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摘 要:隨著現(xiàn)代信息科技的不斷發(fā)展,以衛(wèi)星差分定位、無人機(jī)航測為代表的新型測繪技術(shù),在等級公路帶狀地形測繪、線路勘察中的應(yīng)用日益廣泛。差分定位技術(shù)(GNSS-RTK)作為新型技術(shù),在道路施工測繪中的應(yīng)用能提升成果的數(shù)學(xué)精度,為有關(guān)工程推進(jìn)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。本文對差分定位技術(shù)在道路帶狀地形測繪、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用進(jìn)行探究分析,以期為其道路斷面測量、工程測繪實(shí)踐應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
關(guān)鍵詞:GNSS-RTK技術(shù);線路帶狀地形;縱橫斷面;技術(shù)應(yīng)用
差分定位GNSS-RTK作為復(fù)合型測量技術(shù),在道路規(guī)劃設(shè)計(jì)、帶狀地形測量與道路施工土方核算中得到廣泛應(yīng)用,與傳統(tǒng)GNSS測量相比,其技術(shù)限制影響因素更少,且測量結(jié)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(shù)據(jù)支撐,推動(dòng)了道路交通施工的數(shù)字化程度。
1 差分定位技術(shù)相關(guān)概述
衛(wèi)星定位技術(shù)是基于現(xiàn)代測量和通訊技術(shù)發(fā)展起來的,借助導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)測距、測時(shí)功能的。利用GSM/CDMA無線網(wǎng)絡(luò),差分定位技展現(xiàn)出覆蓋度高、連續(xù)性強(qiáng)以及實(shí)時(shí)性突出的技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)定位的效果。
差分定位技術(shù)是GNSS測量中應(yīng)用范圍較廣的定位形式,其測量精度較高、實(shí)時(shí)定位速度快。相比于傳統(tǒng)衛(wèi)星定位手段,通過測量后復(fù)雜的解算得到測量結(jié)果,RTK差分定位技術(shù)能通過載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法,對交通道路勘察測繪中的靜態(tài)測量、動(dòng)態(tài)測量以及快速靜態(tài)測量實(shí)現(xiàn)了厘米級的測量精度。差分定位技術(shù)在線狀道路工程測量中的應(yīng)用,即利用GNSS技術(shù)、數(shù)控傳播技術(shù)對基準(zhǔn)站獲得的載波相位數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理,從而高效率的獲得高精度測量坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
2 衛(wèi)星差分定位技術(shù)存在的問題分析
GNSS RTK技術(shù)在道路控制測量、地形測量、施工放樣和變形監(jiān)測等方面,極大提高了道路施工測量的綜合效益。以變形監(jiān)測為例,應(yīng)用于大型的橋梁或者是高層建筑物出現(xiàn)的大幅度地面沉降等問題的變形監(jiān)測當(dāng)中,不僅能大大減少測量工作的強(qiáng)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(huì)遇到一些問題,主要有以下兩個(gè)方面。一是衛(wèi)星狀況會(huì)對差分定位的應(yīng)用效果產(chǎn)生一定影響,在某些偏僻的山谷、峽谷地區(qū),衛(wèi)星信號會(huì)相對長時(shí)間的被遮擋,信號問題會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)偏差;二是大氣環(huán)境對GNSS-RTK技術(shù)的影響,電離層會(huì)對其脈沖電信號產(chǎn)生干擾,如果衛(wèi)星的數(shù)量少,測量初始化會(huì)受到影響,難以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位,因此應(yīng)當(dāng)盡量避開電磁波帶來的干擾,適當(dāng)延長測量的時(shí)間,提升道路縱橫斷面數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性。
3 差分定位在道路工程測繪中的應(yīng)用分析
3.1 道路數(shù)據(jù)采集的精度因素
道路施工前期線路勘察、規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工建設(shè)階段,對點(diǎn)位三維坐標(biāo)精度的要求較高。而采用GNSS-RTK定位的精度與衛(wèi)星圖形強(qiáng)度PDOP、基準(zhǔn)站設(shè)置密切相關(guān),測量成果的精度與所觀測的衛(wèi)星數(shù)量、網(wǎng)形分布效果呈現(xiàn)正相關(guān)性,即衛(wèi)星數(shù)量越多,得到的測量結(jié)果數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確;同時(shí)測量效率受到基準(zhǔn)站位置環(huán)境的選擇、測量儀器續(xù)航能力制約,因此必須結(jié)合道路工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件和相關(guān)技術(shù)要求,確定具體的測算方案,提升道路施工測量中的數(shù)據(jù)精度。
3.2 線路周邊坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解
由于GNSS數(shù)據(jù)采集的坐標(biāo)基準(zhǔn)為WGS-84系統(tǒng),而通常道路工程施工所采用的多為西安80系統(tǒng),需對道路沿線測量區(qū)域開展靜態(tài)控制測量,利用地方坐標(biāo)系統(tǒng)與國家坐標(biāo)基準(zhǔn)利用控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測處理,獲取測量位置的大地坐標(biāo)定位信息,對坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;選擇公共控制點(diǎn)對坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)求解,例如布爾沙七參數(shù),因此應(yīng)當(dāng)按照均勻分布的原則將測量基準(zhǔn)點(diǎn)布置在測量區(qū)域內(nèi),提升參數(shù)求解與控制范圍的有效性。
為了降低多路徑傳輸效應(yīng)對定位精度的影響,建議基準(zhǔn)站的周圍不宜出現(xiàn)大面積的反射物,確保測量數(shù)據(jù)和信號傳輸?shù)倪B續(xù)性、精準(zhǔn)性。注意基準(zhǔn)站應(yīng)當(dāng)盡可能的遠(yuǎn)離周圍的通信設(shè)備、水源等,避免基準(zhǔn)站操作受到干擾。另外還要盡量保持天線的高度,確保數(shù)據(jù)信號傳遞的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。某道路測繪工程中,差分定位技術(shù)與全站儀定位精度統(tǒng)計(jì),如表1所示。
3.3 VRS技術(shù)與3S集成在道路工程測繪中的應(yīng)用
虛擬參考站技術(shù)即VRS技術(shù)主要結(jié)合GNSS與數(shù)據(jù)庫連接的一種新型的數(shù)據(jù)系統(tǒng),能針對當(dāng)前測量工作存在的相
關(guān)系統(tǒng)誤差,進(jìn)行分析建模,生成虛擬的參考站,實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確收集。VRS技術(shù)的主要工作原理在于能更好的促進(jìn)參考站內(nèi)的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù),通過傳遞線實(shí)現(xiàn)GNSS數(shù)據(jù)向VRS中心傳達(dá),提升檢測臺站的數(shù)據(jù)質(zhì)量,并且能對錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行合理化的篩選,實(shí)現(xiàn)厘米級別的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位,提升道路施工測繪的作業(yè)效率;3S集成技術(shù)主要是指將傳統(tǒng)測繪中RS技術(shù)、GIS技術(shù)和GNSS技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)整合,形成功能較為強(qiáng)大的復(fù)合型技術(shù),3S技術(shù)能將原來單一的技術(shù)所出現(xiàn)的缺點(diǎn)進(jìn)行有效的彌補(bǔ),實(shí)現(xiàn)道路沿線數(shù)據(jù)的快速采集。
4 結(jié)語
伴隨現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代CORS網(wǎng)絡(luò)差分定位服務(wù)模式逐步成為當(dāng)前測繪主流形式,無需架設(shè)基準(zhǔn)站,即可實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)差分服務(wù)的全覆蓋。為了確保道路施工測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,結(jié)合工程測繪的工作范圍、精度指標(biāo)要求,求解適宜的區(qū)域性轉(zhuǎn)換坐標(biāo)參數(shù),必要時(shí)采用傳統(tǒng)架設(shè)基準(zhǔn)站的方式,提升差分信號的穩(wěn)定性,同時(shí)對作業(yè)半徑進(jìn)行科學(xué)分析,優(yōu)化區(qū)域無縫銜接測繪的應(yīng)用效果,為帶狀道路測繪工程提供了參考依據(jù)。
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