GNSS—RTK技術(shù)系統(tǒng)中關(guān)于用戶的部分主要有:數(shù)據(jù)鏈、流動站和基準(zhǔn)站。其作業(yè)原理是:基準(zhǔn)站接收機(jī)架設(shè)在已知或未知坐標(biāo)的參考點上,連續(xù)接收所有可視GNSS衛(wèi)星信號,基準(zhǔn)站將測量的站點坐標(biāo)、載波相位觀測值、接收機(jī)工作狀態(tài)、偽距觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)等情況借助無線數(shù)據(jù)鏈傳送到流動站,然后流動站進(jìn)入初始化狀態(tài),搜索求解整周未知數(shù),最后進(jìn)入動態(tài)作業(yè)。流動站接收基準(zhǔn)站傳入的數(shù)據(jù),并且同步觀測采集GNSS衛(wèi)星載波相位數(shù)據(jù),通過系統(tǒng)內(nèi)差分處理求解載波相位整周模糊度,根據(jù)基準(zhǔn)站和流動站的相關(guān)性,得出流動站的平面坐標(biāo)X、Y和高程H。
公路工程測量向縱向延伸,且比較長,而橫向延伸比較窄。現(xiàn)階段,用于公路測量的技術(shù)主要有:遙感測量技術(shù)、GNSS技術(shù)、光電測量技術(shù)等,并且這些發(fā)展得非常成熟,特別是GNSS技術(shù)。下文將對公路測量中的GNSS測量技術(shù)進(jìn)行論述。
公路測量中傳統(tǒng)的控制網(wǎng)采用導(dǎo)線形式的布設(shè)方法,其精度直接受點分布、所用儀器設(shè)備、導(dǎo)線長度的影響。而若工程測量中采用GNSS技術(shù),則控制網(wǎng)只與GNSS衛(wèi)星的分布、處理基線的情況、衛(wèi)星的觀測時間、質(zhì)量相關(guān)。所以,控制網(wǎng)的點位分布沒有固定的地點。因此,需要對施工現(xiàn)場的放樣儀器—全站儀進(jìn)行考慮,同時對點位之間的通視進(jìn)行考慮,這樣施工放樣會更加簡潔。然后在對工程的精度需要、專業(yè)的技術(shù)人員、經(jīng)費成本和現(xiàn)有的儀器設(shè)備進(jìn)行考慮,從而恰當(dāng)準(zhǔn)確的布設(shè)GNSS控制網(wǎng)。
GNSS控制網(wǎng)點在野外進(jìn)行埋設(shè),埋設(shè)完成之后,接下來就是觀測GNSS控制網(wǎng),而對于野外作業(yè)通常運用GNSS載波相位靜態(tài)相對定位測量。而如果是重點、特大工程項目,則采用現(xiàn)場試驗的觀測方法。然后是選擇合適的控制網(wǎng)觀測方法,主要依據(jù)于衛(wèi)星的數(shù)量、星歷分析、衛(wèi)星信號的質(zhì)量、現(xiàn)場信號的干擾情況等等。處理野外作業(yè)數(shù)據(jù)前,需要對各個控制點觀測衛(wèi)星時衛(wèi)星的信號質(zhì)量進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量較差點的衛(wèi)星,在處理數(shù)據(jù)前需要對其進(jìn)行重點查看,倘若基線不達(dá)標(biāo)則需要重新測量或是補測,如若不然會降低整個GNSS控制網(wǎng)的精度。所以說,對GNSS控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,同樣是一個重要的環(huán)節(jié)。
大比例尺(1∶1000或1∶2000)帶狀地形圖,是高等級公路選線、設(shè)計的基礎(chǔ),所以,必須為設(shè)計人員準(zhǔn)備精度高的數(shù)字帶狀地形圖。采用傳統(tǒng)的測圖方法,需要首先建立控制,其次測量碎部,最后,繪制成比例尺大的地形圖,這一過程需要大量的工作時間。繪制線路帶狀地形圖,運用GNSS-RTK技術(shù)采集碎部點數(shù)據(jù),這樣不用建立圖根控制,只需在碎部點上停留一兩分鐘,或是更少僅需幾秒鐘,就能得到關(guān)于該點坐標(biāo)和高程的數(shù)據(jù)。采集速度快,大大降低了測圖的難度,既省時又省力。
中線測量時工程測量中的重要環(huán)節(jié),是指測設(shè)直線和曲線,在現(xiàn)場明確標(biāo)出道路中心線的平面位置,并測量工程的實際里程。中線測量為測繪平面圖和宗、橫斷面圖提供依據(jù),同時是公路設(shè)計、施工和其他公路的依據(jù)。首先是設(shè)計人員對帶狀地形圖上的中線進(jìn)行設(shè)計,然后設(shè)計路線中的起點、轉(zhuǎn)點和終點的坐標(biāo),并將其在地面上標(biāo)注出來。采用GNSS技術(shù),將中樁點坐標(biāo)輸入電子手簿中即可,接下來軟件會放樣點的點位進(jìn)行自動定位。點測量獨自完成,因此,不會出現(xiàn)累計誤差,同時各點的放樣精度基本一樣。高等級公路路線主要包括直線、圓曲線和緩和曲線。因此,放樣時,只需輸入各主控點樁號、起終點的方位角、直線段與緩和曲線的距離、圓曲線的半徑即可,接下來就能輕松的進(jìn)行放樣。
縱橫斷面放樣時、先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中,生成一個施工預(yù)放樣點的文件,并儲存起來,隨時可以到現(xiàn)場測量所用;橫斷面放樣時,先確定橫斷面作業(yè)形式(挖、填、半挖半填),然后把橫斷面設(shè)計有關(guān)數(shù)據(jù)輸入電子手簿中(邊坡坡度、路肩寬度、設(shè)計高)也生成一個施工預(yù)放樣文件,儲存起來,并隨時到現(xiàn)場測量放樣。還可利用軟件自動與地面線銜接進(jìn)行所謂的“載帽”工作,并利用“斷面法”計算填挖土方量。利用繪圖軟件可以測繪出各點的橫斷面圖和沿線的縱斷面圖。加之所利用的數(shù)據(jù)都是測繪地圖時采集得到的,因此,不需要到現(xiàn)場對橫、縱斷面進(jìn)行測量,這樣大大降低了工作量,并且必要的話,可以采用動態(tài)的GNSS技術(shù)到現(xiàn)場檢驗復(fù)合,與傳統(tǒng)方法相比,該方法既經(jīng)濟(jì)又容易實現(xiàn)。
利用GNSS-RTK測量技術(shù)進(jìn)行工程施工放樣,GNSS定位平面精度一般能達(dá)到2-3cm,高面測量精度要低點,但完全能夠滿足前期的測量放樣工作,因此,對于等級要求不高的公路,其現(xiàn)場施工的測量放樣可以采用GNSS—RTK技術(shù)。對于高程精度要求較高的公路施工測量放樣,平面位置采用GNSS-RTK定點,利用水準(zhǔn)測量方法測定高程。
GNSS-RTK對于工程的放樣定位,其優(yōu)點是:速度快、定位精準(zhǔn)、精度穩(wěn)定等等,因此,在公路放樣定位中,需要獲得的精度信息進(jìn)行點位放樣。GNSS技術(shù)用于公路施工測量時,不僅具=具備良好的硬件,而且可選擇豐富的軟件。施工中關(guān)于點、線、面和坡度的放樣都非常便捷。
總之,GNSS-RTK技術(shù)運用于公路測量,標(biāo)志著公路的作業(yè)手法和測量手段發(fā)生了巨大的變革,使測量的工作效率和測點的精度大大提升,極大的促進(jìn)了工程建設(shè)的進(jìn)度及質(zhì)量。但是在實際應(yīng)用中仍然受到某些限制因素的影響,不利于工作的有效開展,但相信隨著科技的發(fā)展,將會對GNSS-RTK技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化與改善。
[1]曾濤.《淺析GPS-RTK技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用》[J].《黑龍江交通科技》2013,02∶26+28.
[2]韓棚舉,王經(jīng)國:《GPS-RTK測量技術(shù)在公路工程測量中的優(yōu)勢》[J].《科技視界》,2013,05∶84+102.
[3]原宜坤,汪洋.《淺談GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用》[J].《山西建筑》,2007,11.
[4]張煜,彭家頔.《GPS-RTK技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用》[J].《交通標(biāo)準(zhǔn)化》,2014年,02.