南水北调中线建管局_施工管理—南水北调中线工程定线中RTK的应用及探讨

时间:2017-09-16  来源:资料大全  阅读:

  摘要:GPS RTK定位系基于载波相位观测值的实时动态差分技术发展而来的,它能够实时地提供测点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,给出厘米级定位结果。给出了GPS RTK技术应用于线路定线测量的基本方法,并结合具体的工程实践提出了RTK作业过程中技术路线及不可忽略的几个关键技术。

  1 概述

  定线测量即线路放样,是把图上设计的物体按照已定的尺寸或坐标在实地上标定下来。传统的线路放样方法有偏角法、切线支距法、极坐标法等。一般需要事先根据坐标计算放样元素,再在实地使用全站仪等常规测量仪器测设出待放样线路。因其在实施过程中受测区通视条件和已知点分布等因素的影响,耗人耗时、效率低下,且缺乏实时有效的精度控制检核措施。

  GPS RTK技术的应用,极大地提高了工作效率,较好地解决了实时而简便的检核工作模式,进而提高了成果的可靠性。RTK作业设备(电子手簿)一般都内置有功能强大的应用软件,能够很方便实现线路放样的要求,投入人员少、精度可控、作业方式灵活、效率高。

  通过GPS RTK技术在南水北调中线工程定线测量中的实际应用,对该工程的几个关键技术、精度满足程度、可靠性以及技术保证措施等方面进行了有益的探索。

  2 GPS RTK线路放样的工作原理及方法

  2.1 工作原理

  GPS RTK定位系基于载波相位观测值的实时动态差分技术发展而来的,它能够实时地提供测点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,给出厘米级定位结果。

  2.2 硬件环境

  以Trimble5700双频RTK GPS接收机为例,用于RTK作业模式实施线路放样测量的硬件主要设备为:Trimble5700GPS基站型接收机1台套;流动站型接收机至少1台套;Trimble TM3电台1台;TSCe电子手簿至少1个。其它必须的GPS RTK作业附件如脚架、鞭形天线、电源等。

  2.3 工作流程

  通过大量工程实践,GPS RTK作业的主要工作流程如下:

  (1)打开TSCe电子手簿运行Trimble Survey Controller软件,新建当前线路放样工作任务。

  (2)在当前线路放样工作任务中键入已知点数据和设计的待放样线路,Trimble Survey Controller软件提供了灵活的线路输入方式供用户选择。

  (3)在已知点上架设RTK作业基站并启动基站GPS接收机,确认基站向外发送差分信号。

  (4)启动流动站GPS接收机,在RTK线路放样模式下选择合适的方法按指示进行线路放样。

  第(1)步和第(2)步的工作可在外业实施前的室内进行,预先做好放样数据准备;为保证放样结果的可靠性,第(4)步在线路放样前后和中间最好在已知点上做必要的检测,或在没有足够的已知点的情况下进行异站重点检测。

  3 工程应用实例

  3.1 工程特点

  南水北调中线工程0+000~239+085段的定线测量、纵横断面测量及部分地形测量工作于2005年8~12月施测。

  该段位于河南省南阳市及平顶山市境内,西起淅川县九重乡陶岔渠首,经南阳北跨白河,穿越淮、汉分水岭、方城垭口、东八里沟进入淮河流域,止于平顶山市鲁山县薛寨沙河南岸,全长239.085km.区内村庄集中,人口密集,农田多种植高秸经济作物,树木茂盛。地貌形态以平原和垄岗为主,少量丘陵。#p#分页标题#e#

  该工程的主要特点有:

  (1)精度要求高,因其为引水工程,且大部分为自流,因此对高程精度的要求尤其重要。

  (2)作业线路长,1次作业线路长度达240km.

  (3)缓和曲线、圆曲线与直线交错布设,式样复杂。

  (4)沿线建筑物布置密集,穿越河道、道路多,布置有大量的倒虹吸、渡槽、立交等交叉建筑物。

  3.2 主要技术指标

  定线测量是在1954年北京坐标系1°带坐标的平面控制点上,根据设计提供的渠道中心线转折点、曲线起点、终点及圆心、半径数据等,定测在实地上。定测时的数据根据设计数据及测量成果进行计算。中心线上各桩点的里程桩号以设计提供的里程桩号为基础,并利用前后已知桩点的里程桩号进行内插,计算加密桩点的桩号。

  中心线桩点的放样误差不大于0.2m.

  渠道中心线上的整公里桩必须测设并埋设混凝土桩,曲线起点、曲线终点、横断面基点等需测设并打入木桩,桩旁打入书写里程桩号的桩牌。

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