道路横断面测量数据采集与处理

使用这套一体化的方法大大减少了人工干预，在极大 程度上避免了人为因素所造成的差错；测站只需一人操作， 节省了人员，从而间接降低了生产成本，加快了测量速度， 同时内业由程序完成，提高了内业断面处理速度，是作业 员从传统的大量的内业中解脱出来，从而提高了内外业工 作效率；同时，犹豫程序本身的断面基点自检功能，减少 了断面高程出错的可能性，也减少了检查和校核工作量。 采用了本系统进行工程断面测量，充分应用了GPS-RTK 的功能，必将降低内、外业劳动强度，显著提高工作效率， 并使测量资料从野外采集、内业处理、数据管理更具可靠 性，实现了测绘产品的数字化，确保了成果质量，使工程 断面测量技术向自动化方向迈进了一大步。
2 .RTK的局限性 ：
（1）作用距离有限： RTK测量在解算整周未知数时，需要一个近似的估值， 该估值是以码相位常规差分测量求得的，作用距高太大时， 该估值的误差就大，有可能在运动状态下无法搜索到可靠 的整周数解，导致作业失败，因此作用距高就非常有限， 一般要得到厘米级精度作用距离不能大于10－15km，要 得到亚米级精度作用距高不能大于50 km，随着今后研究 的深入和技术不断完善，作用距离可能放宽。
2. 横断面点测量： 在已知中桩的垂直方向上，移动流动站依次 至此桩的横断面方向地形变化点处，在距中线左 右各20范围内测出中线垂直方向上点的三维坐标， 为绘制横断面需求，保持左右方向上的点大致在 一个方向上，并根据实际地形的变化走势，在地 形复杂的沟、渠、坎、土堆、坑、塘等加密测量 特征点,特征点最好高低、上下对应。相对的地势 平坦区，只采集必要的主要边界点即可，并在现 场绘制草图,以便内业数据处理。
（2）初始化时间的等待: 在动态下求解整周模糊度——即初始化 需要一定时间（几秒到几分钟），因此在 连续动态作业过程电一巳信号失锁，需要 重新进行初始化，在初始化过程中，精度 将降低到常规差分GPS的精度，只有等待 初始化完成，精度才能恢复到原有的精度。
3 .总结与展望：
GPS-RTK方法测量结果精度高（横断面方向控制准确，平距、高 程精确到2cm以内），且布点灵活，测量速度较快，配备测量人员数 量较常规的横断面测量少，可以既快又准的完成山区公路的横断面测 量工作。在应用RTK技术进行外业测量过程中，每次作业前至少对一 个已知点进行坐标检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采 集。否者，造成的控制点信息输入错误等，给后续作业带来的影响不 可轻视，关系到整个工程的顺利进行。 外业测量的数据，直接影响着内业数据处理的精度及效果，因此， 在测量时遇到地形复杂区域要准确测量、加密测点并现场绘制草图, 数据处理要仔细,合理构网。 在测量和计算过程中要科学、公正,不受任何单位和个人的影响。 应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面测量、计算, 测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大提高工作效率,能为工程 建设提供及时、满意的服务。
2. 原始数据的导入和检查： 将外业采集的数据传入计算机,对不同里程 的多组作业的数据进行合并,检查数据,对每次采 集回的数据都要进行检核，以免漏点，给后期的 断面绘制造成影响。同时对超限数据及在外业采 集时误操作记录的数据进行删除,对点Leabharlann 不能满足 计算要求的区域进行补测。
3. 数据预处理：
在CASS应用软件中，数据检查完整无误后,首先对照 底图进行纵断线的连接。即将中桩所有点进行连接，左右 距离20米处分别做出中线的平行线。再应用CASS软件自带 的“生成里程文件功能”将所有里程生成显示出来，以便 横断面设计时的参考对照。
GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一， 其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优 势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在发达国 家，GPS技术已经应用于交通运输和道路工程之中。目前， GPS技术在我国道路工程和交通管理中还刚刚起步，相信 随着我国经济的发展，高等级公路的快速修建和GPS技术 应用研究的深入，其在道路工程中的应用也会更加广泛和 深入，并发挥更大的作用。
指导教师：王井利 班 级：测绘08-2班 姓 名：王永来 学 号：080103202
引言
在高速公路外业勘测阶段，横断面的测量主要采用抬杆法、水准 仪皮尺法或者全站仪法（经纬仪视距法）。抬杆法测横断面精度低， 难以满足现代工程特别是高等级公路的需求；水准仪皮尺法或者全站 仪法精度较高，但受通视条件限制及需观测与跑尺人员的配合，降低 了工作效率，工作量大，严重制约了进度及质量。测量技术的进步在 于技术的改造，引入GPS_RTK技术是目前GPS的最新技术，能够实时提 供任意测点的三维坐标，用RTK技术进行外业勘测，流动站与基准站 之间的联系时建立在无线电波基础上的，作业区域内的站点之间不需 要通视。且不受天气条件的影响，可全天候工作。对于测设精度，采 用RTK技术，点位精度实时显示，且每一根中桩放样的过程一致，测 点精度大致相同，不存在累计误差，基本实现了测量精度的均匀分布。 同时，对外业采集的数据进行内业处理是一项严密而烦琐的工作， CASS软件强大的数据处理模块，其自身所具备的自动绘制断面的功能， 为内业数据处理的进行，提供了简便快捷的方式，从而根据断面进行 土方计算，工程预算等,大大提高了工作效率和土方数量的计算精度。
6. 添加设计线，边坡等数据信息：
根据已做出的实际公路横断面图，为其加上公路的设 计线，边坡等重要信息。在进行设计线的添加过程中，点 位的捕捉很重要，要将所使用的图放到最大范围，否则很 容易出现点位的错误捕捉，这给以后工程施工中，土方的 精度计算，工程量预算等，都带来严重的影响后果。对于 边坡的添加，要根据实际不同省份，不同区域，不一样的 地质地貌特征等，根据实际地块的地貌土质特征，不同里 程范围界定，做出不同的边坡坡率选择，同时，高度也会 对坡率比带来影响，因此在添加每一高度的坡度过程中， 都要严格参照规范要求执行。
三 、GPS-RTK断面测量内业数据处理
1. 南方CASS软件：
CASS地形地籍成图软件系统是基于AutoCAD平台技 术的数字化测绘数据采集系统,目前在地形地籍成图、工 程测量、房产测绘、空间数据建库等领域已得到广泛地应 用,同时还可以利用此软件进行土方量的计算、公路设计、 面积量算等工作。该软件全面面向GIS,彻底打通数字化成 图系统与GIS的接口,使用骨架线实时编辑、简码用户化、 GIS无缝接口等先进技术。该软件的推出,大大简化了地形 图和断面图的绘制工作,被广大用户接受和认可,其用户量、 升级速度及售后服务在同等功能的软件中均名列前茅,目 前已成为我国测绘行业绘制地形图所使用的一种主流软件。
一、 GPS-RTK技术测量断面的原理
RTK 技术是英文Real Time Kinematic（实时动态）的缩写，是 差分GPS的一种表现形式，RTK系统由一个基准站、若干个流动站及无 线电通讯系统三部分组成。GPS RTK测量技术是以载波相位观测量为 根据的实时差分测量技术。 测量时在已知点上架设一台GPS接收机(基准站)，通过一套无线 电数据通讯系统与其他的GPS接收机(流动站)连接成一个有机的整体。 基准站的接收机对所有可见GPS卫星进行连续观测， 并把接收的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站 的一些信息(如基准站的坐标、天线高等)都通过通讯系统传送到用户 观测站。用户站上的GPS接收机本身在接收卫星数据的同时，也接收 基准站传送的卫星数据，在流动站完成初始化后，把接收到的基准站 信息传到控制器内，并将基准站的载波信号与本身接收到的载波观测 信号进行差分处理，即可实时求得两站间的基线值，同时输入相应的 坐标、转换参数和投影参数，即可实时求得实用的点位三维坐标。
二、 GPS-RTK断面测量的外业实施
1. 中线测量： 测量开始前，要进行对点的校核，找准控制 点（至少三个），即开始进行中线测量工作。 测量时选路线前进方向进行变化位置放置流 动站，每一个里程为一段分隔距离，由已知控制 点，流动站手簿软件即可显示此点距离中桩偏移 距离及实际高程，根据显示数据，移动流动站至 地形变化点的中桩位置，偏值精度到正负5cm， 即可打桩并记录桩号、高程。由此可继续进行下 一里程的中线测量，每20公里进行中桩记录，由 此可实时测得所有里程全部中桩点的三维坐标。
四、总结
1. GPS-RTK在断面测量中一体化的优势：
GPS-RTK方法测量结果精度高（横断面方向控制准确， 平距、高程精确到2cm以内），且布点灵活，测量速度较 快，配备测量人员数量较常规的横断面测量少，可以既快 又准的完成公路的横断面测量工作。在应用RTK技术进行 外业测量过程中，每次作业前至少对一个已知点进行坐标 检查,确保RTK作业系统工作正常后方可进行数据采集。否 者，造成的控制点信息输入错误等，给后续作业带来的影 响不可轻视，关系到整个工程的顺利进行。 应用RTK测量技术和CASS软件进行高速公路的横断面 测量、计算,测量精度高、速度快,计算精确、方便,极大 提高工作效率,能为工程建设提供及时、满意的服务。
4. 构建DTM地表模型：
应用CASS软件,选择用于生成DTM的所有野外观测点, 使用折断线和所要计算的边界,构建测区的模拟数字地面 模型,如下图：
5. 绘制横断面：
基于已建成的每个里程的三角网，绘制公路的横断面 图。在DTM中，每一个横断面上的点，都不可能正好在断 面线上，在地势变化较大区，根据野外测点的加密程度， 建成的三角网，在点密集的地方进行插值计算，即可计算 出地势变化大的横断面走势。 如下图：