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摘 要:隨著現代信息科技的不斷發展,以衛星差分定位、無人機航測為代表的新型測繪技術,在等級公路帶狀地形測繪、線路勘察中的應用日益廣泛。差分定位技術(GNSS-RTK)作為新型技術,在道路施工測繪中的應用能提升成果的數學精度,為有關工程推進提供可靠的數據依據。本文對差分定位技術在道路帶狀地形測繪、坐標轉換中的應用進行探究分析,以期為其道路斷面測量、工程測繪實踐應用提供數據支撐。
關鍵詞:GNSS-RTK技術;線路帶狀地形;縱橫斷面;技術應用
差分定位GNSS-RTK作為復合型測量技術,在道路規劃設計、帶狀地形測量與道路施工土方核算中得到廣泛應用,與傳統GNSS測量相比,其技術限制影響因素更少,且測量結果的精度更高,明顯提升了工程測量的效率,為高速公路等帶狀工程測量提供了數據支撐,推動了道路交通施工的數字化程度。
1 差分定位技術相關概述
衛星定位技術是基于現代測量和通訊技術發展起來的,借助導航衛星實現測距、測時功能的。利用GSM/CDMA無線網絡,差分定位技展現出覆蓋度高、連續性強以及實時性突出的技術優勢,實現三維坐標實時定位的效果。
差分定位技術是GNSS測量中應用范圍較廣的定位形式,其測量精度較高、實時定位速度快。相比于傳統衛星定位手段,通過測量后復雜的解算得到測量結果,RTK差分定位技術能通過載波相位動態實時差分法,對交通道路勘察測繪中的靜態測量、動態測量以及快速靜態測量實現了厘米級的測量精度。差分定位技術在線狀道路工程測量中的應用,即利用GNSS技術、數控傳播技術對基準站獲得的載波相位數據進行差分處理,從而高效率的獲得高精度測量坐標數據。
2 衛星差分定位技術存在的問題分析
GNSS RTK技術在道路控制測量、地形測量、施工放樣和變形監測等方面,極大提高了道路施工測量的綜合效益。以變形監測為例,應用于大型的橋梁或者是高層建筑物出現的大幅度地面沉降等問題的變形監測當中,不僅能大大減少測量工作的強度,而且能提高測量工作效率,降低工程測量的成本。
但其在具體道路工程測繪中也會遇到一些問題,主要有以下兩個方面。一是衛星狀況會對差分定位的應用效果產生一定影響,在某些偏僻的山谷、峽谷地區,衛星信號會相對長時間的被遮擋,信號問題會導致其出現測量數據偏差;二是大氣環境對GNSS-RTK技術的影響,電離層會對其脈沖電信號產生干擾,如果衛星的數量少,測量初始化會受到影響,難以實現快速準確定位,因此應當盡量避開電磁波帶來的干擾,適當延長測量的時間,提升道路縱橫斷面數據采集的精準性。
3 差分定位在道路工程測繪中的應用分析
3.1 道路數據采集的精度因素
道路施工前期線路勘察、規劃設計與施工建設階段,對點位三維坐標精度的要求較高。而采用GNSS-RTK定位的精度與衛星圖形強度PDOP、基準站設置密切相關,測量成果的精度與所觀測的衛星數量、網形分布效果呈現正相關性,即衛星數量越多,得到的測量結果數據越準確;同時測量效率受到基準站位置環境的選擇、測量儀器續航能力制約,因此必須結合道路工程的規劃設計條件和相關技術要求,確定具體的測算方案,提升道路施工測量中的數據精度。
3.2 線路周邊坐標轉換參數求解
由于GNSS數據采集的坐標基準為WGS-84系統,而通常道路工程施工所采用的多為西安80系統,需對道路沿線測量區域開展靜態控制測量,利用地方坐標系統與國家坐標基準利用控制點進行聯測處理,獲取測量位置的大地坐標定位信息,對坐標進行實時數據轉換;選擇公共控制點對坐標轉化參數求解,例如布爾沙七參數,因此應當按照均勻分布的原則將測量基準點布置在測量區域內,提升參數求解與控制范圍的有效性。
為了降低多路徑傳輸效應對定位精度的影響,建議基準站的周圍不宜出現大面積的反射物,確保測量數據和信號傳輸的連續性、精準性。注意基準站應當盡可能的遠離周圍的通信設備、水源等,避免基準站操作受到干擾。另外還要盡量保持天線的高度,確保數據信號傳遞的實時性和穩定性。某道路測繪工程中,差分定位技術與全站儀定位精度統計,如表1所示。
3.3 VRS技術與3S集成在道路工程測繪中的應用
虛擬參考站技術即VRS技術主要結合GNSS與數據庫連接的一種新型的數據系統,能針對當前測量工作存在的相
關系統誤差,進行分析建模,生成虛擬的參考站,實現測量數據的準確收集。VRS技術的主要工作原理在于能更好的促進參考站內的衛星定位數據,通過傳遞線實現GNSS數據向VRS中心傳達,提升檢測臺站的數據質量,并且能對錯誤數據進行合理化的篩選,實現厘米級別的實時準確定位,提升道路施工測繪的作業效率;3S集成技術主要是指將傳統測繪中RS技術、GIS技術和GNSS技術進行系統整合,形成功能較為強大的復合型技術,3S技術能將原來單一的技術所出現的缺點進行有效的彌補,實現道路沿線數據的快速采集。
4 結語
伴隨現代測繪技術的發展,現代CORS網絡差分定位服務模式逐步成為當前測繪主流形式,無需架設基準站,即可實現區域內差分服務的全覆蓋。為了確保道路施工測量結果的準確性,結合工程測繪的工作范圍、精度指標要求,求解適宜的區域性轉換坐標參數,必要時采用傳統架設基準站的方式,提升差分信號的穩定性,同時對作業半徑進行科學分析,優化區域無縫銜接測繪的應用效果,為帶狀道路測繪工程提供了參考依據。
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