 GPS-RTK测绘步骤

当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。在我们进行测量之前首先要确认移动GPS已取得CORS基准站的受权（拥有账号和密码）。 当我们连接上CORS站能够获得解算时，我们要注意我们此时获得的坐标系统是CORS基站的坐标系统，要与我们所做工程的系统一致的话，我们不仅要设臵坐标系统参数（如：中央子午线、横轴加常数、比例、平均纬度等），还要进行投影转换，这时我们可根据工程要求和已知点情况进行三参数、四参数或七参数改正，将CORS坐标系统转换到我们工程所需坐标系统中来。（切记参数计算时，定要用无任何转换参数所测量的数据与工程坐标系统中的已知数据计算）。笔者在湖北一公路工程中用湖北CORS基站经转换后与工程已知坐标点检查的部分结果见（表一）。其结果充分肯定了CORS基站能满足我们道路测量的平面精度要求。

HBCORS测量四等GPS点与静态三等GPS点校核成果表 (表一) 点号 GPS1 GPS11 GPS12 GPS21 GPS29 GPS65 GPS74 GPS80 GPS81 GPS93 XH YH XJ XJ ⊿X -0.01 -0.011 0.001 -0.039 -0.015 -0.016 -0.002 -0.02 -0.013 0.016 ⊿Y -0.008 -0.009 0.008 0.026 -0.01 0.006 -0.002 0.016 -0.001 0.001 D 0.013 0.014 0.008 0.047 0.018 0.017 0.003 0.026 0.013 0.017 3414125.7 498612.28 3414125.7 498612.29 3414853.1 494847.74 3414853.1 494847.75 3415103.4 494783.87 3415103.4 494783.86 3417293 490592.55 3417293 490592.53 3418610.7 487820.21 3418610.7 487820.22 3424042.4 486260.57 3424042.4 486260.56 3427215.5 483682.73 3427215.5 483682.73 3424895.4 483869.55 3424895.4 483869.53 3424455.1 483849.56 3424455.1 483849.56 3419702.2 485389.57 3419702.2 485389.57

当然公路的纵横断面测量在高程精度上要求也很严格，我们用GPS-RTK测量在经过参数改正的情况下在5KM范围内，一般精度在±3CM内。笔者在316国道改建项目中，在一些公路连接处用四等水准高程和RTK高程进行了对比，结果如下表二。

公路连接水准测量 （表二） 点号 X坐标 Y坐标 水准高程 RTK高程 高程差 1 3432829.27 479615.55 28.837 28.832 0.005 2 3432835.00 479633.77 28.821 28.818 0.003 3 3432840.66 479651.72 28.838 28.83 0.008 4 3432845.14 479668.00 28.838 28.83 0.008 5 3432850.19 479684.98 28.787 28.778 0.009 6 3432855.74 479707.25 28.817 28.821 -0.004 7 3432872.69 479696.01 28.876 28.863 0.013 8 3432864.68 479676.49 28.804 28.792 0.011 9 3432859.91 479660.79 28.833 28.836 -0.003 10 3432854.89 479641.06 28.819 28.825 -0.006 11 3432849.26 479621.72 28.849 28.841 0.008 12 3432846.81 479611.92 28.806 28.815 -0.009 从上表的结果中，我们不难看出RTK的高程精度能够满足一个四等水准的要求，当然前题条件是做参数计算的已知点离我们测量的外域比较近，上表测量时已知点在1KM范围内。

通常我们进行道路测量时，设计者会给我们提供一个曲线要素表如下(表三)

直线、曲线及转角表

交 点 坐 标 交 点 号 N (X) E (Y) 交点桩号 曲 线 要 素 值 (m) 缓和半 曲 径 线长度 1 2 3 4 5 21°JD31 3453417.461 474013.5602 K51+408.494 41′17.6″(Y) 22°JD32 3456157.27 473638.9316 K54+160.958 13′56″(Y) 23°JD33 3458388.03 474213.609 K56+444.779 43′41.9″(Z) 1680 170 534.416 438.077 865.7505534 37.40425494 4000 785.937 1552.101739 76.48092242 2800 536.363 1059.886338 50.90953956 6 7 8 9 10 11 线参数 长 度 长 度 缓和曲 切 线 曲 线 外 距 转 角 值 JD30 3452113.208 474750.6989 K49+927.513 上表为交点法的要素表（一部分），我们利用GPS-RTK测量时，可以方便快捷的把这些

要素文件编辑为仪器可读入格式，然后我们可以预览平面、进行里程坐标检查，如下图

图一

当我们检查各项数据无误后，我们便可以进行道路放样，按照设计数据和纵断面的各项要求放出纵断面中桩并把他测量记录下来。如图二，我们放样是仪器会直接告诉我们偏距和方向，我们测量起来方便快捷。（注意，测量时一定要是固定解）。

图二

在我们进行横断面采集时，我们只需要定义要测断面的里程桩号和断面边距，仪器可显示出横断面线同时显示出我们离横断面线的垂距和纵断面中线的偏距，测量起来非常方便。 1.2 CPS-RTK测绘断面数据处理

采用GPS－RTK测量，我们的设备可以保存最具检查价值的原始坐标数据格式，坐标数据文件，可以直接导入到南方CASS中，方便我们检查纵横断面实测和设计的偏移量，当然还可以根据用户需要，导出各种不同的格式，如纵断面可以导出坐标高程，也可直接导出里程高程，横断面的格式更多，如我们常用的格式： 1 //断面序号 47 //断面里程

-0.015 -0.436 //离中心点距离 高差（左边）

0.013 -0.329 0.034 -0.036 //离中心点距离 高差（右边）