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浅谈GPS和RTK技术在道路放线中的应用
【摘要】GPS-RTK技术在道路测设中,具有高精度、快速度、省劳力的优势。本文先分析GPS-RTK的技术原理,然后介绍道路里程桩坐标数据的计算方法、转换参数的计算方法,最后提出GPS-R浅谈GPS和RTK技术在道路放线中的应用
【摘要】GPS-RTK技术在道路测设中,具有高精度、快速度、省劳力的优势。本文先分析GPS-RTK的技术原理,然后介绍道路里程桩坐标数据的计算方法、转换参数的计算方法,最后提出GPS-RTK基准站与流动站的作业要求等。
【关键词】GPS-RTK技术;道路放线;转换参数;曲线测设数据

1 GPS―RTK技术原理
GPS―RTK原理为依靠基站利用数据链实时把其载波观测量与站坐标信息一并传给流动站,流动站收到GPS的载波相位,得出相位差分观测值,经过实时处理计算出厘米级的平面定位结果、五公分中误差的高程拟合值。GPS-RTK技术提供测点的三维坐标,观测耗时很短,测量精度至厘米级,其由一台基站GPS接收机、一台或多台流动站GPS接收机组成,固定的基站发射其收到的卫星载波信号,流动站独立实时解算待测点坐标。无需流动站和基站之间或流动站相互之间通视,但要流动站收到基站的电台信号,还有一定量的卫星,所以在平坦无遮挡区域,流动站的工作进度受交通便利程度的影响。
2 道路里程桩坐标数据计算
,依据道路设计缓和曲线测设数据计算,按已给的桩距算出整条线路上各里程桩的坐标,或算出指定曲线的里程桩坐标。计算结果通过GPS-RTK输入RTK手簿中,供施工放样使用。结合了传统测设方法与现代技术,将道路曲线测设数据软件分成缓和曲线测设数据计算、圆曲线测设数据计算、全线坐标计算。
使用RTK手簿进入SP软件,在Job或Road功能下选取定线编辑。随机软件SP可以道路放样,但要输入起讫桩号、曲线要素等,过程繁琐易出错,实际中用道路设计软件DICAD生成逐桩坐标,利用SL软件把坐标以文本文件形式上传至手簿。逐桩坐标数据传进手簿后,便可用SP软件实行中桩放样。
3 转换参数计算
GPS测量于WGS-84坐标系中实行,工程中各种测量及定位在当地局部坐标系与水准高程面上实行,在GPS-RTK路线放样前,要先确定两者间的转换关系,在平面点位放样时,要把已知地面坐标系坐标转为WGS-84坐标,从而找寻实地点位,点位确定后要把测量的大地高程结果转为水准面高程,所以转换参数影响着待测点精度。GPS-RTK放样通常使用经典法或一步法来定两种坐标系间的转换关系。
经典转换方法利用地图投影方式实现两坐标系间的转换,最多可决定七个转换参数,实现一个直角坐标系至另外一个的转换。经典转换法需要地方坐标系参考椭球体和投影参数,要三个以上已知点在不同大地测量基准中的坐标,其优势是可以保持GPS测量精度,如果地方坐标精密,公共点分布适宜,任何区域都可使用。一步转换方法利用二维赫尔墨特转换与近似高程转换,不用地方坐标系的参考椭球核投影参数,因为平面转换与高程转换分开,所以高程误差与平面误差互不影响。
计算完转换参数,利用其重新匹配每个控制点的残差,在五公里直径内的区域点位残差要低于5CITI为适宜。若残差过大会导致